WO2023180313A1 - Einsetzteil für einen strahlregler und zugehöriges herstellungsverfahren - Google Patents

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WO2023180313A1
WO2023180313A1 PCT/EP2023/057203 EP2023057203W WO2023180313A1 WO 2023180313 A1 WO2023180313 A1 WO 2023180313A1 EP 2023057203 W EP2023057203 W EP 2023057203W WO 2023180313 A1 WO2023180313 A1 WO 2023180313A1
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insert part
web
webs
insert
tool
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PCT/EP2023/057203
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Mathias Rehm
Marc Tempel
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Neoperl Gmbh
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    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
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    • E03C1/08—Jet regulators or jet guides, e.g. anti-splash devices
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    • E03C1/086—Jet regulators or jet guides, easily mountable on the outlet of taps
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/26—Moulds
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    • B29C2045/0034—Mould parting lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/737—Articles provided with holes, e.g. grids, sieves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
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    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/08—Jet regulators or jet guides, e.g. anti-splash devices
    • E03C1/084—Jet regulators with aerating means

Definitions

  • the invention initially relates to an insert part, which can be designed in particular for insertion into a receiving space of a jet regulator, wherein water can flow through the insert part along a flow direction.
  • an insert part can be used in many applications and fluidic devices to favorably influence the flow behavior of a fluid.
  • the invention further relates to a jet regulator with a disassembly unit and an outlet unit and a receiving space formed between them, which is surrounded by a housing (and in particular can be formed by the housing), at least one insert part through which water can flow is inserted in the receiving space.
  • the invention relates to a method with which such insert parts can be produced.
  • the separation unit in question often forms an input or separation stage and can split a water cross-section flowing into the jet regulator into numerous partial water jets. This results in a kind of "reset" of the flow conditions within the jet regulator, which thus become largely independent of the flow properties in the area of an inlet into the jet regulator.
  • the jet regulator can also have, for example, a quantity regulator or flow limiter.
  • the outlet unit or outlet stage finally forms the Jet that emerges from the jet regulator.
  • an admixture of air can be formed in the jet regulator to produce a soft, milky, cloudy jet.
  • the insert part arranged between the outlet unit and the disassembly unit in the receiving space makes it possible to further influence the jet formation in a favorable manner.
  • the insert part often takes on the function of a fluidic mixing stage that further homogenizes the jet. This means that the flow behavior in particular can be influenced favorably.
  • the insert part is composed of two web structures, which are arranged in two on top of each other lying levels are arranged and each have a large number of webs. Furthermore, it is provided that the two web structures are each separated from one another by a tool separating plane. Each of the two web structures can therefore be located completely in a respective half-space, which is separated by the tool separation plane (the two half-spaces are therefore opposite each other). Although these two half-spaces can touch each other, namely in the tool parting plane, they do not show any overlap or no overlap volume.
  • the tool parting plane can correspond to an imaginary mathematical plane that is flat (i.e. has a curvature of zero in relation to two orthogonal axes that lie in the plane).
  • the respective web structure more precisely the outer edges and side surfaces of the respective webs of the web structure, can each only be defined by means of a part of a tool used when casting the insert part (in particular a tool half). have been defined. Therefore, the respective part of the tool only needs to have recesses for the webs of one of the two web structures. If the two parts of the tool are joined together to form a cavity through which the insert part to be cast is defined, they collide at the tool parting plane.
  • an offset of a first tool half, as described at the beginning, which serves to define a first of the two web structures, along the tool parting plane has no effect on the shape of the second web structure of the insert part.
  • the two planes in which the web structures are arranged can in particular run parallel to the tool parting plane. Due to the separation caused by the tool separation plane, it can be achieved in particular that the respective webs of the two web structures do not mesh with one another, but only touch each other in contact areas that lie in the tool separation plane. These contact areas can be formed by the respective overlaps between webs of the two adjacent web structures of the insert part.
  • the insert part can in particular be designed in such a way that the webs of one of the web structures form respective contact areas but do not form an overlap volume with webs of the adjacent web structure.
  • the inventive design of the insert part avoids that the web structure that lies in the upper level merges into the web structure that lies in the lower level along a longer edge, because this would lead to the formation of undesirable edge shapes, in particular to the formation of Casting flags, lead when the two tool halves used for injection molding the insert part are incorrectly aligned relative to each other, i.e. show an (often unavoidable) offset.
  • This problem no longer exists, particularly if the webs of the touching web structures are angled, since an offset between the tool halves no longer has a significant effect on the formation of edges of the webs, since the contact surfaces between the two web structures shift (minimally). like, but only change their size insignificantly.
  • insert parts according to the invention can be used to regulate the water flow in jet regulators. But they can also be used, for example, in other line sections of fluidic, especially sanitary, devices through which fluid flows, in order to positively influence the fluid flow, for example to achieve a noise reduction.
  • the invention is primarily concerned with how such structures can be manufactured ef fi ciently and with as little waste as possible and how assembly can be simplified if several such (particularly identically designed) insert parts have to be assembled into a stacking arrangement.
  • the webs of the upper web structure can intersect with the webs of the lower web structure at surfaces in contact.
  • webs of the same web structure can branch out at branching points, and this can be implemented for one or both of the two web structures.
  • the angle ⁇ can, for example, be a constant 90°, for example in an embodiment in which the respective webs of the upper web structure run strictly parallel to one another and each form an angle of 90° with the webs of the lower web structure (which also run strictly parallel to one another).
  • the angle can be measured by projecting the respective web into the tool parting plane.
  • Embodiments are also conceivable, for example with curved webs, in which the angle ⁇ varies along the course of a web and in particular is sometimes less and sometimes more than 90°.
  • the angle ⁇ varies along the course of a web and in particular is sometimes less and sometimes more than 90°.
  • honeycomb-shaped free spaces between the webs which can be designed, for example, in a triangular shape or hexagonal shape, there can be, for example, several points of contact with different angles ⁇ per honeycomb.
  • the crossing angle ⁇ can also be dimensioned such that an area of a respective contact surface of the intersecting webs (the two web structures) in the tool parting plane is at most three times the square of a (e.g. maximum) width of the respective web, measured transversely to a direction of progression of the web, amounts.
  • crossing angle ⁇ ⁇ > 20°.
  • the following can then preferably also apply: ⁇ ⁇ 90°.
  • very small crossing angles ⁇ of the webs are excluded.
  • ß 45°, the ratio between the contact surface and the square of the web width is approximately 1.5, but at 20° the ratio increases to > 3.
  • Providing a certain minimum size for the crossing angle has the technical advantage that there is a small offset between the tool halves can still be tolerated during injection molding because this only changes the position of the crossing surface insignificantly.
  • the angle ⁇ can, at least partially, be less than 90° or equal to 90°. It can also be provided that the angle ⁇ at individual points of contact (additional or supplementary) is more than 90°.
  • the at least two web structures of the insert part can preferably be connected or formed in one piece with one another.
  • the insert part is manufactured as a cast part, preferably as an injection molded part.
  • Such production can be carried out in particular using two tool parts, in particular two injection molding tool halves, which collide in the tool parting plane.
  • the two web structures are designed to be free of undercuts along a demolding direction that is perpendicular to the tool parting plane.
  • This configuration has the advantage that each of the two web structures can be manufactured with one tool half of a (common) injection molding tool.
  • the insert part has at least one web structure, the webs of which, at least partially, run non-parallel to one another, i.e. in particular at angles of less than 90°.
  • branching points can be formed between webs of the same web structure.
  • At least one of the two web structures has webs which show an S-shaped course in the said plane.
  • Such an S-shaped course can in particular have two turning points.
  • the two web structures from which the insert part is composed form different types of web gaps.
  • a web structure can form elongated slots in an upper level, while the adjacent web structure forms honeycomb-shaped free spaces in a lower level.
  • the said tool separation plane can be understood as an xy plane and this can divide the insert part into the two web structures.
  • the two web structures of the insert part are designed, in particular strictly, symmetrically to one another with respect to the tool separation plane.
  • the two web structures can be designed so symmetrically to one another that the two web structures can be aligned by an (imaginary) rotation through 180 ° about an x-axis lying in the tool parting plane and (i) by rotation through an angle cp about a z -Axis and/or can be converted into one another by displacement along a y-axis located in the tool parting plane and/or along an x-axis located in the tool parting plane.
  • you get the same situation with regard to the position of the through channels formed by the insert part if you first rotate the insert part designed in this way by 180 ° around the x-axis ("flipping") and then one or both of the operations ( i) or (ii).
  • the symmetry described is therefore based on an isometric transformation of the respective web structure, which maintains the lengths and angles of the web structure, i.e. with such a symmetrical design, the length and angle relationships of the Both web structures of the insert part must be designed identically.
  • the two (imaginary) planes (which describe the position of the web structures) are each aligned radially or vertically with respect to an axial insertion direction of the insertion part or the mentioned flow direction in which water can flow through the insertion part.
  • the axial insertion direction can correspond precisely to the main flow direction in which the water flows through a jet regulator having the insertion part, in particular through said insertion part.
  • all web surfaces of the webs of each web structure, which are aligned with the tool parting plane i.e. point “inwards”
  • At least one, in particular both, of the web structures can also form web spaces in the form of honeycombs arranged between the webs. These honeycombs can in particular have a hexagonal shape or a triangular shape. In such a configuration, several such honeycomb-shaped web spaces can also be lined up along an (imaginary) secant in relation to a circumference of the web structure (to form a chain). The honeycombs can be separated from each other by respective webs.
  • Such configurations make it possible in particular for an adjacent web structure, in particular of the same insert part or an adjacent insert part (if several insert parts are used in a stack arrangement), to form web spaces in the form of slots. These slots can extend as secants up to the respective circumference of the web structure.
  • honeycomb-shaped web spaces can be designed to be consistent in their respective size and shape.
  • organic or ornamental web structures can also be designed in which the individual web spaces differ in their respective shape and/or size.
  • the respective webs of the two web structures can each form side surfaces that are axially aligned in an insertion direction of the insert part (which can coincide with the said flow direction) and which run coaxially to one another.
  • through-channels are formed by web gaps existing between the webs, which are aligned in the insertion direction/flow direction and are delimited by the webs.
  • the webs of the two web structures of the respective insert part are arranged relative to one another in such a way that the through channels in the Direction of insertion/the direction of flow is straight and/or twisted and free.
  • both web structures each have cross-sections everywhere that point away from the tool parting plane and these cross-sections do not increase (in the direction pointing away from the tool parting plane).
  • the cross sections can (starting from the tool parting plane) in particular form constant or tapering cross sections, again everywhere.
  • a jet regulator as described above is also proposed.
  • This is characterized in that the at least one insert part is designed according to one of the claims directed to an insert part and/or as described above.
  • At least two insert parts designed according to the invention can preferably be arranged one above the other in a stacking arrangement in an axial insertion direction.
  • This insertion direction can run straight perpendicular to the said (radially aligned) tool parting plane and/or correspond to the mentioned flow direction of a water flow through the at least one insert part.
  • the at least two insert parts are designed to be similar or identical to one another. It can also be additionally or alternatively provided that the at least two insert parts are arranged rotated relative to one another by an angle a about the insertion direction.
  • a cp/2, with cp the angle that describes the relative rotation of the two web structures of the insert part after one of the two Web structures were mentally flipped/rotated by 180° around an axis located in the tool parting plane.
  • Such a design has the advantage that when stacking a total of three insert parts (in particular identically designed/produced with the same casting tool) one on top of the other, the order and orientation of the insert parts is irrelevant, since the desired pattern of through-channels can always be formed (by appropriate rotation of the Insertion part around the z-axis).
  • the receiving space can therefore only be flowed through when the insert part(s) are inserted through passage channels which are formed by the at least one insert part. Then the insert part or the stack arrangement, the flow behavior of the receiving space.
  • through channels oriented axially in the insertion direction, which are formed by one of the insert parts, can be at least partially covered by a web structure of an adjacent insert part of the stack arrangement (relative to the insertion direction). This is advantageous in order to enable an even finer subdivision of the water flow through the receiving space.
  • These coverings can in particular be formed by a respective branching point of two webs of one of the web structures (of an adjacent insert part).
