EP3427859A1 - Giesskern für eine sanitärarmatur, verwendung des giesskerns zur herstellung einer sanitärarmatur, verfahren zur herstellung der sanitärarmatur und sanitärarmatur - Google Patents

Giesskern für eine sanitärarmatur, verwendung des giesskerns zur herstellung einer sanitärarmatur, verfahren zur herstellung der sanitärarmatur und sanitärarmatur Download PDF

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EP3427859A1
EP3427859A1 EP18181444.3A EP18181444A EP3427859A1 EP 3427859 A1 EP3427859 A1 EP 3427859A1 EP 18181444 A EP18181444 A EP 18181444A EP 3427859 A1 EP3427859 A1 EP 3427859A1
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EP
European Patent Office
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shell part
casting
housing
inner shell
casting core
Prior art date
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Pending
Application number
EP18181444.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hartwig Philipps
Torsten Meier
Waldemar Gaida
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Grohe AG
Original Assignee
Grohe AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105—Salt cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0045—Casting in, on, or around objects which form part of the product household utensils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0072—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making objects with integrated channels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/04—Water-basin installations specially adapted to wash-basins or baths

Definitions

  • the invention relates to a casting core for a sanitary fitting and a sanitary fitting and a method for their preparation.
  • the sanitary fitting is in particular a water outlet, which can be used for example in showers, bathtubs, washbasins and the like.
  • the design requirements for such sanitary fittings follow a variety of requirements, which can be associated in particular with a relatively complex outer shape of the sanitary fitting.
  • the manufacturing process with ever more complicated internal structures, waterways, etc. and hygiene regulations high demands on the manufacturing process.
  • this should nevertheless be highly process-reliable and cost-effective.
  • Housings for sanitary fittings can be manufactured as die-cast components.
  • casting cores can be used for the production of the housing.
  • a variety of different types of casting cores has been proposed with which the interior is to be formed. It has been proposed, for example, to use casting cores, which are dissolved out after the completion of the die-cast component, for example thermally, catalytically and / or by dissolution of the die-cast component (lost casting core). As a material for such lost cores, for example, foundry sand was used. It is also already known to use a so-called permanent core casting as casting for casting a water outlet fitting, which remains after the manufacturing process in the cast component.
  • the permanent core for example, provide a water supply in the sanitary fitting.
  • a permanent core is formed of several sections that are joined together. It is also known to select a permanent core formed with a plastic material, the melting point of which may also be below the melting point of the casting material.
  • the casting core releasing material can contaminate the casting tool, which can lead to surface defects on the die-cast components or the housing.
  • an interface to the functional elements of the sanitary fitting has to be reworked.
  • the lower melting point plastic core may require very complex process control of the die casting process to match internal pressure and melt pressure.
  • a casting core is to be specified, with which a large number of different design variants for sanitary fittings can be produced cost-effectively.
  • the casting core should in particular be configured as a permanent core and finally serve for water guidance.
  • the casting core in particular a possible precise, especially very thin-walled, design of the housing of the sanitary fitting allow.
  • a production-ready production of fittings bodies made of non-ferrous metals to be made possible.
  • a casting core for a sanitary fitting contributes, which comprises a composite of at least one outer shell part, and at least one inner shell part.
  • the at least one outer shell part is formed with a water-soluble material.
  • the at least one inner shell part is formed with a non-water-soluble material.
  • the casting core is, in particular, an independent, dimensionally stable body which can be transported and treated separately.
  • the casting core can essentially comprise two different material components that are connected to one another.
  • the casting core may comprise an outer shell part or a plurality of outer shell parts.
  • An outer shell part delimits in particular a part of the outer surface of the casting core.
  • the at least one outer shell part comprises or consists of a water-soluble material.
  • Water-soluble in this context means, in particular, that at least part of the material of the outer shell part is soluble in water, which in particular damages the structural integrity or the cohesion of the material or of the outer shell part or destroyed.
  • the outer shell part in (direct) contact with water, the outer shell part can change or reduce its shape and / or its volume.
  • the casting core may comprise an inner shell part or a plurality of inner shell parts.
  • the inner shell part delimits, at least in sections, in particular an inner cavity or a channel of the casting core.
  • the inner shell part is formed with a non-water-soluble material or it consists (exclusively) of such a non-water-soluble material.
  • Non-water-soluble is a material in particular if it is permanently suitable for the fluid conduction of water, in particular also taking into account existing hygiene regulations.
  • outer shell parts and / or a plurality of inner shell parts may each be formed with the same water-soluble or non-water-soluble material, but it is also possible that each different materials are provided in each case for the outer shell parts or the inner shell parts.
  • the bond between the at least one outer shell part and the at least one inner shell part is at least designed so that it allows or ensures trouble-free handling or trouble-free transport and / or later accurate insertion of the casting core into a casting tool.
  • the composite can be positive and / or cohesive. It is preferred that the composite of the casting core (prior to its use in a casting tool) comprises only the components outer shell part and inner shell part.
  • the casting core can be designed so that the at least one outer shell part is formed with a salt.
  • the salt can be pressed into a specific shape and / or maintained by means of a binder a desired shape.
  • the salt may for example be based on potassium chloride (KCl) or sodium chloride (NaCl). It is possible to use so-called composite salts for example, by incorporation of ceramic oxide or metal oxide (eg ZrSiO 4 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 ).
  • the at least one inner shell part may define or form at least one cavity or at least one channel of a water-conducting section. If the casting core has a cavity which has no fluidic access to the external environment, this is referred to as a cavity. Is such an access to the environment, can be spoken by a channel.
  • An inner shell part or several / all inner shell parts may serve to delimit or form at least one such cavity and / or channel (partially or completely). It is preferred that a cavity or a channel, as far as it is formed in the casting core, is exclusively formed by at least one inner shell part, as far as this is to serve subsequently to the water supply.
  • the at least one inner shell part is formed with plastic.
  • plastics such as fibers, particles or the like (possibly also from a non-plastic material). It is preferred that an inner shell part is formed exclusively from such a plastic.
  • the at least one inner shell part may have at least one outer pocket, in which at least one outer shell part is received. It can be provided that the inner shell part radially inwardly delimits a cavity and / or a channel at least partially, and on the opposite side radially outside at least one pocket is provided in which engages at least one outer shell part or in which an outer shell part is at least partially applied.
  • a bag can be designed, for example, in the manner of a groove, a groove, a dent or the like.
  • the pocket may be bounded or enclosed by protruding material regions of the inner shell part. You can do this be configured with the inner shell part ribs, knobs, wall sections or the like. It is possible that an outer shell part is completely received in an outer pocket.
  • an outer shell part extends at least partially radially beyond the outer boundary of the pocket. It is possible that a single outer shell part is accommodated in a plurality of pockets or extends into a plurality of pockets. It is possible to carry out an inner shell part and / or a plurality of inner shell parts with one and / or more pockets.
  • step B) before step A), so that the channel is already formed in the casting core and is positioned such that it is finally aligned towards the housing opening of the housing.
  • the sanitary fitting is in particular a water outlet fitting.
  • the housing may be made with an alloy comprising zinc, magnesium and / or aluminum.
  • the wall thickness of the metallic housing may, for example, in the range of 0.1 to 5.0 mm, in particular in the range of 2.0 to 3.5 mm.
  • the housing volume enclosed by the metallic housing preferably consists of at least 80%, in particular at least 90% or even at least 95%, of the interior space, that is to say a space which is not filled by the metallic housing.
  • water pipes, valve assemblies, cartridges or the like and sensors, a control unit or the like can be accommodated.
  • the housing has at least two housing openings, in particular a housing opening for the inlet of water and a housing opening for the discharge of water. It may be provided at least one further housing opening, for example, to arrange adjusting elements for controlling the operation of the sanitary fitting, in particular with regard to the amount of water and / or the water temperature.
  • a casting tool which essentially images the outer contour or the outer surface of the desired housing.
  • the casting core is inserted, wherein in particular to the casting mold gaps are formed, in which then the (preferably metallic) flowable casting material can be poured.
  • the casting process which can be designed as gravity casting, low-pressure casting or die-casting, the casting material flows around the casting core. If the casting material has penetrated sufficiently into the intended gap between the casting core and the casting tool, the solidification process begins, so that the housing is then molded with the casting material.
  • the casting core and in particular an outer shell part may have a lower, a same or a higher melting point than the cast material of the housing.
  • the casting core (almost or completely unchanged and) can be captive enclosed. It is preferred that the at least one casting core the interior at least in the area of the water outlet and possibly also at least partially in the area of the base of the sanitary fitting fills.
  • the at least one inner shell part may support the casting material at least during step B) or step C).
  • the inner shell part contributes to the shaping of the housing.
  • At least one outer shell part is removed from the housing after step B). It is possible that one or all outer shell parts are removed (completely) from the housing after step B) or during / after step C) and / or during / after step C).
  • a sanitary fitting which comprises at least one housing with an interior, which is accessible via at least two housing openings.
  • a casting core is provided in the interior, which has a composite of at least one outer shell part, which is formed with a water-soluble material, and at least one inner shell part which is formed with a non-water-soluble material.
  • the casting core comprises at least one channel which is bounded or formed by at least one inner shell part and via which the at least two housing openings can be fluidly connected.
  • the housing may be formed with a (metallic) cast material comprising at least zinc, magnesium or aluminum.
  • An outer shell part may be formed with a salt.
  • An inner shell part may be formed with a plastic.
  • a casting core comprising a composite of at least one outer shell part, which is formed with a water-soluble material, and at least one inner shell part, which is formed with a non-water-soluble material, for shaping a housing and forming a channel as a section of a Waterway in a sanitary fitting.
  • Fig. 1 shows a casting core 1, which is essentially formed by a (single) inner shell part 5 of a non-water-soluble material 6.
  • the casting core 1 has a shape as required by a desired sanitary fitting or its housing. Thus, on the right, a somewhat more solid base 17 may be formed, from which an outlet 16 extends laterally (left).
  • a channel 8 and a cavity 7 are formed in the inner part 5.
  • a (single, closed) outer shell part 3 is formed of a water-soluble material 4.
  • the outer shell part 3 can be designed, for example, similar to a coating.
  • Outer shell part 3 and inner shell part 5 together form a composite 15 which can be handled separately.
  • Fig. 2 illustrates in cross-section through an outlet 16, a further configuration of inner shell part 5 and outer shell parts 3.
  • Central here is the channel 8 can be seen, which is completely enclosed in the circumferential direction 23 of the (single) inner shell part 5.
  • a plurality of pockets 9 are formed with the inner shell part 5, which are spaced from each other by means of longitudinal ribs 22 from each other.
  • each of the water-soluble material 4 of the outer shell part 3 is arranged.