  • Through channels formed by one of the insert parts can also meet a point of contact between the two web structures of an adjacent insert part of the stacking arrangement in the stacking arrangement. This is possible precisely when these web structures do not form any branching points, for example because all webs of the respective web structure run strictly parallel to one another.
  • a particularly preferred embodiment provides that the at least two insert parts are aligned with one another with respect to a relative angle of rotation a about the insertion direction by means of respective alignment aids, which engage with one another in the insertion direction.
  • This angle of rotation a can in particular be the previously described angle a be .
  • the respective alignment aids can be designed in a particularly simple manner in one piece with the respective web structure, for example in the form of axial and mutually corresponding projections and recesses.
  • upper and lower alignment aids are formed on at least one of the insert parts, which are aligned with one another with respect to an insertion direction. This makes it easier to assemble the stacking arrangement if an insert part was accidentally inserted in the wrong orientation (rotation by 180 ° around the x-axis).
  • At least four, in particular at least six, alignment aids can be formed along a circumference of one (preferably all) of the at least two insert parts. These alignment aids can point axially in the same direction. Furthermore, they can be evenly distributed along the circumference. This can in particular ensure that the said relative angle of rotation a is at most 45 °, in particular at most 30 °.
  • An injection point used in the injection molding of the respective insert part can be arranged, for example, in the center of the insert part or, for example, on the edge, in particular on the circumference.
  • a particularly preferred embodiment which reduces the manufacturing costs, provides that each of the at least two insert parts of the stacking arrangement can be arranged, or is arranged, with an identical copy of itself in the compact stacking arrangement.
  • a lower axial profile of the insert part can engage with an upper axial profile of the (identical) insert part. That is, in such a stacking arrangement the two used can be identical Insertion parts can be arranged rotated relative to one another by an angle a about an insertion direction.
  • the at least two insert parts can in particular all be shaped/designed identically to one another, i.e. in other words they can each be manufactured with the same two injection molding tool halves.
  • the insertion direction can then correspond to the direction in which two identical insert parts (after rotation through angle a) can be brought together to form a compact 2-stack arrangement.
  • a method for producing an insert part is also proposed, whereby this insert part can be designed as described above or according to one of the claims directed to an insert part.
  • the insert part can therefore be provided in particular for insertion into a receiving space of a jet regulator.
  • the method provides that the insert part is produced as a cast part, in particular by means of injection molding, and is further characterized in that the insert part is composed of two web structures, which are arranged in two levels one above the other and each have a large number of Form webs, and that a first tool part is used to form a first of the two web structures during casting, while a second of the two web structures is only formed with a second tool part during casting.
  • the first tool part can define the tool parting plane and thus also limit the second web structure defined by the second tool part;
  • the shape of the webs, in particular their (preferably axially aligned) side surfaces, is only defined by the second tool part. It has a corresponding effect Offset of the first tool half along the tool parting plane does not affect the shape of the second web structure of the insert part with the help of the second tool half.
  • the two tool parts can therefore preferably be designed as tool halves of an injection molding tool.
  • the two tool halves are joined together along the tool parting plane to form a cavity that defines the outer contour of the insert part manufactured as a cast part, in particular as an injection molded part.
  • the tool halves can be separated from one another again (which can typically be done perpendicular to the tool separation plane, i.e. along the demoulding direction described above) in order to remove the finished insert part as a casting from the cavity to be able to.
  • the invention avoids the specific position of the tool parting plane or the described design of the manufacturing process, the creation of undesirable casting flags during the casting process and thus waste during production.
  • Matching elements From management forms of the invention preserved in their function Matching elements have matching reference numbers even if they have a different design or shape.
  • Figure 1 is an external view of an inventive
  • FIG. 2 shows a cross section through another jet regulator according to the invention, the jet regulator being screwed into a sanitary fitting
  • FIG. 3 shows a cross section through the jet regulator
  • Figure 4 shows a cross section through an insert part designed according to the invention
  • Figure 7 shows the insert part of Figure 6 in an oblique view from above
  • Figure 8 shows the insert part of Figure 6 in a view from below
  • Figure 9 shows the insert part of Figure 6 in an oblique view from below, 10 shows a further insert part designed according to the invention,
  • FIG 11 is an exploded view of the jet regulator from Figure 1,
  • Figure 13 shows the stacking arrangement of Figure 12 in
  • FIGS 18-21 each show stacking arrangements 13 consisting of three (each) insert parts designed according to the invention
  • FIG. 22 shows a detailed view of the web structure of the insert part shown in FIG. 15,
  • FIG. 23 shows a detailed view of the corresponding insert part shown in FIG. 14, Figure 24 illustrates the formation of cast flags
  • Figure 25 shows a detailed view of the web structure of the insert part from Figure 17,
  • Figure 26 shows a detailed view of the web structure of the insert part from Figure 14,
  • Figure 27 shows a detailed view of the web structure of the insert part from Figure 16,
  • Figure 29 is the lower of the two illustrated in Figure 28
  • Figure 30 shows a perspective cross section through the
  • Figure 32 shows an insert part known from the prior art for use in a jet regulator, which has web structures not designed according to the invention
  • Figure 33 shows a longitudinal section through the upper half of the tool (see Figure 28), analogous to Figure 31 for the lower half of the tool, and finally
  • Figure 34 shows another longitudinal section through the upper one
  • Tool half (see Figure 28), analogous to Figure 33, but cut at a different decentralized location.
  • FIG. 1 shows a jet regulator 1 designed according to the invention, the components of which can be seen in the cross-sectional view of FIG. 3, whereby the outer housing 5 could also be designed, for example, as in FIG Sanitary fitting 37 can be screwed in.
  • the jet regulators 1 of Figures 1-3 each have a disassembly unit 2 and an outlet unit 3 as well as a receiving space 4 formed between them, which is surrounded by the housing 5 and is formed by the housing 5 in the embodiments shown.
  • a total of three insert parts 6 designed according to the invention are arranged one above the other in a stack arrangement 13, with water being able to flow through each of the three insert parts 6 in the flow direction 31 shown in FIG. 2.
  • FIG 4 shows an example of the design of one of the insert parts 6 of the jet regulator 1 in a cross-sectional view.
  • the centrally arranged and dashed line 11 denotes a tool separating plane 11 which is used in the production of the insert part 6 by means of injection molding and which divides the insert part 6 made in one piece from a cast material into two halves.
  • a respective web structure 7 trained, which can be designed, for example, as illustrated in Figures 5-17.
  • the insert part 6 is thus composed of the two web structures 7, which, as shown in Figure 4, are arranged in two planes 8 lying one above the other, each of which runs parallel to the tool parting plane 11.
  • Each of the two web structures 7 has a large number of webs 9.
  • the planes 8, in which the two web structures 7 are arranged are each aligned radially or perpendicular to the flow direction 31, as shown in FIG.
  • the respective web surfaces 19 of the webs 9, which are aligned inwards to the tool parting plane 11, lie in a respective radial plane 20 with respect to the flow direction 31 or the direction of use 14.
  • Figures 6, 7, 8 and 9 as well as 14 and 17 show further examples of insert parts 6 designed according to the invention, each of which is composed of two web structures 7.
  • the webs 9 of the same web structure 7 branch out at branch points 35.
  • the said branching points 35 are formed in that at least one web structure 7 of the insert part 6 has webs 9 which do not run parallel to one another (but at angles to one another) and thus meet one another at the branching points 35.
  • the respective webs of the two mutually adjacent web structures 7 of the respective insert part 6 run at the respective contact points 12 at a crossing angle ⁇ .
  • the crossing angle ⁇ is dimensioned just so that a respective surface area, which is defined by the respective contact surface 32 (where the contact surface 32 lies in the tool parting plane 11 - compare FIG. 4 and defines the surface on which webs 9 of two adjacent web structures 7 intersect), is at most three times the square of a maximum width of the respective web 9.
  • the width is measured transversely to the main direction of the web 9.
  • crossing angle ⁇ is designed to be >20°;
  • the examples in Figures 25-27 in particular also show crossing angles of ⁇ ⁇ 90 °.
  • the insert part 6 shown in FIG. 4 is, like all insert parts 6 in the other figures, manufactured as an injection molded part 27. Therefore, the two web structures 7 are connected to one another in one piece. monolithic, as can be seen in particular from the hatching in the cross-sectional view of FIG. 4.
  • 16 shows a further possible embodiment of an insert part 6 according to the invention, in which the webs 9 of the two web structures 7 each show an S-shaped course.
  • the respective S-curve has in particular two turning points 36.
  • the web structures 7 each form web gaps 18 in the form of elongated slots 26, which in particular partially extend over the entire diameter of the web structure 7.
  • the webs 9 of the respective web structure 7 form hexagonal web spaces 18 in the form of honeycombs.
  • the web spaces 18 are designed in the form of triangular honeycombs.
  • a plurality of web spaces 18 are lined up along a secant with respect to a circumference of the web structure 7, with the web spaces 18 being separated from one another by the respective webs 9 of the web structure 7.
  • one of the web structures 7 forms honeycomb-shaped free spaces 18, while the other of the two web structures 7 forms straight, elongated slots 26.
  • Figures 6-7 show a respective view from above of the upper web structure 7, which has straight webs 9.
  • Figures 8 and 9, on the other hand, show views from below of the lower web structure 7, the webs 9 of which form a hexagonal grid.
  • said tool separation plane 11 can be understood as an XY plane, this plane dividing the insert part 6 into the two web structures 7.
  • the two web structures 7 are each designed to be strictly symmetrical with respect to the tool parting plane 11, but not congruent.
  • the respective webs 9 of the two web structures 7 of the respective insert part 6 are designed in such a way that they form side surfaces 17 which run coaxially to one another, namely along the flow direction 31.
  • This direction can exactly correspond to the direction of use 14 with which the respective insert part 6 is inserted into the receiving space 4 of the jet regulator 1 (compare FIG. 2 and FIG. 3).
  • FIG 5 shows further details of the stacking arrangement 13 of a total of three insert parts 6, which can be used in the receiving space 4 of the jet regulator 1 of Figure 3.
  • the insert parts 6 are clearly identical, i.e. H . they were made using the same injection molding tool. It can also be seen that the respective upper ones
  • each of the three insert parts 6 each forms through channels 16, which have a square surface as a cross section, it can be clearly seen in Figure 19 that due to the relative rotation of the insert parts 6 to one another, the cross section of the stack arrangement 13 through which water can flow unhindered is smaller and shows a triangular cross section.
  • insert parts 6 according to the invention can also be used in a stack arrangement 13, which form different web structures 7.
  • two insert parts 6 with hexagonal web structures 7 were combined with an intermediate insert part 6 with slot-shaped web structures 7.
  • the through channels 16, which are formed, for example, by the uppermost insert part 6, are at least partially through a web structure 7 of an underlying insert part 6 of the stack arrangement 13 (based on the insert direction 14 or the flow direction 31) hidden.
  • a concealment can be provided in particular by a branching point 35 of two webs, these webs 9 then belonging to one and the same web structure 7. But it is also possible that the concealment is precisely through contact points 12 or
  • Touched laugh 32 is formed, which exist between two web structures of an insert part 6 of the stacking arrangement 13. 13 and 18-21, the respective cross-sectional area occupied by a through-channel 16 of the uppermost insert part 6 cannot be completely flowed through by water in the axial direction. These configurations achieve efficient homogenization of the water jet that flows through the stack arrangement 13 .
  • the insert parts 6 are aligned with one another by means of alignment halves 15.
  • the alignment halves 15 engage with each other in the insertion direction 14 and thus specify the relative angle of rotation a that exists between two adjacent insertion parts 6 .
  • the alignment aids 15 are designed in one piece with the respective web structure 7, specifically in the form of axial and mutually corresponding projections 21 and recesses 22.
  • Insert part 6 of FIG. 12 is, for example, formed with an upper and a lower alignment aid 15, which are aligned with one another with respect to the entry direction 14.
  • FIG. 5 shows, where the three insert parts 6 are each designed identically to one another, a respective lower axial profile 23 of the insert part 6 (compare FIG. 4, FIG. 22 and FIG. 15) engages with a respective upper axial one Profile 24 of the insert part 6 underneath.
  • the respective projection 21 thus engages in the correspondingly designed recess 22 of the adjacent insert part 6.
  • All of the insert parts 6 shown in FIG. 5 were manufactured using the same injection molding tool.