  • the outer surface 18 here in the circumferential direction 23 in sections or alternately formed by a plurality of outer shell parts 3 and the inner shell part 5.
  • Fig. 3 shows a composite 15 of inner shell parts 5 and outer shell parts 3.
  • two inner shell parts 5 are provided, which are joined together, wherein a first inner shell part 5, the base 17 and a second inner shell part 5 forms the outlet 16.
  • the inner shell part 5 which forms the outlet 16 at least partially, equipped with one or more outer shell parts 3 or connected.
  • the inner shell part 5 may be formed with pockets 9, wherein a (single) outer shell part 3 extend over several pockets 9 away and / or at least partially (alone) can form the outer surface 18 of the casting core 1.
  • Opposite pockets 9 are formed, which are limited in the longitudinal direction 24, so only extend over a portion of the extension of the outlet 16 in the longitudinal direction 24.
  • Fig. 4 illustrates how the casting core 1 is inserted in the casting tool 13, for example, to realize a metal die-casting process.
  • Sliders 26 may be provided which engage in cavities 7 or a channel 8 of the casting core.
  • the outer surface 18 adjacent to the casting tool 13 is limited exclusively with outer shell parts 3 and / or inner shell parts 5. Between this outer surface 18 and the casting tool 13, the casting material can be supplied to form the housing.
  • Fig. 5 illustrates a situation how the casting core 1 can be configured after performing a casting process.
  • the casting process encloses the housing 10 of the (solidified) casting material 14, the casting core 1. It is possible that the housing 10 is at least partially still with an outer shell part 3 in contact and is supported by this. Next can be realized by the slide that directly on the housing 10 a plurality of housing openings 12 are formed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gießkern (1) für eine Sanitärarmatur (2), umfassend einen Verbund (15) aus mindestens einem Außenmantelteil (3), das mit einem wasserlöslichen Werkstoff (4) gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil (5), das mit einem nichtwasserlöslichen Werkstoff (6) gebildet ist. Weiterhin werden verschiedene Herstellungsverfahren für eine Sanitärarmatur und Sanitärarmaturen vorgeschlagen, bei denen ein solcher Gießkern (1) eingesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gießkern für eine Sanitärarmatur sowie eine Sanitärarmatur und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Bei der Sanitärarmatur handelt es sich insbesondere um einen Wasserauslauf, der beispielsweise bei Duschen, Badewannen, Waschtischen und dergleichen eingesetzt werden kann. Dabei folgen die Design-Anforderungen für derartige Sanitärarmaturen vielfältigen Ansprüchen, was insbesondere mit einer relativ komplexen äußeren Form der Sanitärarmatur einhergehen kann. Gerade bei der vielfältigen Gestaltung solcher Sanitärarmaturen stellt das Herstellungsverfahren mit immer komplizierteren Innenaufbauten, Wasserwegen, etc. sowie Hygiene-vorschriften hohe Anforderungen an den Herstellungsprozess. Dieser soll gleichwohl in hohem Maße prozesssicher und kostengünstig sein.
  • Gehäuse für Sanitärarmaturen können als Druckgussbauteile hergestellt werden. Zur Herstellung des Gehäuses, das regelmäßig einen Innenraum hat, der über mindestens zwei Gehäuseöffnungen zugänglich ist, können Gießkerne eingesetzt werden. Hierfür wurde bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Gießkernen vorgeschlagen, mit denen der Innenraum gebildet werden soll. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, Gießkerne zu verwenden, die nach der Fertigstellung des Druckgussbauteils beispielsweise thermisch, katalytisch und/oder durch Auflösen aus dem Druckgussbauteil herausgelöst werden (verlorener Gießkern). Als Material für derartige verlorene Gießkerne wurde beispielsweise Formsand eingesetzt. Es ist zudem auch bereits bekannt, zum Gießen einer Wasserauslaufarmatur einen sogenannten Permanentkern als Gießkern einzusetzen, der nach dem Fertigungsprozess in dem Gussbauteil verbleibt. Dabei kann der Permanentkern beispielsweise eine Wasserführung in der Sanitärarmatur bereitstellen. Bei komplizierten Verläufen der Wasserführung kann es erforderlich sein, dass ein Permanentkern aus mehreren Abschnitten gebildet ist, die aneinandergefügt sind. Weiterhin ist bekannt, einen Permanentkern auszuwählen, der mit einem Kunststoffmaterial gebildet ist, wobei dessen Schmelzpunkt auch unterhalb des Schmelzpunktes des Gussmaterials liegen kann.
  • Die vorstehend erläuterten Gießkerne beziehungsweise Herstellungsprozesse für eine Sanitärarmatur genügen jedoch noch nicht in ausreichendem Maße den Anforderungen für heutige Design-Varianten beziehungsweise einer kosteneffizienten Herstellung.
  • So ist es beispielsweise teilweise sehr aufwändig, die Gießkerne zu entfernen, diese richtig im Gießwerkzeug zu positionieren beziehungsweise mehrteilige Gießkerne gegeneinander abzudichten. Weiter kann sich vom Gießkern ablösendes Material das Gießwerkzeug verunreinigen, was zu Oberflächenfehlern an dem Druckgussbauteilen beziehungsweise dem Gehäuse führen kann. Vielfach ist auch eine Schnittstelle zu den Funktionselementen der Sanitärarmatur nachzubearbeiten. Zudem besteht die Gefahr, dass bei einem gewünscht hohen Einspritzdruck während des Gießens die teils hohlen Gießkerne beschädigt oder zerstört werden. Außerdem können gerade die Gießkerne aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigerem Schmelzpunkt eine sehr komplexe Prozesssteuerung des Druckguss-Verfahrens erfordern, damit der Innendruck und der Schmelzdruck aneinander angepasst sind.