  • the two web structures 7 are designed symmetrically to one another in this way.
  • the block arrows indicate, after rotation by 180 ° around the x-axis, it must first be moved along the x-axis and then along the y-axis in order to transfer the respective web structure 7 into the adjacent web structure 7.
  • Figure 24 illustrates the formation of cast flags on edges of webs 9 of a web structure 7.
  • casting flags 41 can form in the tool parting plane 11 when the injection molding material is pressed between the tool parts 33, 34 (see FIG. 28).
  • the inventive design of the tool separating plane 11 at the level of the transition between the two web structures 7 has the advantage that the cast flags 41 are arranged evenly spaced from the two outer sides 43 of the web structures 7.
  • FIG. 32 which shows an insert part from the prior art, reveals, however, that such a central formation of the cast flags 41 (as in FIG. 24) is not possible there (in FIG. 32), since the tool parts 33, 34 cannot reach behind the webs because the web structures must remain demouldable.
  • Figure 28 shows two tool parts 33 and 34 in the form of two tool halves of an injection molding tool with which an insert part 6 according to the invention can be produced.
  • the insert part 6 extends from the tool separating plane 11, which separates the two tool parts 33 and 34 from each other as an xy plane (see FIG. 29), upwards and downwards into the respective tool halves 33, 34 into or into the half spaces in which these tool halves 33, 34 lie.
  • the tool halves form corresponding recesses, which, as a negative, specify the shape of the upper or lower half of the insert part 6.
  • the lower web structure 7, which lies below the tool parting plane 11 in Figures 28 and 29, is determined exclusively by the lower tool half 34. Because only the tool half 34 has a corresponding recess 42 in the form of grooves running in the y direction (see Figure 29), which define the webs 9 of the lower web structure 7 of the insert part 6 running in the y direction (see Figure 30). . This can also be seen from the fact that the upper surfaces of the webs 9 of the lower web structure 7 are flush with the surface of the lower tool half 34, i.e. these surfaces lie in the xy plane illustrated in Figure 29.
  • these surfaces of the lower webs 9 are only limited by the surface of the upper tool half 33 lying in the tool parting plane 11, which is flat in these areas.
  • the tool parts 33, 34 it is possible with the tool parts 33, 34 to form one of the web structures 7 without the other web structure 7 by covering the respective tool part 33, 34 with a flat plate.
  • the plate shows the tool parting plane 11.
  • the webs 9 of the upper web structure 7 rest on the surface (hatched in FIG. 31) of the lower tool half 34, which lies in the tool parting plane 11.
  • the (imaginary) contact surfaces 32 at which the webs 9 of the upper web structure 7 intersect with the webs 9 of the lower web structure 7 are therefore all in the tool parting plane 11.
  • the upper web structure 7, more precisely its webs 9 does not exceed the tool parting plane 11 downwards, and therefore does not protrude into the half-space occupied by the lower tool half 34.
  • Figure 33 shows an analogous situation to Figure 31, with the upper tool half 33 now being illustrated, with the longitudinal section again running through the center of the insert part 6 as in Figure 31.
  • Figure 34 shows a similar section through the upper tool half 33, but the longitudinal section runs decentrally. You can also see in Figure 33 (as in Figure 31) the already finished injection molded insert part 6, after separating the two tool halves 33, 34 and removing the lower tool half 34. In Figure 34, however, only the upper tool half 34 is shown without the insert part 6, so that the view is clear of the recesses 42 in the tool half 34, which determine the shape of the webs 9 of the upper web structure 7 of the insert part 6.
  • FIG. 32 shows an example of an insert part known from the prior art, more precisely from WO 2021 123065 A1, which forms a grating.
  • the webs of the upper web structure protrude straight into the half-space that is occupied by the webs of the lower web structure.
  • D. H the two web structures (which each have webs running in the x or y direction) are not separated or separable from each other by a plane, but the web structures of the grid show an overlap (in the z direction).
  • Jet regulator Disassembly unit Discharge unit Receiving space (arranged between 2 and 3) Housing (surrounds 4) Insertion part (inserted in 4) Web structure (imaginary) plane Web (formed by 7) Tool dividing line Tool dividing plane Touch point Stacking arrangement (axial) Insertion direction Alignment aid Passage channel (formed by 7) Web side surfaces (of 9) web space inwardly directed web surfaces radial plane projection recess lower axial profile (of 6) upper axial profile (of 6) injection point slot injection molded part circumference cross connection (between 9) demolding direction flow direction contact surface first tool part (in particular first tool half) second tool part (in particular second tool half) 35 branch point (between 7)

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Abstract

Zur Vereinfachung der Herstellung eines Einsetzteils (6), welches zwei Stegstrukturen (7) aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Stegen (9) ausbilden, wird vorgeschlagen, dass das Einsetzteil (6) so durch einen Gießprozess hergestellt wird, dass sich die beiden Stegstrukturen (7) zwar in jeweiligen Berührflächen (32) berühren, aber dennoch durch eine Werkzeugtrennebene (11) voneinander separiert bleiben. Dies hat den technischen Vorteil, dass die jeweilige Außenkontur der Stege 9 der jeweiligen Stegstruktur (7) ausschließlich mit einem jeweiligen Werkzeugteil 33/34 definiert werden kann, ohne dass sich ein Versatz des jeweils anderen Werkzeugteils 34/33 auf die Formgebung der Stege (9) negativ auswirkt (Fig. 4).

Description

Einsetzteil für einen Strahlregler und zugehöriges Herstellungsverfahren
Die Erfindung betri f ft zunächst ein Einsetzteil , welches insbesondere zum Einsetzen in einen Aufnahmeraum eines Strahlreglers ausgestaltet sein kann, wobei das Einsetzteil entlang einer Strömungsrichtung von Wasser durchströmbar ist . Ein solches Einsetzteil lässt sich in viel fachen Anwendungen und fluidischen Vorrichtungen dafür nutzen, ein Fließverhalten eines Fluids günstig zu beeinflussen .
Der Erfindung betri f ft ferner einen Strahlregler mit einer Zerlegereinheit und einer Auslaufeinheit und einem dazwischen ausgebildeten Aufnahmeraum, der von einem Gehäuse umgeben ist (und insbesondere von dem Gehäuse ausgebildet sein kann) , wobei in dem Aufnahmeraum wenigstens ein von Wasser durchströmbares Einsetzteil eingesetzt ist .
Schließlich betri f ft die Erfindung ein Verfahren, mit dem sich solche Einsetzteile herstellen lassen .
Derartige Einset zteile und Strahlregler sind vorbekannt . Die besagte Zerlegereinheit bildet hierbei oftmals eine Eingangsoder Zerlegerstufe und kann dabei einen in den Strahlregler einströmenden Wasserquerschnitt in zahlreiche Teilwasserstrahlen zerlegen . Dadurch findet eine Art „Reset" der Strömungsbedingungen innerhalb des Strahlreglers statt , die damit weitestgehend unabhängig werden von den Strömungseigenschaften im Bereich eines eingangsseitigen Einlasses in den Strahlregler . Hierzu kann der Strahlregler auch beispielsweise einen Mengenregler oder Durchflussbegrenzer aufweisen . Die Auslaufeinheit oder Auslaufstufe formt abschließend den Strahl , der aus dem Strahlregler austritt . Hierbei kann in dem Strahlregler eine Beimischung von Luft , zur Erzeugung eines weichen, milchig trüben Strahls , ausgebildet sein . Das zwischen Aus laufeinheit und Zerlegereinheit im Aufnahmeraum angeordnete Einsetzteil ermöglicht es , die Strahlbildung weiter günstig zu beeinflussen . Das Einsetzteil übernimmt dabei häufig die Funktion einer fluidischen Mischstufe , die den Strahl weiter homogenisiert . Dadurch kann insbesondere das Durchströmungsverhalten günstig beeinflusst werden .
Ferner ist es bekannt , die einzelnen Bestandteile solcher Strahlregler in Spritzgusstechnik herzustellen, beispielsweise wie in WO 2021 123065 Al beschrieben .
Hierbei ergibt s ich j edoch in der Praxis oftmals das Problem, dass unerwünschte scharfe Kanten auftreten können, da die verwendeten Spritzgusswerkzeuge nicht beliebig genau aufeinander ausgerichtet werden können . Zeigen die Werkzeuge einen leichten Versatz , kommt es oftmals zur Ausbildung feiner Guss fähnchen ( insbesondere , wenn der flüssige Kunststof f in kleine Spalte vordringt ) und scharfer Kanten . Solche Strukturen können dann das Strahlbild, welches vom Strahlregler erzeugt wird, oder aber die Geräuschbildung beim Durchströmen von Wasser durch den Strahlregler negativ beeinflussen . Dies tritt vor allem dann störend auf , wenn lange Kanten mit präzisem Profil ausgebildet werden müssen . Insbesondere ist es bekannt , dass sich in der Werkzeugtrennebene Guss fähnchen ausbilden können, wenn das Spritzgussmaterial zwischen die Werkzeugteile gepresst wird .
Die Erfindung will dieses bei der Fertigung auftretende Problem beseitigen . Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einem Einsetzteil die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen . Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Einsetzteil der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Einsetzteil aus zwei Stegstrukturen zusammengesetzt ist , die in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind und die j eweils eine Viel zahl an Stegen aufwei sen . Ferner ist vorgesehen, dass die zwei Stegstrukturen j eweils durch eine Werkzeugtrennebene voneinander getrennt sind . Jeder der beiden Stegstrukturen kann also vollständig in einem j eweiligen Halbraum verortet sein, der durch die Werkzeugtrennebene abgetrennt wird ( die beiden Halbräume liegen sich somit gegenüber ) . Diese beiden Halbräume können sich zwar berühren, nämlich in der Werkzeugtrennebene , aber zeigen gerade keine Überlappung, beziehungsweise kein Überlappungsvolumen .
Die Werkzeugtrennebene kann dabei einer gedachten mathematischen Ebene entsprechen, die flach ist ( also ein Krümmung von j eweils Null aufweist in Bezug auf zwei orthogonale Achsen, die in der Ebene liegen) .
Mit anderen Worten kann gemäß der Erfindung die j eweilige Stegstruktur, genauer die äußeren Kanten und Seitenflächen der j eweiligen Stege der Stegstruktur, j eweils nur mittels eines Teils eines beim Gießen des Einsetzteils verwendeten Werkzeugs ( insbesondere eine Werkzeughäl fte ) definiert werden bzw . definiert worden sein . Daher muss das j eweilige Teil des Werkzeugs auch nur Ausnehmungen für die Stege einer der beiden Stegstrukturen aufweisen . Werden die beiden Teile des Werkzeugs zusammengefügt , um eine Kavität zu formen, durch welche das zu gießende Einsetzteil definiert wird, so stoßen sie an der Werkzeugtrennebene aufeinander .
Entsprechend wirkt sich etwa ein wie eingangs beschriebener Versatz einer ersten Werkzeughäl fte , die der Definition einer ersten der beiden Stegstrukturen dient , entlang der Werkzeugtrennebene gerade nicht auf die Formgebung der zweiten Stegstruktur des Einsetzteils aus . Dadurch wird die Herstellung des Einsetzteils wesentlich verbessert bzw . vereinfacht . Die beiden Ebenen, in welchen die Stegstrukturen angeordnet sind, können insbesondere parallel zur Werkzeugtrennebene verlaufen . Aufgrund der Trennung, die durch die Werkzeugtrennebene bewirkt wird, kann insbesondere erreicht werden, dass die j eweiligen Stege der beiden Stegstrukturen gerade nicht ineinandergrei fen, sondern sich lediglich in Berührf lachen, die in der Werkzeugtrennebene liegen, berühren . Diese Berührf lachen können durch die j eweiligen Überschneidungen gebildet sein zwischen Stegen der beiden benachbarten Stegstrukturen des Einset zteils . Hierbei kann das Einsetzteil insbesondere so ausgestaltet sein, dass die Stege einer der Stegstrukturen zwar j eweilige Berührf lachen aber kein Überlappungsvolumen mit Stegen der benachbarten Stegstruktur ausbilden .