  • Zudem wird als problematisch angesehen, dass die Herstellung von Armaturenkörpern aus Nichteisen-Metallen wie beispielsweise Zink, Aluminium oder Magnesium bisher in Schalenbauweise realisiert wurde. Die Herstellung derartiger Armaturen im Gießverfahren (Schwerkraftguss, Niederdruckguss oder Druckguss) sind nicht bekannt, jedenfalls nicht in Serie.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik erläuterten Probleme zumindest zu lindern oder gar zu lösen. Insbesondere soll ein Gießkern angegeben werden, mit dem eine Vielzahl unterschiedlicher Design-Varianten für Sanitärarmaturen kosteneffizient herstellbar sind. Der Gießkern soll insbesondere als Permanentkern ausgestaltet sein und schließlich auch zur Wasserführung dienen. Weiter soll der Gießkern insbesondere eine möglichst präzise, insbesondere sehr dünnwandige, Ausgestaltung des Gehäuses der Sanitärarmatur ermöglichen. Zudem soll eine serienreife Herstellung von Armaturenkörpern aus Nichteisen-Metallen ermöglicht werden.
  • Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Gießkern gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 beziehungsweise einer Sanitärarmatur gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen, bevorzugte Herstellungsverfahren sowie Verwendungen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigen. Die Erfindung wird nachfolgend, insbesondere auch im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert, wobei weitere Ausführungsvarianten angegeben werden.
  • Hierzu trägt ein Gießkern für eine Sanitärarmatur bei, der einen Verbund aus mindestens einem Außenmantelteil, und mindestens einem Innenmantelteil umfasst. Das mindestens eine Außenmantelteil ist mit einem wasserlöslichen Werkstoff gebildet. Das mindestens eine Innenmantelteil ist mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff gebildet.
  • Bei dem Gießkern handelt es sich insbesondere um einen eigenständigen, formstabilen Körper, der separat transportiert und behandelt werden kann. Der Gießkern kann im Wesentlichen zwei verschiedene Werkstoffkomponenten umfassen, die miteinander verbunden sind.
  • Der Gießkern kann ein Außenmantelteil oder mehrere Außenmantelteile umfassen. Ein Außenmantelteil begrenzt insbesondere einen Teil der Außenoberfläche des Gießkerns. Das mindestens eine Außenmantelteil umfasst oder besteht aus einem wasserlöslichen Werkstoff. "Wasserlöslich" meint in diesem Zusammenhang insbesondere, dass zumindest ein Teil des Werkstoffs des Außenmantelteils in Wasser löslich ist, wodurch insbesondere die strukturelle Integrität beziehungsweise der Zusammenhalt des Werkstoffs bzw. des Außenmantelteils beschädigt oder zerstört wird. Somit kann das Außenmantelteil bei (direktem) Kontakt mit Wasser seine Form und/oder sein Volumen ändern beziehungsweise verkleinern.
  • Der Gießkern kann ein Innenmantelteil oder mehrere Innenmantelteile umfassen. Das Innenmantelteil begrenzt wenigstens abschnittsweise insbesondere einen innenliegenden Hohlraum beziehungsweise einen Kanal des Gießkerns. Der Innenmantelteil ist mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff gebildet beziehungsweise besteht er (ausschließlich) aus einem solchen nicht-wasserlöslichen Werkstoff. "Nicht-wasserlöslich" ist ein Werkstoff insbesondere dann, wenn er zur Fluidleitung von Wasser dauerhaft geeignet ist, insbesondere auch unter Berücksichtigung bestehender Hygienevorschriften.
  • Soweit mehrere Außenmantelteile und/oder mehrere Innenmantelteile vorgesehen sind, können diese jeweils mit demselben wasserlöslichen beziehungsweise nicht-wasserlöslichen Werkstoff gebildet sein, es ist aber auch möglich, dass jeweils voneinander verschiedene Werkstoffe jeweils für die Außenmantelteile beziehungsweise die Innenmantelteile vorgesehen sind.
  • Der Verbund zwischen dem mindestens einen Außenmantelteil und dem mindestens einen Innenmantelteil ist zumindest so gestaltet, dass dieser eine problemlose Handhabung beziehungsweise einen problemlosen Transport und/oder später auch ein genaues Einlegen des Gießkerns in ein Gießwerkzeug erlaubt bzw. gewährleistet. Der Verbund kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen. Bevorzugt ist, dass der Verbund des Gießkerns (vor dessen Einsatz in einem Gießwerkzeug) nur die Komponenten Außenmantelteil und Innenmantelteil umfasst.
  • Der Gießkern kann so ausgeführt sein, dass das mindestens eine Außenmantelteil mit einem Salz gebildet ist. Das Salz kann in eine bestimmte Form gepresst und/oder mittels eines Bindemittels eine gewünschte Form beibehalten. Das Salz kann beispielsweise auf Basis von Kaliumchlorid (KCl) oder Natriumchlorid (NaCl) aufgebaut sein. Es ist möglich, sogenannte Komposite-Salze einzusetzen, beispielsweise durch Beimengung von Keramikoxid oder Metalloxid (z. B. ZrSiO4, Al2O3, SiO2, Fe2O3).