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Einsetzteils wird vermieden, dass diej enige Stegstruktur, die in der oberen Ebene liegt in die Stegstruktur, die in der unteren Ebene liegt , entlang einer längeren Kante übergeht , denn dies würde zur Ausbildung von unerwünschten Kantenformen, insbesondere zur Ausbildung von Guss fähnchen, führen, wenn die beiden Werkzeughäl ften, die zum Spritzgießen des Einsetzteils verwendet werden, fehlerhaft relativ zueinander ausgerichtet sind, also einen ( oftmals unvermeidbaren) Versatz zeigen . Insbesondere bei gewinkeltem Verlauf der Stege der sich berührenden Stegstrukturen besteht dieses Problem nicht mehr, da ein Versatz zwischen den Werkzeughäl ften keine wesentliche Auswirkung mehr auf die Ausbildung von Kanten der Stege hat , da sich die Berührf lächen zwischen den beiden Stegstrukturen zwar (minimal ) verschieben mögen, aber nur unwesentlich in Ihrer Größe ändern . Dadurch kann auch bei geringem Versatz der beiden Werkzeughäl ften noch ein brauchbares Einsetzteil spritzgegossen werden . Im Ergebnis kann somit Ausschuss bei der Herstellung des Einsetzteils vermieden werden . Wie noch erläutert werden wird, lassen sich erfindungsgemäße Einsetzteile zur Regelung des Wasserf lusses in Strahlreglern einsetzen . Sie können aber auch beispielsweise in anderen f luiddurchströmten Leitungsabschnitten von fluidischen, insbesondere sanitären, Vorrichtungen eingesetzt werden, um den Fluidfluss positiv zu beeinflussen, etwa um eine Geräuschverminderung zu erzielen . Die Erfindung beschäftigt sich hauptsächlich damit , wie solche Strukturen ef fi zient und mit möglichst wenig Ausschuss gefertigt werden können und wie die Montage vereinfacht werden kann, wenn mehrere solcher ( insbesondere identisch ausgebildeter ) Einsetzteile zu einer Stapelanordnung zusammengesetzt werden müssen .
Erfindungsgemäß kann die eingangs genannte Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Aus führungen gemäß den Unteransprüchen gelöst werden .
Beispielsweise können sich die Stege der oberen Stegstruktur mit den Stegen der unteren Stegstruktur an Berührt lächen kreuzen . Ferner können sich insbesondere Stege derselben Stegstruktur an Verzweigungspunkten verzweigen, wobei dies für eine oder beide der beiden Stegstrukturen verwirklicht sein kann .
Ferner sind Ausgestaltungen möglich, bei denen an Berührungspunkten der beiden Stegstrukturen ( also dort , wo zwei Stege der beiden Stegstrukturen aufeinandertref fen) die j eweiligen Stege in einem Kreuzungswinkel ß zueinander verlaufen . Der Winkel ß kann beispielsweise konstant 90 ° betragen, etwa bei einer Ausgestaltung, bei denen die j eweiligen Stege der oberen Stegstruktur streng parallel zueinander verlaufen und j eweils einen Winkel von 90 ° mit den ( ebenfalls streng parallel zueinander verlaufenden) Stegen der unteren Stegstruktur einschließen . Der Winkel kann dabei gemessen werden durch Projektion des jeweiligen Stegs in die Werkzeugtrennebene .
Es sind auch Ausgestaltungen denkbar, etwa mit geschwungen verlaufenden Stegen, bei denen der Winkel ß entlang des Verlaufs eines Stegs variiert und insbesondere mal weniger und mal mehr als 90° beträgt. Zum Beispiel bei Verwendung wabenförmiger Freiräume zwischen den Stegen, die zum Beispiel in Dreiecksform oder hexagonaler Form ausgestaltet sein können, kann es zum Beispiel pro Wabe mehrere Berührungspunkte mit unterschiedlichen Winkeln ß geben.
Der Kreuzungswinkel ß kann ferner so bemessen sein, dass ein Flächeninhalt einer jeweiligen Berührfläche der sich kreuzenden Stege (der beiden Stegstrukturen) in der Werkzeugtrennebene höchstens das Dreifache des Quadrats einer (z.B. maximalen) Breite des jeweiligen Stegs, gemessen quer zu einer Verlaufsrichtung des Stegs, beträgt.
Ferner sind insbesondere Ausgestaltungen möglich, bei denen für den Kreuzungswinkel ß gilt: ß > 20°. Vorzugsweise kann dann noch zusätzlich gelten: ß < 90°. Bei derartigen Ausgestaltungen sind somit sehr kleine Kreuzungswinkel ß der Stege ausgeschlossen. Bei ß = 45° beträgt das Verhältnis zwischen Berührfläche und Quadrat der Stegbreite etwa 1.5, bei 20° erhöht sich das Verhältnis hingegen bereits auf > 3. Das Vorsehen einer gewissen Mindestgröße für den Kreuzungswinkel hat den technischen Vorteil, dass ein geringer Versatz zwischen den Werkzeughälften beim Spritzgießen noch toleriert werden kann, weil sich dadurch die Lage der Kreuzungsfläche nur unwesentlich ändert. Verlaufen die Stege hingegen unter sehr kleinen Kreuzungswinkeln zueinander, so wird die Kreuzungsfläche sehr groß und damit anfällig für die Ausbildung unerwünschter Gussfähnchen an den Kanten der Stege, in Folge eines Versatzes zwischen den Werkzeughälften. In weitere Aus führungs formen kann der Winkel ß, zumindest teilweise, weniger als 90° oder gleich 90° betragen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Winkel ß an einzelnen Berührungspunkten (zusätzlich oder ergänzend) mehr als 90° beträgt .
Die wenigstens zwei Stegstrukturen des Einsetzteils können bevorzugt einstückig miteinander verbunden beziehungsweise ausgebildet sein. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Einsetzteil als ein Gussteil, bevorzugt als ein Spritzgussteil, gefertigt ist. Eine solche Fertigung kann insbesondere unter Verwendung zweier Werkzeugteile, insbesondere zweier Spritzgusswerkzeughälften, vollzogen werden, die in der Werkzeugtrennebene aufeinanderstoßen. In solchen Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Stegstrukturen entlang einer Entformungsrichtung, die senkrecht auf der Werkzeugtrennebene steht, frei von Hinterschneidungen ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass jede der beiden Stegstrukturen mit je einer Werkzeughälfte eines (gemeinsamen) Spritzgusswerkzeugs fertigbar ist.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Einsetzteil wenigstens eine Stegstruktur aufweist deren Stege, zumindest teilweise, nichtparallel, also insbesondere in Winkeln von weniger als 90°, zueinander verlaufen. In diesem Fall können somit Verzweigungspunkte zwischen Stegen derselben Stegstruktur ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden Stegstrukturen Stege aufweist, die in der besagten Ebene einen S-förmigen Verlauf zeigen. Ein solcher S-förmiger Verlauf kann insbesondere zwei Wendepunkte aufweisen . Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass die beiden Stegstrukturen, aus denen das Einsetzteil zusammengesetzt ist , unterschiedliche Arten von Stegzwischenräumen ausbilden . Beispielsweise kann eine Stegstruktur längliche Schlitze in einer oberen Ebene ausbilden, während die benachbarte Stegstruktur wabenförmige Freiräume in einer unteren Ebene ausbildet .
Die besagte Werkzeugtrennebene kann als eine xy-Ebene aufgefasst werden und diese kann das Einsetzteil in die beiden Stegstrukturen unterteilen .
Sind die beiden Stegstrukturen gleichartig ausgestaltet , so kann vorgesehen sein, dass die beiden Stegstrukturen des Einsetzteils in Bezug auf die Werkzeugtrennebene , insbesondere streng, symmetri sch zueinander ausgebildet sind .
Beispielsweise können die beiden Stegstrukturen so symmetrisch zueinander ausgebildet sein, dass die beiden Stegstrukturen durch eine ( gedachte ) Rotation um 180 ° um eine in der Werkzeugtrennebene liegende x-Achse und ( i ) durch Rotation um einen Winkel cp um eine senkrecht zur Werkzeugtrennebene ausgerichtete z-Achse und/oder durch Verschiebung entlang einer in der Werkzeugtrennebene liegenden y-Achse und/oder entlang der einer in der Werkzeugtrennebene liegenden x-Achse ineinander überführbar sind . Mit anderen Worten erhält man somit dieselbe S ituation in Bezug auf die Lage der durch das Einsetzteil ausgebildeter Durchgangskanäle , wenn man das so ausgestaltete Einsetzteil zunächst um 180 ° um die x-Achse dreht ( „Flippen" ) und anschließend eine oder beide der Operationen ( i ) bzw . ( ii ) aus führt . Die beschriebene Symmetrie basiert somit auf einer isometrischen Trans formation der j eweiligen Stegstruktur, die die Längen und Winkel der Stegstruktur erhält , d . h . bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung können die Längen- und Winkelverhältnisse der beiden Stegstrukturen des Einsetzteils identisch ausgebildet sein . Vorteilhaft an solchen symmetrischen Ausgestaltungen des Einsetzteils ist beispielsweise , dass es nicht darauf ankommt , in welcher Orientierung die Einsetzteile zu einer Stapelanordnung zusammengesetzt werden . Denn sofern das betrof fene Einsetzteil in falscher Orientierung (= Rotation um 180 ° um die x-Achse ) eingesetzt wurde , kann eine entsprechende Rotation um cp um die z-Achse bereits ausreichend sein, um die gewünschte Ausrichtung der Stegstruktur zu erzielen .
Bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Winkel cp = 360 ° /N als eine ganz zahlige Teilung von 360 ° gebildet ist , also insbesondere mit cp = 90 ° oder cp = 120 ° oder auch cp = 60 ° .
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die zwei ( gedachten) Ebenen ( die die Lage der Stegstrukturen beschreiben) j eweils radial beziehungsweise senkrecht ausgerichtet sind in Bezug auf eine axiale Einsetzrichtung des Einsetzteils oder die erwähnte Strömungsrichtung, in welcher das Einsetzteil von Wasser durchströmbar ist . Die axiale Einsetzrichtung kann gerade der Haupt-Strömungsrichtung entsprechen, in welcher das Wasser durch einen das Einsetzteil aufweisenden Strahlregler, insbesondere durch das besagte Einsetzteil , strömt . Ferner können sämtliche Stegoberflächen der Stege einer j eden Stegstruktur, die zur Werkzeugtrennebene ausgerichtet sind ( also „nach innen" zeigen) in einer j eweiligen Radialebene in Bezug auf die Einsetzrichtung / die Strömungsrichtung des Einsetzteils liegen . Hierbei ist es zur Lösung des Problems mit den Guss fähnchen vorteilhaft , wenn diese Stegoberflächen planar ausgebildet sind und in der Werkzeugtrennebene liegen . Denn in diesem Fall können diese Stegoberflächen beim Spritzguss durch eine planare , innenseitige Oberfläche der entsprechenden Werkzeughäl fte des Spritzgusswerkzeugs begrenzt werden . Wenigstens eine , insbesondere beide , der Stegstrukturen können auch zwischen den Stegen angeordnete Stegzwischenräume in Form von Waben ausbilden . Diese Waben können insbesondere eine hexagonale Form oder eine Dreiecks form aufweisen . Bei einer solchen Ausgestaltung können sich auch mehrere solcher wabenförmigen Stegzwischenräume entlang einer ( gedachten) Sekante in Bezug auf einen Umfang der Stegstruktur ( zu einer Kette ) aufreihen . Dabei können die Waben durch j eweilige Stege voneinander separiert sein . Durch solche Ausgestaltungen ist es insbesondere möglich, dass eine benachbarte Stegstruktur, insbesondere des selben Einsetzteils oder aber eines benachbarten Einsetzteils (wenn mehrere Einsetzteile in einer Stapelanordnung verwendet werden) , Stegzwischenräume in Form von Schlitzen ausbilden . Diese Schlitze können als Sekante bis zum j eweiligen Umfang der Stegstruktur reichen .
Die besagten wabenförmigen Stegzwischenräume können in Ihrer j eweiligen Größe und Form gleichbleibend ausgestaltet sein . Es sind aber auch organische oder ornamentale Stegstrukturen ausgestaltbar, bei denen sich die einzelnen Stegzwischenräume in Ihrer j eweiligen Form und/oder Größe unterscheiden .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die j eweiligen Stege der beiden Stegstrukturen j eweils axial in einer Einsetzrichtung des Einsetzteils ( die übereinstimmen kann mit der besagten Strömungsrichtung) ausgerichtete Seitenflächen ausbilden, die koaxial zueinander verlaufen .