  • Das mindestens eine Innenmantelteil kann mindestens einen Hohlraum oder mindestens einen Kanal eines Wasserführungsabschnitts begrenzen oder bilden. Hat der Gießkern einen Hohlraum, der keinen strömungstechnischen Zugang zur äußeren Umgebung hat, wird hier von einem Hohlraum gesprochen. Besteht ein solcher Zugang zur Umgebung, kann von einem Kanal gesprochen werden. Ein Innenmantelteil oder mehrere/alle Innenmantelteile können dazu dienen, wenigstens einen solchen Hohlraum und/oder Kanal (teilweise oder vollständig) zu begrenzen oder auszuformen. Es ist bevorzugt, dass ein Hohlraum beziehungsweise ein Kanal, soweit er in dem Gießkern ausgebildet ist, ausschließlich von mindestens einem Innenmantelteil gebildet wird, soweit dieser nachträglich zur Wasserführung dienen soll.
  • Bevorzugt ist, dass das mindestens eine Innenmantelteil mit Kunststoff gebildet ist. Soweit mehrere Innenmantelteile vorgesehen sind, können auch verschiedenartige Kunststoffe eingesetzt werden. In dem Kunststoff können Zusatzmaterialien (fein verteilt) mit aufgenommen sein, wie beispielsweise Fasern, Partikel oder dergleichen (ggf. auch aus einem Nicht-Kunststoff-Werkstoff). Bevorzugt ist, dass ein Innenmantelteil ausschließlich aus einem solchen Kunststoff gebildet ist.
  • Das mindestens eine Innenmantelteil kann zumindest eine äußere Tasche aufweisen, in der mindestens ein Außenmantelteil aufgenommen ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Innenmantelteil radial einwärts einen Hohlraum und/oder einen Kanal zumindest teilweise begrenzt, und auf der gegenüberliegenden Seite radial außen mindestens eine Tasche vorgesehen ist, in die wenigstens ein Außenmantelteil eingreift beziehungsweise in der ein Außenmantelteil zumindest teilweise appliziert ist. Eine Tasche kann beispielsweise nach Art einer Nut, einer Rille, einer Delle oder dergleichen ausgeführt sein. Die Tasche kann von hervorstehenden Materialbereichen des Innenmantelteils begrenzt beziehungsweise umschlossen sein. Hierzu können mit dem Innenmantelteil Rippen, Noppen, Wandabschnitte oder dergleichen ausgestaltet sein. Es ist möglich, dass ein Außenmantelteil vollständig in einer äußeren Tasche aufgenommen ist. Es ist möglich, dass ein Außenmantelteil sich zumindest teilweise auch radial über die äußere Begrenzung der Tasche hinauserstreckt. Es ist möglich, dass ein einzelnes Außenmantelteil in mehreren Taschen aufgenommen ist beziehungsweise sich in mehrere Taschen hinein erstreckt. Es besteht die Möglichkeit, ein Innenmantelteil und/oder mehrere Innenmantelteile mit einer und/oder mehreren Taschen auszuführen.
  • Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung einer Sanitärarmatur vorgeschlagen, welche zumindest ein Gehäuse mit einem Innenraum hat, der über mindestens zwei Gehäuseöffnungen zugänglich ist. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    1. A) Einlegen eines Gießkerns (wie hier vorgeschlagen) in ein Gießwerkzeug,
    2. B) Umgießen des Gießkerns mit einem Gussmaterial,
    3. C) Erstarren des Gussmaterials zu dem Gehäuse,
    4. D) Ausbilden mindestens eines Kanals durch den Gießkern, wobei der mindestens eine Kanal von mindestens einem Innenmantelteil begrenzt oder gebildet ist und hin zu mindestens einer Gehäuseöffnung mündet.
  • Es ist möglich, das Verfahren mit der hier angegebenen Reihenfolge auszuführen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Insbesondere können die Schritte zumindest teilweise zeitlich überlagert durchgeführt werden. Es ist auch möglich, beispielsweise Schritt B) vor Schritt A) auszuführen, so dass der Kanal bereits im Gießkern ausgebildet ist und so positioniert wird, dass er schließlich hin zur Gehäuseöffnung des Gehäuses ausgerichtet ist.
  • Bei der Sanitärarmatur handelt es sich insbesondere um eine Wasserauslaufarmatur.
  • Das Gehäuse kann mit einer Legierung umfassend Zink, Magnesium und/oder Aluminium ausgeführt sein. Die Wandstärke des metallischen Gehäuses kann beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 5,0 mm liegen, insbesondere im Bereich von 2,0 bis 3,5 mm. Das von dem metallischen Gehäuse eingeschlossene Gehäusevolumen besteht bevorzugt zu zumindest 80 %, insbesondere zu zumindest 90 % oder sogar zu zumindest 95 % aus dem Innenraum, also einem Raum, der nicht durch das metallische Gehäuse ausgefüllt ist. In dem Innenraum können der Gießkern beziehungsweise die Gießkerne, Wasserleitungen, Ventil-anordnungen, Kartuschen oder ähnliches sowie Sensoren, eine Steuereinheit oder dergleichen untergebracht werden. Das Gehäuse hat zumindest zwei Gehäuseöffnungen, insbesondere eine Gehäuseöffnung für den Zulauf von Wasser und eine Gehäuseöffnung für den Ablauf von Wasser. Es kann noch mindestens eine weitere Gehäuseöffnung vorgesehen sein, um beispielsweise Stellelemente zur Regelung des Betriebs der Sanitärarmatur, insbesondere hinsichtlich der Wassermenge und/oder der Wassertemperatur, anzuordnen.