Es kann somit auch vorgesehen sein, dass durch zwischen den Stegen bestehende Stegzwischenräume Durchgangskanäle gebildet sind, die in der Einset zrichtung/der Strömungsrichtung ausgerichtet und durch die Stege begrenzt sind . In diesem Fall ist es besonders bevorzugt , wenn die Stege der beiden Stegstrukturen des j eweiligen Einsetzteils so zueinander angeordnet sind, dass die Durchgangskanäle in der Einsetzrichtung / der Strömungsrichtung geradlinig und/oder drall frei verlaufen .
Für ein reibungsloses Entformen des Einset zteils , zum Beispiel nach dem Spritzgießen, ist es ferner vorteilhaft , wenn beide Stegstrukturen j eweils überall Querschnitte aufweisen, die von der Werkzeugtrennebene wegweisen und wobei diese Querschnitte ( in der von der Werkzeugtrennebene wegzeigenden Richtung) nicht zunehmen . D . h . die Querschnitte können ( ausgehend von der Werkzeugtrennebene ) insbesondere gleichbleibende oder sich verj üngende Querschnitte ausbilden und zwar erneut überall .
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein wie eingangs beschriebener Strahlregler vorgeschlagen . Dieser zeichnet sich dadurch aus , das s das wenigstens eine Einsetzteil nach einem der auf ein Einsetzteil gerichteten Ansprüche und/oder wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist .
In dem Aufnahmeraum können bevorzugt wenigstens zwei erfindungsgemäß ausgestaltete Einsetzteile in einer Stapelanordnung in einer axialen Einsetzrichtung übereinander angeordnet sein . Diese Einsetzrichtung kann dabei gerade senkrecht zu der besagten ( radial ausgerichteten) Werkzeugtrennebene verlaufen und/oder der erwähnten Strömungsrichtung eines Wasserf lusses durch das wenigstens eine Einsetzteil entsprechen .
Besonders bevorzugt ist es hierbei , wenn die wenigstens zwei Einsetzteile gleichartig oder identisch zueinander ausgebildet sind . Es kann ferner ergänzend oder alternativ auch vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Einsetzteile relativ zueinander um einen Winkel a um die Einsetzrichtung verdreht angeordnet sind . Hierbei kann zum Beispiel gelten : a = cp/2 , mit cp dem Winkel , der die relative Rotation der beiden Stegstrukturen des Einsetzteils beschreibt , nachdem eine der beiden Stegstrukturen gedanklich um 180 ° um eine in der Werkzeugtrennebene liegende Achse gef lippt/rotiert wurde . Es kann dabei insbesondere gelten : a = 45 ° mit cp = 90 ° oder beispielsweise a = 60 ° mit cp = 120 ° .
Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil , dass bei Stapelung von insgesamt drei ( insbesondere identisch ausgebildeten/mit demselben Gusswerkzeug hergestellten) Einsetzteilen übereinander, die Reihenfolge und Orientierung der Einsetzteile unerheblich ist , da sich stets das gewünschte Muster an Durchgangskanälen ausbilden lässt ( durch entsprechende Rotation des Einsetzteils um die z-Achse ) .
Bei solchen Aus führungen des Strahlreglers kann der Aufnahmeraum somit bei eingesetztem Einsetzteil / eingesetzten Einsetzteilen ausschließlich durch Durchgangskanäle durchströmbar sein, die von dem wenigstens einen Einsetzteil ausgebildet werden . Dann also definiert das Einsetzteil bzw . die Stapelanordnung das Durchströmungsverhalten des Aufnahmeraums .
Bei Verwendung mehrerer Einsetzteile in einer Stapelanordnung können axial in der Einsetzrichtung ausgerichtete Durchgangskanäle , die von einem der Einsetzteile ausgebildet werden, zumindest teilweise , durch eine Stegstruktur eines benachbarten Einsetzteils der Stapelanordnung (bezogen auf die Einsetzrichtung) verdeckt sein . Dies ist vorteilhaft , um eine noch feinere Unterteilung des Wasserf lusses durch den Aufnahmeraum zu ermöglichen . Hierbei können diese Verdeckungen insbesondere durch einen j eweiligen Verzweigungspunkt zweier Stege einer der Stegstrukturen ( eines benachbarten Einset zteils ) gebildet sein .
Die axial in der Einsetzrichtung ausgerichteten
Durchgangskanäle , die von einem der Einsetzteile ausgebildet werden, können in der Stapelanordnung auch auf einen Berührungspunkt der beiden Stegstrukturen eines benachbarten Einsetzteils der Stapelanordnung tref fen . Dies ist gerade dann möglich, wenn diese Stegstrukturen j eweils gerade keine Verzweigungspunkte ausbilden, etwa weil alle Stege der j eweiligen Stegstruktur streng parallel zueinander verlaufen .
Bei solchen Ausgestaltungen kann somit - bezogen auf die gesamte Stapelanordnung - eine von einem j eweiligen Durchgangskanal eigenommene Querschnitts fläche nicht vollständig in axialer Richtung von Wasser durchströmbar sein . Damit wird als ein Durchströmungsquerschnitt ( in Bezug auf eine axiale Richtung und den gesamten Stapel ) vorgegeben, die kleiner ist als der j eweiligen Durchgangskanal , der von einem der Einsetzteile vorgegeben ist . Zur Verdeutlichung sei an dieser Stelle noch erwähnt , dass der j eweilige Durchgangskanal in seiner Fläche kleiner sein kann als ein j eweiliger Stegzwischenraum, der durch eine der beiden Stegstrukturen des Einsetzteils def iniert ist .
Bei solchen Ausgestaltungen kann zumindest ein Teil des Wassers beim Durchströmen der Stapelanordnung somit unweigerlich einem Zickzackkurs folgen und somit von einer streng axialen Strömungsrichtung abweichen . Mit anderen Worten müssen bei einer solchen Ausgestaltung die Durchgangskanäle zweier benachbarter Einsetzteile der Stapelanordnung gerade nicht fluchten, sondern sie können versetzt zueinander angeordnet sein, sodass sie sich nicht vollständig überdecken .
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die wenigstens zwei Einsetzteile mittels j eweiliger Ausrichtungshil fen, die in der Einsetzrichtung ineinander eingrei fen, in Bezug auf einen relativen Drehwinkel a um die Einsetzrichtung zueinander ausgerichtet sind . Dieser Drehwinkel a kann insbesondere der zuvor beschriebene Winkel a sein . Besonders einfach können die j eweiligen Ausrichtungshil fen einstückig mit der j eweiligen Stegstruktur ausgebildet sein, zum Beispiel in Form von axialen und zueinander korrespondierenden Vorsprüngen und Ausnehmungen .
Noch vorteilhafter ist es , wenn an wenigstens einem der Einsetzteile obere und untere Ausrichtungshil fen ausgebildet sind, die in Bezug auf eine Einsetzrichtung zueinander fluchten . Dies erleichtert die Montage der Stapelanordnung, wenn ein Einset zteil versehentlich in falscher Orientierung (Rotation um 180 ° um die x-Achse ) eingesetzt wurde .
Es können beispielsweise mindestens vier, insbesondere mindestens sechs , Ausrichtungshil fen entlang eines Umfangs eines (bevorzugt aller ) der wenigstens zwei Einsetzteile ausgebildet sein . Diese Ausrichtungshil fen können axial in dieselbe Richtung zeigen . Ferner können sie gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt sein . Dadurch kann insbesondere erreicht sein, dass der besagte relative Drehwinkel a höchstens 45 ° , insbesondere höchstens 30 ° , beträgt .
Ein beim Spritzgießen des j eweiligen Einsetzteils verwendeter Anspritzpunkt kann beispielsweise im Zentrum des Einsetzteils angeordnet sein oder beispielsweise am Rand, insbesondere am Umfang .
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, die die Herstellungskosten senkt , sieht vor, dass j edes der wenigstens zwei Einsetzteile der Stapelanordnung mit einer identischen Kopie seiner selbst in der kompakten Stapelanordnung anordenbar ist , beziehungsweise angeordnet ist . In dieser Stapelanordnung kann ein unteres axiales Profil des Einsetzteils in ein oberes axiales Profil des ( identischen) Einsetzteils eingrei fen . Das heißt , in einer solchen Stapelanordnung können die beiden verwendeten identischen Einsetzteile relativ zueinander um einen Winkel a um eine Einsetzrichtung verdreht angeordnet sein .
Somit können die wenigstens zwei Einsetzteile insbesondere alle identisch zueinander ausgef ormt/ausgestaltet sein, also mit anderen Worten mit j eweils den gleichen beiden Spritzgusswerkzeughäl ften gefertigt worden sein . Die Einsetzrichtung kann dann gerade derj enigen Richtung entsprechen, in welcher zwei identische der Einsetzteile (nach Rotation um den Winkel a) zu einer kompakten 2er-Stapel- Anordnung zusammenführbar sind .
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Einsetzteils vorgeschlagen, wobei dieses Einsetzteil wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf ein Einsetzteil gerichteten Ansprüche ausgestaltet sein kann . Das Einsetzteil kann also insbesondere zum Einsetzen in einen Aufnahmeraum eines Strahlreglers vorgesehen sein . Das Verfahren sieht vor, dass das Einsetzteil als ein Gussteil , insbesondere mittels Spritzgießen, hergestellt wird und zeichnet sich ferner dadurch aus , dass das Einsetzteil aus zwei Stegstrukturen zusammengesetzt ist , die in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind und die j eweils eine Viel zahl an Stegen ausbilden, und dass ein erstes Werkzeugteil benutzt wird, um eine erste der beiden Stegstrukturen beim Gießen aus zuformen, während eine zweite der beiden Stegstrukturen nur mit einem zweiten Werkzeugteil beim Gießen ausgeformt wird .
Hierbei kann zwar das erste Werkzeugteil die Werkzeugtrennebene mit definieren und somit auch die mit dem zweiten Werkzeugteil definierte zweite Stegstruktur begrenzen; die Form der Stege , insbesondere deren (vorzugsweise axial ausgerichteten) Seitenflächen, wird dabei aber nur durch das zweite Werkzeugteil definiert . Entsprechend wirkt sich ein Versatz der ersten Werkzeughäl fte entlang der Werkzeugtrennebene gerade nicht auf die Formgebung der zweiten Stegstruktur des Einsetzteils mit Hil fe der zweiten Werkzeughäl fte aus .
Die beiden Werkzeugteile können somit bevorzugt als Werkzeughäl ften eines Spritzgusswerkzeugs ausgestaltet sein . Beim Gießprozess werden die beiden Werkzeughäl ften dabei entlang der Werkzeugtrennebene zusammengefügt , um eine Kavität zu formen, die die äußere Kontur des als Gussteil , insbesondere als Spritzgussteil , gefertigten Einsetzteils vorgibt . Nach erfolgtem Einbringen von flüssigem Gießmaterial in die Kavität und Aushärten des Gießmaterials können die Werkzeughäl ften wieder voneinander separiert werden (was typischerweise senkrecht zur Werkzeugtrennebene erfolgen kann, also entlang der zuvor beschriebenen Entformungsrichtung) , um so das fertig gestellte Einsetzteil als Gussteil aus der Kavität entnehmen zu können . Wie eingangs bereits erläutert wurde , vermeidet die Erfindung durch die spezi fische Lage der Werkzeugtrennebene , bzw . die beschriebene Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens , das Entstehen von unerwünschten Guss fähnchen beim Gießprozess und damit Ausschuss bei der Fertigung .
Die Erfindung wird nun anhand von Aus führungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Aus führungsbeispiele beschränkt . Weitere Ausbildungen der Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden .
Bei der folgenden Beschreibung verschiedener bevorzugter
Aus führungs formen der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugs zahlen .
Es zeigt :
Figur 1 eine Außenansicht eines erfindungsgemäßen
Strahlreglers ,
Figur 2 einen Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Strahlregler, wobei der Strahlregler in eine Sanitärarmatur eingeschraubt ist ,
Figur 3 einen Querschnitt durch den Strahlregler der
Figur 1 ,
Figur 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Einsetzteil ,
Figur 5 eine Stapelanordnung aus drei identisch ausgestalteten erfindungsgemäßen Einsetzteilen,
Figur 6 eine Aufsicht von oben auf ein weiteres erfindungsgemäßes Einsetzteil ,
Figur 7 das Einsetzteil der Figur 6 in Schrägansicht von oben,
Figur 8 das Einsetzteil der Figur 6 in Aufsicht von unten,
Figur 9 das Einsetzteil der Figur 6 in Schrägansicht von unten, Figur 10 ein weiteres erfindungsgemäß ausgestaltetes Einsetzteil ,
Figur 11 eine Explosionsansicht des Strahlreglers aus Figur 1 ,
Figur 12 die Stapelanordnung 13 der drei Einsetzteile , die in Figur 11 zu sehen sind,
Figur 13 die Stapelanordnung der Figur 12 in
Schrägansicht ,
Figur 14 verschiedene Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Einset zteils ,
Figur 15 verschiedene Ansichten eines weiteren erfindungsgemäß ausgestalteten Einset zteils ,
Figur 16 verschiedene Ansichten eines weiteren erfindungsgemäß ausgestalteten Einset zteils ,
Figur 17 verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäß ausgestalteten Einsetzteil ,
Figuren 18-21 j eweils Stapelanordnungen 13 aus j e drei ( j eweils ) erfindungsgemäß ausgestalteten Einsetzteilen,
Figur 22 eine Detailansicht auf die Stegstruktur des in Figur 15 gezeigten Einset zteils ,
Figur 23 eine Detailansicht des in Figur 14 gezeigten gemäßen Einsetzteil , Figur 24 illustriert die Ausbildung von Guss fähnchen an
Kanten von Stegen einer Stegstruktur,
Figur 25 eine detaillierte Aufsicht auf die Stegstruktur des Einsetzteils aus Figur 17 ,
Figur 26 eine detaillierte Aufsicht auf die Stegstruktur des Einsetzteils aus Figur 14 ,
Figur 27 eine detaillierte Aufsicht auf die Stegstruktur des Einsetzteils aus Figur 16 ,
Figur 28 zwei Werkzeugteile in Form zweier Werkzeughäl ften zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Einsetzteils mittels Spritzguss ,
Figur 29 die untere der beiden in Figur 28 illustrierten
Werkzeughäl ften in einer perspektivischen Schnitt ansicht ,
Figur 30 einen perspektivischen Querschnitt durch die
Werkzeughäl fte aus Figur 29 aber mit noch eingesetztem Einsetzteil , welches durch Spritzguss mit den beiden Werkzeughäl ften aus Figur 28 hergestellt wurde ,
Figur 31 dieselbe Situation wie in Figur 30 , nur an einer etwas leicht versetzten Stelle geschnitten,
Figur 32 ein aus dem Stand der Technik vorbekanntes Einsetzteil zur Verwendung in einem Strahlregler, welches gerade nicht erfindungsgemäß ausgestaltete Stegstrukturen aufweist , Figur 33 einen Längsschnitt durch die obere Werkzeughäl fte (Vgl . Figur 28 ) , analog zu Figur 31 für die untere Werkzeughäl fte , und schließlich
Figur 34 einen weiteren Längsschnitt durch die obere
Werkzeughäl fte (Vgl . Figur 28 ) , analog zu Figur 33 , allerdings an einer anderen dezentralen Stelle geschnitten .
Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgestalteten Strahlregler 1 , dessen Bestandteile in der Querschnittsansicht der Figur 3 zu sehen sind, wobei das äußere Gehäuse 5 auch beispielsweise wie in Figur 2 ausgestaltet sein könnte , damit der Strahlregler 1 , wie in Figur 2 gezeigt , in eine Sanitärarmatur 37 einschraubbar ist . Die Strahlregler 1 der Figuren 1-3 weisen j eweils eine Zerlegereinheit 2 auf und eine Auslaufeinheit 3 sowie einen dazwischen ausgebildeten Aufnahmeraum 4 , der von dem Gehäuse 5 umgeben ist und bei den gezeigten Ausgestaltungen von dem Gehäuse 5 ausgebildet wird . In dem Aufnahmeraum 4 sind insgesamt drei erfindungsgemäß ausgestaltete Einsetzteile 6 in einer Stapelanordnung 13 übereinander angeordnet , wobei j edes der drei Einsetzteile 6 von Wasser in der in Figur 2 gezeigten Strömungsrichtung 31 durchströmbar ist .
Die Figur 4 zeigt beispielhaft die Ausgestaltung eines der Einsetzteile 6 des Strahlreglers 1 in einer Querschnittsansicht . Die mittig angeordnete und gestrichelt gezeichnete Linie 11 bezeichnet eine Werkzeugtrennebene 11 , die bei der Herstellung des Einsetzteil 6 mittels Spritzgießen verwendet wird und die das einstückig aus einem Gussmaterial gefertigte Einsetzteil 6 in zwei Häl ften unterteilt . In j eder dieser beiden Häl ften ( oder Halbräume , separiert durch die Werkzeugtrennebene 11 ) ist eine j eweilige Stegstruktur 7 ausgebildet, die beispielsweise wie in den Figuren 5-17 illustriert ausgestaltet sein kann.
Das Einsetzteil 6 ist somit aus den beiden Stegstrukturen 7 zusammengesetzt, die, wie in Figur 4 gezeigt, in zwei übereinander liegenden Ebenen 8 angeordnet sind, die jeweils parallel zu der Werkzeugtrennebene 11 verlaufen. Jede der beiden Stegstrukturen 7 weist dabei eine Vielzahl an Stegen 9 auf. Da die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 in Figur 4 jedoch horizontal von links nach rechts verlaufen ist für die oberer Stegstruktur 7 im Querschnitt nur einer dieser Stege 9 zu sehen. Die Ebenen 8, in welchen die beiden Stegstrukturen 7 angeordnet sind, sind jeweils radial bzw. senkrecht zur Strömungsrichtung 31 ausgerichtet, wie die Figur 4 zeigt. Dadurch liegen die jeweiligen Stegoberflächen 19 der Stege 9, die nach innen zur Werkzeugtrennebene 11 ausgerichtet sind, (vergleiche auch Figur 22 und 23) in einer jeweiligen Radialebene 20 in Bezug auf die Strömungsrichtung 31 bzw. die Einsatzrichtung 14.
Aus der Figur 15, die weitere Ansichten des Einsetzteils 6 der Figur 4 zeigt, ist gut ersichtlich, dass die jeweils eine Vielzahl an Stegen 9 aufweisenden beiden Stegstrukturen 7 durch die (gedachte) Werkzeugtrennebene 11 voneinander getrennt sind. An denjenigen Stellen, an welchen sich die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 mit den Stegen 9 der unteren Stegstruktur 7 kreuzen, sind somit Berührt lachen 32 zwischen den beiden Stegstrukturen 7 ausgebildet. Wie aus der Zusammenschau der Figuren 4 und 15 ersichtlich ist, überlappen sich die Stegstrukturen 7 jedoch nicht und bilden daher insbesondere kein Überlappungsvolumen aus.
Die Figuren 6,7, 8 und 9 sowie 14 und 17 zeigen weitere Beispiele von erfindungsgemäß ausgestalteten Einsetzteilen 6, die jeweils aus zwei Stegstrukturen 7 zusammengesetzt sind. Bei diesen Ausgestaltungen verzweigen sich j edoch die Stege 9 derselben Stegstruktur 7 an Verzweigungspunkten 35 . Zwischen den beiden Stegstrukturen 7 bestehen zudem weiterhin Berührt lachen 32 . Die besagten Verzweigungspunkte 35 werden dabei dadurch ausgebildet , dass j eweils wenigstens eine Stegstruktur 7 des Einsetzteil 6 Stege 9 aufweist , die nicht parallel zueinander ( sondern in Winkeln zueinander ) verlaufen und somit an den Verzweigungspunkten 35 aufeinanderstoßen .
Wie aus den Detailansichten der Figuren 25-27 ersichtlich ist , verlaufen dort die j eweiligen Stege der beiden zueinander benachbarten Stegstrukturen 7 des j eweiligen Einsetzteils 6 an den j eweiligen Berührungspunkten 12 in einem Kreuzungswinkel ß . Bei allen diesen Ausgestaltungen ist der Kreuzungswinkel ß gerade so bemessen, dass ein j eweiliger Flächeninhalt , der durch die j eweil ige Berührfläche 32 definiert ist (wobei die Berührfläche 32 in der Werkzeugtrennebene 11 liegt - vergleiche dazu Figur 4 und die Fläche definiert , an welcher sich Stege 9 von zwei benachbarten Stegstrukturen 7 kreuzen) , höchstens das Drei fache des Quadrats einer maximalen Breite des j eweiligen Stegs 9 beträgt . Hierbei wird die Breite quer zur Hauptverlaufsrichtung des Stegs 9 gemessen .
Zudem ist bei allen diesen Ausgestaltungen der Kreuzungswinkel ß > 20 ° ausgestaltet ; gerade die Beispiele der Figuren 25-27 zeigen dabei auch Kreuzungswinkel von ß < 90 ° .
Das in Figur 4 gezeigte Einsetzteil 6 ist wie alle Einsetzteile 6 der sonstigen Figuren als ein Spritzgussteil 27 gefertigt . Daher sind die beiden Stegstrukturen 7 einstückig miteinander verbunden bzw . monolithisch ausgebildet , wie insbesondere an der Schraf fur in der Querschnittsansicht der Figur 4 ersichtl ich ist . Die Figur 16 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Einsetzteils 6 , wobei hier die Stege 9 der beiden Stegstrukturen 7 j eweils einen S- förmigen Verlauf zeigen . Die j eweilige S-Kurve weist dabei insbesondere zwei Wendepunkte 36 auf .
Bei dem Beispiel der Figur 15 verlaufen die j eweiligen Stege 9 der j eweiligen Stegstruktur 7 j eweils streng entlang einer bestimmten Verlaufsrichtung, wobei diese beiden Verlaufsrichtungen einen Winkel von cp = 90 ° einschließen . Entsprechend bilden die Stegstrukturen 7 j eweils Stegzwischenräume 18 in Form länglicher Schlitze 26 aus , die insbesondere tei lweise über den gesamten Durchmesser der Stegstruktur 7 verlaufen .
Bei dem Beispiel der Figur 14 ist dies nicht der Fall . Dort bilden die Stege 9 der j eweiligen Stegstruktur 7 hexagonale Stegzwischenräume 18 in Form von Waben aus . Bei dem Beispiel der Figur 17 sind die Stegzwischenräume 18 hingegen in Form von dreiecks förmigen Waben ausgebildet . In beiden diesen Ausgestaltungen sind j eweils mehrere Stegzwischenräume 18 entlang einer Sekante in Bezug auf einen Umfang der Stegstruktur 7 aufgereiht , wobei die Stegzwischenräume 18 durch die j eweil igen Stege 9 der Stegstruktur 7 voneinander separiert sind .
Bei den Beispielen der Figuren 6- 9 bildet j eweils eine der Stegstrukturen 7 wabenförmige Freiräume 18 aus , während die andere der beiden Stegstrukturen 7 gerade längliche Schlitze 26 ausbildet . Die Figuren 6-7 zeigen dabei eine j eweilige Ansicht j eweils von oben auf die obere Stegstruktur 7 , die geradlinig verlaufende Stege 9 aufweist . Die Figuren 8 und 9 zeigen hingegen Ansichten von unten auf die untere Stegstruktur 7 , deren Stege 9 ein hexagonales Gitter ausbilden . Wie anhand der Koordinatensysteme in den Figuren 4 , 5 und 6 aber auch in den Figuren 22 und 23 ersichtlich ist , kann die besagte Werkzeugtrennebene 11 als eine XY-Ebene aufgefasst werden, wobei diese Ebene das Einsetzteil 6 in die beiden Stegstrukturen 7 unterteilt . Bei den Beispielen der Figuren 22 und 23 sind dabei die beiden Stegstrukturen 7 in Bezug auf die Werkzeugtrennebene 11 j eweils streng symmetrisch ausgebildet , aber nicht kongruent . Beispielsweise erkennt man an den Figuren 14 und 23 , die dasselbe Einsetzteil 6 zeigen, dass durch die zwischen den Stegen 9 bestehenden Stegzwischenräume 18 eine Viel zahl an Durchgangskanälen 16 gebildet sind, die in der Strömungsrichtung 31 (vergleiche Figur 2 ) ausgerichtet und durch die j eweil igen Stege 9 begrenzt sind . Es ist aber auch erkennbar, dass das untere hexagonale Gitter, welches durch die Stege 9 der unteren Stegstruktur 7 gebildet ist , gerade die Stegzwischenräume 18 unterteilt , die von der oberen hexagonalen Stegstruktur 7 ausgebildet werden . Daher ist auch die Durchgangs fläche der j eweiligen Durchgangskanäle 16 kleiner als der j eweilige Stegzwischenraum 18 , der durch die obere Stegstruktur 7 ausgebildet wird .