  • Zur Herstellung einer solchen Armatur wird ein Gießwerkzeug ausgewählt, welches im Wesentlichen die äußere Kontur beziehungsweise die Außenoberfläche des gewünschten Gehäuses abbildet. In dieses Gießwerkzeug wird der Gießkern eingelegt, wobei insbesondere zu dem Gießwerkzeug Spalte gebildet werden, in die dann das (bevorzugt metallische) fließfähige Gussmaterial eingegossen werden kann. Während des Gießvorgangs, der als Schwerkraftguss, als Niederdruckguss oder als Druckguss ausgeführt sein kann, umströmt das Gussmaterial den Gießkern. Ist in die vorgesehenen Spalte zwischen Gießkern und Gießwerkzeug das Gussmaterial ausreichend eingedrungen, beginnt der Erstarrungsprozess, so dass mit dem Gussmaterial dann das Gehäuse geformt wird. Bei der Auswahl der Materialien von Gehäuse und Gießkern besteht eine große Variationsmöglichkeit, insbesondere kann es möglich sein, dass der Gießkern und insbesondere ein Außenmantelteil, einen niedrigeren, einen gleichen oder einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Gussmaterial des Gehäuses. Durch eine entsprechende Auslegung des Gießprozesses, insbesondere die Geschwindigkeit des Aushärteprozesses, kann vermieden werden, dass es zu einer unerwünschten Beschädigung des Gießkerns kommt. Nach dem Erstarren des Gehäuses kann der Gießkern (nahezu oder vollständig unverändert und) unverlierbar eingeschlossen sein. Es ist bevorzugt, dass der wenigstens eine Gießkern den Innenraum zumindest im Bereich des Wasserauslaufs und gegebenenfalls auch zumindest teilweise im Bereich der Basis der Sanitärarmatur ausfüllt.
  • Das mindestens ein Innenmantelteil kann das Gussmaterial zumindest während Schritt B) oder Schritt C) abstützen. Das heißt mit anderen Worten insbesondere, dass zum Gießzeitpunkt mittelbar und/oder direkt ein Kontakt realisiert sein kann, so dass (neben dem Außenmantelteil auch) das Innenmantelteil zur Formgebung des Gehäuses beiträgt.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Außenmantelteil nach Schritt B) aus dem Gehäuse entfernt wird. Es ist möglich, dass ein beziehungsweise alle Außenmantelteile nach Schritt B) beziehungsweise während/nach Schritt C) und/oder während/nach Schritt C) aus dem Gehäuse (vollständig) entfernt werden.
  • Weiter wird eine Sanitärarmatur vorgeschlagen, die zumindest ein Gehäuse mit einem Innenraum umfasst, der über mindestens zwei Gehäuseöffnungen zugänglich ist. Dabei ist in dem Innenraum ein Gießkern vorgesehen, der einen Verbund aus mindestens einem Außenmantelteil, das mit einem wasserlöslichen Werkstoff gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil, das mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff gebildet ist, aufweist. Der Gießkern umfasst mindestens einen Kanal, der von mindestens einem Innenmantelteil begrenzt oder gebildet ist und über den die mindestens zwei Gehäuseöffnungen strömungstechnisch verbindbar sind.
  • Zur näheren Erläuterung der möglichen Ausgestaltungen der Sanitärarmatur wird auf die Erläuterungen an anderer Stelle, insbesondere auch im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren und/oder der Figurenbeschreibung verwiesen.
  • Das Gehäuse kann mit einem (metallischen) Gussmaterial umfassend zumindest Zink, Magnesium oder Aluminium gebildet sein. Ein Außenmantelteil kann mit einem Salz gebildet sein. Ein Innenmantelteil kann mit einem Kunststoff gebildet sein.
  • Vorgeschlagen wird weiter die Verwendung eines Gießkerns, umfassend einen Verbund aus mindestens einem Außenmantelteil, das mit einem wasserlöslichen Werkstoff gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil, das mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff gebildet ist, zur Formgebung eines Gehäuses und Ausbildung eines Kanals als Abschnitt eines Wasserwegs in einer Sanitärarmatur.
  • Die Erläuterungen zu dem Gießkern, dem Herstellungsverfahren, der Sanitärarmatur und/oder der Verwendung können miteinander kombiniert betrachtet werden, um die jeweils anderen Aspekte näher zu charakterisieren, ohne dass diese zwangsläufig miteinander verbunden sein müssen.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren spezifische Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen können, die jedoch die Gesamtoffenbarung der Erfindung in keiner Weise beschränken soll. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Merkmale in den Figuren in Kombination miteinander gezeigt sind, einzeln extrahiert und/oder mit anderen Merkmalen der Beschreibung und/oder anderen Figuren kombinierbar sind, soweit das hier nicht explizit ausgeschlossen oder für den Fachmann erkennbar mit technischen Problemen verbunden ist. Gleiche Details in verschiedenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass Erläuterungen hierzu für jede Abbildung verwendet werden können, aber nicht müssen. Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1:
    eine erste Variante eines Gießkerns,
    Fig. 2:
    einen Querschnitt durch einen Auslauf eines anderen Gießkerns,
    Fig. 3:
    eine weitere Ausgestaltung eines Gießkerns,
    Fig. 4:
    die Positionierung eines Gießkerns in einem Gießwerkzeug,
    Fig. 5:
    eine Sanitärarmatur, in der ein Gießkern aufgenommen ist, und
    Fig. 6:
    eine Ausgestaltung einer Sanitärarmatur.