Wie man gut in den Figuren 22 und 23 erkennt , sind bei diesen Ausgestaltungen j eweiligen Stege 9 der beiden Stegstrukturen 7 des j eweiligen Einsetzteil 6 so ausgebildet , dass diese Seitenflächen 17 ausbilden, die koaxial zueinander verlaufen, nämlich entlang der Strömungsrichtung 31 . Diese Richtung kann gerade der Einsatzrichtung 14 entsprechen, mit welcher das j eweilige Einset zteil 6 in den Aufnahmeraum 4 des Strahlreglers 1 eingesetzt wird (vergleiche Figur 2 und Figur 3 ) .
Figur 5 zeigt weitere Details der Stapelanordnung 13 von insgesamt drei Einsetzteilen 6 , die in dem Aufnahmeraum 4 des Strahlreglers 1 der Figur 3 eingesetzt werden können . Hierbei sind die Einset zteile 6 erkennbar identisch ausgebildet , d . h . sie wurden mit demselben Spritzgusswerkzeug hergestellt . Es ist ferner zu erkennen, dass die j eweiligen oberen
Stegstrukturen 7 der drei Einsetzteile 6 nicht fluchten .
Ursächlich ist hierfür, dass die drei Einsetzteile 6 j eweils relativ zueinander um einen Winkel a = 30 ° um die Einsetzrichtung 14 verdreht angeordnet sind .
Eine ähnliche Situation ist auch nochmals in Figur 19 illustriert , wobei hier die rechte I llustration eine Aufsicht von oben auf die Stapelanordnung 13 zeigt und wobei dort der Winkel a = 45 ° beträgt . Obwohl j edes der drei Einsetzteile 6 j eweils Durchgangskanäle 16 ausbildet , die eine quadratische Fläche als Querschnitt aufweisen, ist in Figur 19 gut zu erkennen, dass aufgrund der relativen Rotation der Einsetzteile 6 zueinander der ungehindert von Wasser durchströmbare Querschnitt der Stapelanordnung 13 kleiner ist und einen dreiecks förmigen Querschnitt zeigt .
Wie die Figuren 20 und 21 illustrieren, können in einer Stapelanordnung 13 auch unterschiedlich ausgestaltete j eweils erfindungsgemäße Einsetzteile 6 verwendet werden, die unterschiedliche Stegstrukturen 7 ausbilden . Beispielsweise wurden in Figur 20 zwei Einsetzteile 6 mit hexagonalen Stegstrukturen 7 mit einem dazwischenliegenden Einsetzteil 6 mit schlitz förmigen Stegstrukturen 7 kombiniert .
Bei allen Stapelanordnungen 13 der Figuren 18-21 werden j edoch die Durchgangskanäle 16 , die beispielsweise von dem obersten Einsetzteil 6 ausgebildet werden, zumindest teilweise durch eine Stegstruktur 7 eines darunter liegenden Einsetzteils 6 der Stapelanordnung 13 (bezogen auf die Einsatzrichtung 14 bzw . die Strömungsrichtung 31 ) verdeckt . Gerade anhand der Figur 13 ist gut nachvoll ziehbar, dass eine solche Verdeckung insbesondere durch einen Verzweigungspunkt 35 zweier Stege gegeben sein kann, wobei diese Stege 9 dann zu ein und derselben Stegstruktur 7 gehören . Es ist aber auch möglich, dass die Verdeckung gerade durch Berührungspunkte 12 bzw .
Berührt lachen 32 ausgebildet wird, die zwischen zwei Stegstrukturen eines Einsetzteils 6 der Stapelanordnung 13 bestehen . Bezogen auf die gesamte Stapelanordnung 13 ist somit in den Beispielen der Figuren 13 und 18-21 die j eweilige Querschnitts fläche , die von einem Durchgangskanal 16 des obersten Einsetzteil 6 eingenommen wird, in axialer Richtung von Wasser nicht vollständig durchströmbar . Durch diese Ausgestaltungen wird eine ef fi ziente Homogenisierung des Wasserstrahls erreicht , der die Stapelanordnung 13 durchströmt .
Wie anhand der Figuren 18-21 sowie 11- 13 gut nachvoll zogen werden kann, sind in den j eweiligen Stapelanordnung 13 die Einsetzteile 6 mittels Ausrichtungshäl ften 15 zueinander ausgerichtet . Die Ausrichtungshäl ften 15 grei fen dabei in der Einsatzrichtung 14 ineinander und geben so den relativen Drehwinkel a vor , der zwischen zwei benachbarten Einsetzteilen 6 besteht . Die Ausrichtungshil fen 15 sind dabei einstückig mit der j eweiligen Stegstruktur 7 ausgebildet , und zwar in Form von axialen und zueinander korrespondierenden Vorsprüngen 21 und Ausnehmungen 22 .
Wie etwa in Figur 5 oder auch in Figur 12 gut zu erkennen ist , fluchten dabei die Vorsprünge 21 , die an einem Einsetzteil 6 der oberen bzw . unteren Ebene 8 ausgebildet sind . Gleiches gilt für die Ausnehmungen 22 . Dadurch wird erreicht , dass die Ausrichtungshil fen 15 invariant ausgestaltet sind in Bezug auf eine Rotation des Einsetzteils 6 um 180 ° um eine x-Achse , die in der j eweiligen Werkzeugtrennungsebene 11 liegt (= „Flippen" des Einset zteils ) . Bei dem obersten Einsetzteil 6 der Figur 12 ist beispielswei se eine obere und eine untere Ausrichtungshil fe 15 ausgebildet , die in Bezug auf die Eintrittsrichtung 14 zueinander fluchten . Bei dem Beispiel der Figur 13 und dem der Figur 6 sind mindestens vier Ausrichtungshil fen 15 in Form von axialen Vorsprüngen 21 ausgebildet , die entlang des Umfangs gleichmäßig verteilt sind, wodurch ein relativer Drehwinkel von a = 45 ° vorgegeben wird . Bei dem Beispiel der Figur 5 sind hingegen bereits mindestens sechs solcher Ausrichtungshil fen 15 vorgesehen, wodurch ein relativer Drehwinkel von a = 30 ° vorgegeben wird .
Wie das Beispiel der Figur 5 zeigt , wo die drei Einsetzteile 6 j eweils identisch zueinander ausgebildet sind, grei ft dort ein j eweiliges unteres axiales Profil 23 des Einsetzteils 6 (vergleiche Figur 4 , Figur 22 und Figur 15 ) in ein j eweiliges oberes axiales Profil 24 des darunter liegenden Einsetzteils 6 . In Figur 5 grei ft somit der j eweilige Vorsprung 21 in die korrespondierend ausgestaltete Ausnehmung 22 des benachbarten Einsetzteils 6 ein . Durch dieses Eingrei fen werden die beiden Einsetzteile 6 relativ zueinander um den gewünschten Winkel a zueinander positioniert . Alle der in Figur 5 gezeigten Einsetzteile 6 wurden dabei mit demselben Spritzgusswerkzeug hergestellt .
Anhand der Figur 15 kann gut nachvoll zogen werden, dass die Stegstrukturen 7 des dort gezeigten Einsetzteils 6 so symmetrisch zueinander ausgebildet sind, dass sie durch zwei symmetrische Trans formationen ineinander überführt werden können . Wird bei spielsweise das gezeigte Einsetzteil 6 geflippt , indem die obere Stegstruktur 7 (bzw . das gesamte Einsetzteil 6 ) um 180 ° um eine x-Achse rotiert wird, die in der Werkzeugtrennebene 11 liegt , so werden die beiden Stegstrukturen 7 in ihrer j eweiligen Position ausgetauscht . Wird dann anschl ießend das Einsetzteil 6 zusätzlich noch um einen Winkel von cp = 90 ° um die z-Achse rotiert , die senkrecht auf der Werkzeugtrennebene 11 steht , so ist der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt , weil dann die j eweiligen Stege 9 in der ursprünglichen Richtung verlaufen .
Bei dem Beispiel der Figur 14 wäre eine ähnliche Trans formation möglich, weil auch das dortige Einsetzteil 6 , bzw . dessen Stegstrukturen 7 , symmetrisch zueinander ausgebildet sind . Um aber dort die obere Stegstruktur 7 in die untere Stegstruktur 7 zu überführen, muss nach Rotation um 180 ° um die x-Achse nicht erneut um die z-Achse rotiert werden, sondern es muss das j eweilige Gitter/die Stegstruktur 7 entlang der y-Achse verschoben werden, wie anhand der oberen rechten Darstellung in Figur 14 nachvoll zogen werden kann .
Auch bei dem Beispiel der Figur 10 sind die beiden Stegstrukturen 7 auf diese Art und Weise symmetrisch zueinander ausgebildet . Wie die Blockpfeile andeuten, muss dort aber nach Rotation um 180 ° um die x-Achse zunächst entlang der x-Achse und anschließend entlang der y-Achse verschoben werden, um die j eweilige Stegstruktur 7 in die benachbarte Stegstruktur 7 zu überführen .
Der technische Vorteil solcher symmetrischen Ausgestaltungen der Stegstrukturen 7 erhellt sich anhand der Figur 5 , denn dort ist ersichtlich, dass auch dann, wenn eines der dort gezeigten Einset zteile 6 versehentlich in falscher Orientierung eingelegt wird ( also rotiert um 180 ° um die x- Achse ) die gewünschte Ausrichtung der Stegstrukturen 7 dennoch erzielt werden kann, nämlich durch einfache Rotation des Einsetzteils 6 um einen notwendigen Winkel cp um die z-Achse .
Die Figur 24 illustriert die Ausbildung von Guss fähnchen an Kanten von Stegen 9 einer Stegstruktur 7 . Zu sehen ist ein Querschnitt entlang der x-Achse durch die beiden Stegstrukturen 7 eines erfindungsgemäßen Einsetzteils 6 , wobei die j eweiligen Stege 9 der oberen und der unteren Stegstruktur 7 erkennbar keinerlei Überlappung in z-Richtung zeigen und somit durch die Werkzeugtrennebene 11 voneinander separiert sind. Es ist bekannt, dass sich in der Werkzeugtrennebene 11 Gussfähnchen 41 bilden können, wenn das Spritzgussmaterial zwischen die Werkzeugteile 33, 34 (vgl. Fig. 28) gepresst wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Werkzeugtrennebene 11 auf Höhe des Übergangs zwischen den beiden Stegstrukturen 7 hat den Vorteil, dass die Gussfähnchen 41 gleichmäßig beabstandet zu den beiden Außenseiten 43 der Stegstrukturen 7 angeordnet ist. Somit ist eine Position dieser Gussfähnchen 41 unabhängig von der Orientierung oben-unten, mit der ein Einsetzteil 6 eingelegt oder zum Gebrauch positioniert wird. In Figur 24 ist zudem gut zu sehen, dass die beiden Stegstrukturen (oberhalb und unterhalb der Werkzeugtrennebene 11) jeweils überall von der Werkzeugtrennebene 11 wegweisende nicht-zunehmende Querschnitte aufweisen. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Querschnitt in der jeweiligen Richtung ( + /- z-Richtung) gleichbleibend; er könnte sich aber auch beispielsweise verjüngen, da auch dann eine Entformung des Einsetzteils 6 noch möglich wäre.