  • Fig. 1 zeigt einen Gießkern 1, der im Wesentlichen von einem (einzigen) Innenmantelteil 5 aus einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff 6 geformt ist. Der Gießkern 1 hat eine Form, wie sie von einer gewünschten Sanitärarmatur beziehungsweise deren Gehäuse erforderlich ist. So kann rechts eine etwas massivere Basis 17 ausgebildet sein, von der sich seitlich (links) ein Auslauf 16 erstreckt. In dem Innenteil 5 sind ein Kanal 8 und ein Hohlraum 7 ausgebildet. Auf der äußeren Oberfläche des Innenmantelteils 5 ist ein (einziger, geschlossener) Außenmantelteil 3 aus einem wasserlöslichen Werkstoff 4 gebildet. Hierbei kann das Außenmantelteil 3 zum Beispiel ähnlich einer Beschichtung ausgeführt sein. Außenmantelteil 3 und Innenmantelteil 5 bilden zusammen einen Verbund 15, der separat handhabbar ist.
  • Fig. 2 veranschaulicht im Querschnitt durch einen Auslauf 16 eine weitere Konfiguration von Innenmantelteil 5 und Außenmantelteilen 3. Zentral ist hierbei der Kanal 8 zu erkennen, der in Umfangsrichtung 23 vollständig von dem (einzelnen) Innenmantelteil 5 umschlossen ist. Gegenüberliegend von dem Kanal 8 betrachtet in Radialrichtung 25 sind eine Mehrzahl von Taschen 9 mit dem Innenmantelteil 5 gebildet, die voneinander mittels längslaufender Rippen 22 voneinander beabstandet sind. In diesen Taschen 9 ist jeweils der wasserlösliche Werkstoff 4 des Außenmantelteils 3 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die Außenoberfläche 18 hier in Umfangsrichtung 23 abschnittsweise beziehungsweise abwechselnd von mehreren Außenmantelteilen 3 und dem Innenmantelteil 5 gebildet sind.
  • Fig. 3 zeigt einen Verbund 15 von Innenmantelteilen 5 und Außenmantelteilen 3. Zunächst ist festzuhalten, dass hier zwei Innenmantelteile 5 vorgesehen sind, die miteinander gefügt sind, wobei ein erstes Innenmantelteil 5 die Basis 17 und ein zweites Innenmantelteil 5 den Auslauf 16 bildet. In der dargestellten Variante ist nur das Innenmantelteil 5, das den Auslauf 16 wenigstens teilweise formt, mit einem oder mehreren Außenmantelteilen 3 ausgestattet bzw. verbunden. Oben am Auslauf 16 ist veranschaulicht, dass das Innenmantelteil 5 mit Taschen 9 gebildet sein kann, wobei sich ein (einzelner) Außenmantelteil 3 auch über mehrere Taschen 9 hinweg erstrecken und/oder wenigstens bereichsweise (allein) die Außenfläche 18 des Gießkerns 1 bilden kann. Gegenüberliegend sind Taschen 9 ausgebildet, die in Längsrichtung 24 begrenzt sind, sich also nur über einen Abschnitt der Erstreckung des Auslaufs 16 in Längsrichtung 24 erstrecken.
  • Fig. 4 veranschaulicht, wie der Gießkern 1 im Gießwerkzeug 13 eingelegt ist, beispielsweise zur Realisierung eines Metall-Druckguss-Verfahrens. Es können Schieber 26 vorgesehen sein, die in Hohlräume 7 beziehungsweise einen Kanal 8 des Gießkerns eingreifen. Dabei wird die äußere Oberfläche 18 benachbart zum Gießwerkzeug 13 ausschließlich mit Außenmantelteilen 3 und/oder Innenmantelteilen 5 begrenzt. Zwischen dieser Außenoberfläche 18 und das Gießwerkzeug 13 kann das Gussmaterial zugeführt werden, um das Gehäuse auszubilden.
  • Fig. 5 veranschaulicht eine Situation, wie der Gießkern 1 nach Durchführung eines Gießverfahrens ausgestaltet sein kann. Unmittelbar nach dem Gießverfahren umschließt das Gehäuse 10 aus dem (erstarrten) Gussmaterial 14 den Gießkern 1. Hierbei ist es möglich, dass das Gehäuse 10 zumindest teilweise noch mit einem Außenmantelteil 3 in Kontakt ist beziehungsweise von diesem abgestützt wird. Weiter kann durch die Schieber realisiert sein, dass unmittelbar am Gehäuse 10 mehrere Gehäuseöffnungen 12 gebildet sind.
  • Nachfolgend ist möglich, die Außenmantelteile 3 zumindest teilweise zu entfernen, beispielsweise durch einen Spülvorgang mit Wasser. Dies führt dazu, dass die Außenmantelteile 3 gezielt teilweise beziehungsweise vollständig aus dem Gehäuse 10 entfernt werden können. Dort, wo im Rahmen des Gießprozesses noch ein Außenmantelteil 3 aus wasserlöslichem Werkstoff präsent gewesen ist, können derart Freiräume 27 entstehen. Diese Freiräume 27 können verschiedene Funktionen erfüllen, beispielsweise zur thermischen Isolierung. Die Sanitärarmatur 2 kann nachfolgend durch mechanische Bearbeitung und/oder Montageoperationen vervollständigt werden, insbesondere können Wasseranschlüsse 19, eine Kartusche 20 und ein Stellglied 21 appliziert werden. Diese Komponenten können zumindest teilweise die im Innenraum 11 des Gehäuses 10 und mittels des mindestens einen Innenmantelteils 5 bereitgestellten Hohlraums im Inneren angeordnet werden (siehe auch Fig. 6).
  • Zusammengenommen können mit den hier vorgeschlagenen Lösungen folgende Vorteile erreicht werden:
    • Herstellung einteiliger metallischer Gussgehäuse,
    • Herstellung komplexer Kerngeometrien,
    • Vermeidung von Gießfehlern durch Kerngase,
    • Vermeidung schädlicher Emissionen,
    • Anwendung mit Schwerkraft-, Nieder- und/oder Druckguss,
    • hohe Festigkeit und Formstabilität des Gehäuses,
    • glatte Gussteiloberflächen und damit geringere Strömungsverluste hinsichtlich der Wasserführung, und
    • rückstandsfreie Entfernung der Außenmantelteile aus dem Gussteil (keine Sandpenetration).
    Bezugszeichenliste
    • 1
    Gießkern
    2
    Sanitärarmatur
    3
    Außenmantelteil
    4
    wasserlöslicher Werkstoff
    5
    Innenmantelteil
    6
    nicht-wasserlöslicher Werkstoff
    7
    Hohlraum
    8
    Kanal
    9
    Tasche
    10
    Gehäuse
    11
    Innenraum
    12
    Gehäuseöffnung
    13
    Gießwerkzeug
    14
    Gussmaterial
    15
    Verbund
    16
    Auslauf
    17
    Basis
    18
    Außenoberfläche
    19
    Wasseranschluss
    20
    Kartusche
    21
    Stellglied
    22
    Rippe
    23
    Umfangsrichtung
    24
    Längsrichtung
    25
    Radialrichtung
    26
    Schieber
    27
    Freiraum

Claims (11)

  1. Gießkern (1) für eine Sanitärarmatur (2), umfassend einen Verbund (15) aus mindestens einem Außenmantelteil (3), das mit einem wasserlöslichen Werkstoff (4) gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil (5), das mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff (6) gebildet ist.
  2. Gießkern (1) nach Patentanspruch 1, wobei der mindestens eine Außenmantelteil (3) mit einem Salz gebildet ist.
  3. Gießkern (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das mindestens eine Innenmantelteil (5) mindestens einen Hohlraum (7) oder mindestens einen Kanal (8) eines Wasserführungsabschnittes begrenzt oder bildet.
  4. Gießkern (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das mindestens eine Innenmantelteil (5) mit Kunststoff gebildet ist.
  5. Gießkern (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das mindestens eine Innenmantelteil (5) zumindest eine äußere Tasche (9) aufweist, in der mindestens ein Außenmantelteil (3) aufgenommen ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Sanitärarmatur (2), welche zumindest ein Gehäuse (10) mit einem Innenraum (11) hat, der über mindestens zwei Gehäuseöffnungen (12) zugänglich ist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    A) Einlegen eines Gießkerns (1), ausgebildet gemäß einem der vorherigen Patentansprüche, in ein Gießwerkzeug (13),
    B) Umgießen des Gießkerns (1) mit einem Gussmaterial (14),
    C) Erstarren des Gussmaterials (14) zu dem Gehäuse (10),
    D) Ausbilden mindestens eines Kanals (8) durch den Gießkern (1), wobei der mindestens eine Kanal (8) von mindestens einem Innenmantelteil (5) begrenzt oder gebildet ist und hin zu mindestens einer Gehäuseöffnung (12) mündet.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, bei dem mindestens ein Innenmantelteil das Gussmaterial (14) zumindest während Schritt B) oder Schritt C) abstützt.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, bei dem mindestens ein Außenmantelteil (3) nach Schritt B) aus dem Gehäuse (10) entfernt wird.
  9. Sanitärarmatur (2), umfassend zumindest ein Gehäuse (10) mit einem Innenraum (11), der über mindestens zwei Gehäuseöffnungen (12) zugänglich ist, wobei in dem Innenraum (11) ein Gießkern (1), aufweisend einen Verbund (15) aus mindestens einem Außenmantelteil (3), das mit einem wasserlöslichen Werkstoff (4) gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil (5), das mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff (6) gebildet ist, vorgesehen ist und der Gießkern (1) mindestens einen Kanal (8) umfasst, der von mindestens einem Innenmantelteil (5) begrenzt oder gebildet ist und über den die mindestens zwei Gehäuseöffnungen (12) strömungstechnisch verbindbar sind.
  10. Sanitärarmatur (2) nach Patentanspruch 9, wobei das Gehäuse (10) mit einem Gussmaterial (14) umfassend zumindest Zink, Magnesium oder Aluminium, ein Außenmantelteil (3) mit einem Salz und ein Innenmantelteil (5) mit einem Kunststoff gebildet sind.
  11. Verwendung eines Gießkerns (1), umfassend einen Verbund (15) aus mindestens einem Außenmantelteil (3), das mit einem wasserlöslichen Werkstoff (4) gebildet ist, und mindestens einem Innenmantelteil (5), das mit einem nicht-wasserlöslichen Werkstoff (6) gebildet ist, zur Formgebung eines Gehäuses (10) und Ausbildung eines Kanals (8) als Abschnitt eines Wasserweges in einer Sanitärarmatur (2).
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