Ein Blick auf die Fig. 32, die ein Einsetzteil aus dem Stand der Technik zeigt, offenbart hingegen, dass eine solche mittige Ausbildung der Gussfähnchen 41 (wie in Figur 24) dort (in Figur 32) nicht möglich ist, da die Werkzeugteile 33, 34 die Stege nicht hintergreifen können, da die Stegstrukturen entformbar bleiben müssen.
Die Figur 28 zeigt zwei Werkzeugteile 33 und 34 in Form zweier Werkzeughälften eines Spritzgusswerkzeugs, mit dem ein erfindungsgemäßes Einsetzteil 6 hergestellt werden kann. Hierzu werden die beiden Werkzeughälften in der gezeigten Entformungsrichtung 30 (= z-Richtung - Vgl. Figur 29) aufeinander zu bewegt, um eine Kavität zu definieren und in umgekehrter Richtung auseinander bewegt, um das sprit zgegossene Einsetzteil 6 zu entformen. Wie in der Schnittansicht zu sehen ist, erstreckt sich das Einsetzteil 6 von der Werkzeugtrennebene 11 aus, die als xy-Ebene (Vgl . Figur 29) die beiden Werkzeugteile 33 und 34 voneinander separiert, nach oben und nach unten in die jeweiligen Werkzeughälften 33, 34 hinein bzw. in die Halbräume, in der diese Werkzeughälften 33, 34 liegen. Die Werkzeughälften bilden dabei entsprechende Ausnehmungen aus, die als Negativ jeweils die Form der oberen beziehungsweise unteren Hälfte des Einsetzteils 6 vorgeben.
Wie durch den Vergleich der Figuren 29 und 30 zu sehen ist, wird die untere Stegstruktur 7, die in Figur 28 und 29 unterhalb der Werkzeugtrennebene 11 liegt, ausschließlich durch die untere Werkzeughälfte 34 vorgegeben. Denn nur die Werkzeughälfte 34 weist eine entsprechende Ausnehmung 42 in Form von in y-Richtung verlaufenden Riefen auf (Vgl. Figur 29) , die die in y-Richtung verlaufenden Stege 9 der unteren Stegstruktur 7 des Einsetzteils 6 definieren (Vgl. Figur 30) . Dies ist auch daran erkennbar, dass die oberen Flächen der Stege 9 der unteren Stegstruktur 7 bündig mit der Oberfläche der unteren Werkzeughälfte 34 abschließen, d.h. diese Flächen liegen in der in Figur 29 illustrierten xy-Ebene. Beim Spritzguss werden diese Flächen der unteren Stege 9 durch die in der Werkzeugtrennebene 11 liegende Oberfläche der oberen Werkzeughälfte 33 lediglich begrenzt, die in diesen Bereichen plan ausgestaltet ist. Mit anderen Worten ist es mit den Werkzeugteilen 33, 34 möglich, jeweils eine der Stegstrukturen 7 ohne die jeweils andere Stegstruktur 7 auszubilden, indem das jeweilige Werkzeugteil 33, 34 mit einer ebenen Platte abgedeckt wird. Die Platte zeigt in diesem (gedanklichen) Beispiel die Werkzeugtrennebene 11 an.
Anhand der Figur 31 (die die gleiche Situation zeigt wie in
Figur 30, wobei lediglich der Schnitt in negativer y-Richtung um etwa einen halben Stegabstand verschoben ist ) ist ersichtlich, das s die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 , die in x-Richtung verlaufen, allesamt oberhalb der Werkzeugtrennebene 11 liegen und somit ausschließlich durch die obere Werkzeughäl fte 33 definiert sind . Auch wenn dies nicht illustriert ist , ist einfach vorstellbar, dass die obere Werkzeughäl fte 33 somit entsprechende Riefen aufweist , die in x-Richtung verlaufen, um die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 zu definieren, insbesondere deren genaue Lage in der xy-Ebene . Lediglich die ( in Figur 31 nicht zu sehenden) unteren Stegoberflächen der Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 , die zur Werkzeugtrennebene 11 ausgerichtet sind (Vgl . etwa auch Figur 22 oder 23 ) , werden durch die ( zum Einsetzteil ausgerichtete ) Oberfläche der unteren Werkzeughäl fte 34 begrenzt . Mit anderen Worten liegen somit die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 auf der ( in Figur 31 schraf fierten) Oberfläche der unteren Werkzeughäl fte 34 auf , die in der Werkzeugtrennebene 11 liegt . Die ( gedachten) Berührf lächen 32 , an welchen sich die Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 mit den Stegen 9 der unteren Stegstruktur 7 kreuzen liegen somit allesamt in der Werkzeugtrennebene 11 . Die obere Stegstruktur 7 , genauer deren Stege 9 , überschreitet aber nicht die Werkzeugtrennebene 11 nach unten, ragt also nicht in den Halbraum hinein, der von der unteren Werkzeughäl fte 34 eingenommen wird .
Figur 33 zeigt eine analoge Situation wie Figur 31 , wobei nun die obere Werkzeughäl fte 33 illustriert ist , wobei der Längsschnitt erneut wie bereits in Figur 31 durch das Zentrum des Einsetzteils 6 verläuft . Figur 34 zeigt eine gleichen Schnitt durch die obere Werkzeughäl fte 33 , allerdings verläuft dort der Längsschnitt dezentral . Zu sehen ist in Figur 33 (wie bereits in Figur 31 ) auch das bereits fertig spritzgegossene Einsetzteil 6 , nach dem Trennen der beiden Werkzeughäl ften 33 , 34 und dem Entfernen der unteren Werkzeughäl fte 34 . In Figur 34 ist hingegen nur die obere Werkzeughäl fte 34 ohne Einsetzteil 6 ge zeigt , sodass der Blick freigegeben ist auf die Ausnehmungen 42 in der Werkzeughäl fte 34 , die die Form der Stege 9 der oberen Stegstruktur 7 des Einsetzteils 6 vorgeben . Wie zu erkennen ist , verlaufen alle diese Ausnehmungen 42 in der x-Richtung; Ausnehmungen, die die untere Stegstruktur 7 definieren könnten, fehlen hingegen . Die dunkel dargestellte kleinere Ansicht in Figur 34 zeigt ebenfalls die obere Werkzeughäl fte 33 an selber dezentraler Stelle geschnitten (vergleiche die gepunktete Linie in der Ansicht oben rechts ) , j edoch mit dem noch in der Werkzeughäl fte befindlichen Einsetzteil 6 ; die in negativer z-Richtung aus der oberen Werkzeughäl fte 33 hervorstehenden und in y-Richtung verlaufenden Stege 9 der unteren Stegstruktur 7 , die durch die (nicht gezeigte ) untere Werkzeughäl fte 34 definiert werden, sind in der kleineren dunklen Ansicht gut zu erkennen .
Im Gegensatz hierzu ist in Figur 32 ein Beispiel eines aus dem Stand der Techni k, genauer aus WO 2021 123065 Al , vorbekannten Einsetzteils gezeigt , welches einen Gitterrost ausbildet . Wie anhand der Detai lansicht ersichtlich ist , insbesondere anhand des Blockpfeils , ragen dort die Stege der oberen Stegstruktur gerade in den Halbraum hinein, der von den Stegen der unteren Stegstruktur eingenommen wird . D . h . bei diesem Einsetzteil sind die beiden Stegstrukturen ( die j eweils in x- bzw . in y- Richtung verlaufende Stege aufweisen) gerade nicht durch eine Ebene voneinander getrennt beziehungsweise separierbar, sondern die Stegstrukturen des Gitters zeigen ein Überlappung ( in z-Richtung) . In Figur 32 gibt es somit keine Lage einer xy-Trennebene , die es ermöglicht , die beiden Stegstrukturen voneinander zu separieren . In Figur 31 ist dies hingegen gerade die xy-Ebene , die mit der Werkzeugtrennebene 11 zusammenfällt . Zusammenfassend wird zur vereinfachten Herstellung eines Einsetzteils 6, welches zwei Stegstrukturen 7 aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Stegen 9 ausbilden, vorgeschlagen, dass das Einsetzteil 6 so durch einen Gießprozess hergestellt wird, dass sich die beiden Stegstrukturen 7 zwar in jeweiligen Berührf lachen 32 berühren, aber dennoch durch eine Werkzeugtrennebene 11 voneinander separiert bleiben. Dies hat den Vorteil, dass die jeweilige Außenkontur der Stege 9 der jeweiligen Stegstruktur 7 ausschließlich mit einem jeweiligen Werkzeugteil 33/34 definiert werden kann, ohne dass sich ein Versatz des jeweils anderen Werkzeugteils 34/33 auf die Formgebung der Stege 9 negativ auswirkt.
/ Bezugszeichenliste
Bezugszeichenliste Strahlregler Zerlegereinheit Auslaufeinheit Aufnahmeraum (zwischen 2 und 3 angeordnet) Gehäuse (umgibt 4) Einsetzteil (eingesetzt in 4) Stegstruktur (gedachte) Ebene Steg (ausgebildet von 7) Werkzeugtrennlinie Werkzeugtrennebene Berührungspunkt Stapelanordnung (axiale) Einsetzrichtung Ausrichtungshilfe Durchgangskanal (gebildet durch 7) Stegseitenflächen (von 9) Stegzwischenraum nach innen gerichtete Stegoberflächen Radialebene Vorsprung Ausnehmung unteres axiales Profil (von 6) oberes axiales Profil (von 6) Anspritzpunkt Schlitz Spritzgussteil Umfang Querverbindung (zwischen 9) Entformungsrichtung Strömungsrichtung Berührfläche erstes Werkzeugteil (insbesondere erste Werkzeughälfte) zweites Werkzeugteil (insbesondere zweite Werkzeughälfte) 35 Verzweigungspunkt (zwischen 7)
36 Wendepunkt
37 Sanitärarmatur
38 O-Ring 39 Vorsatzsieb
40 Mengenregler
41 Gussfähnchen
42 Ausnehmung (in 33/34 zur Definition von 7)
43 Außenseite von 7

Claims

Ansprüche Einsetzteil (6) , insbesondere zum Einsetzen in einen Aufnahmeraum (4) eines Strahlreglers (1) ,
- wobei das Einsetzteil (6) entlang einer Strömungsrichtung (31) von Wasser durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Einsetzteil (6) aus zwei Stegstrukturen (7) zusammengesetzt ist, die in zwei übereinander liegenden Ebenen (8) angeordnet sind und die jeweils eine Vielzahl an Stegen (9) aufweisen, und
- dass die zwei Stegstrukturen (7) jeweils durch eine Werkzeugtrennebene (11) voneinander getrennt sind. Einsetzteil (6) nach Anspruch 1,
- wobei sich die Stege (9) der oberen Stegstruktur (7) mit den Stegen (9) der unteren Stegstruktur (7) an
Berührf lachen (32) kreuzen,
- insbesondere wobei sich Stege (9) derselben Stegstruktur (7) an Verzweigungspunkten (35) verzweigen, und/oder
- wobei an Berührungspunkten (12) der beiden Stegstrukturen (7) die jeweiligen Stege (9) in einem Kreuzungswinkel ß zueinander verlaufen. Einsetzteil (6) nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei der Kreuzungswinkel ß so bemessen ist, dass ein Flächeninhalt einer jeweiligen Berührfläche (32) der sich kreuzenden Stege (9) in der Werkzeugtrennebene (11) höchstens das Dreifache des Quadrats einer Breite des jeweiligen Stegs (9) , gemessen quer zu einer Verlaufsrichtung des Stegs (9) , beträgt. und/ oder
- wobei für den Kreuzungswinkel ß gilt: ß > 20°, vorzugsweise und ß < 90°. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
- wobei die wenigstens zwei Stegstrukturen (7) des Einsetzteils (6)
- einstückig miteinander verbunden beziehungsweise ausgebildet sind und/ oder
- als ein Spritzgussteil (27) gefertigt sind,
- insbesondere unter Verwendung zweier Werkzeugteile (33, 44) , insbesondere zweier Spritzgusswerkzeughälften, die in der Werkzeugtrennebene (11) aufeinanderstoßen. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei das Einsetzteil (6) wenigstens eine Stegstruktur
(7) aufweist deren Stege (9) , zumindest teilweise, nichtparallel, insbesondere in Winkeln von weniger als 90°, zueinander verlaufen,
- vorzugsweise und somit Verzweigungspunkte (35) ausbilden . Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei wenigstens eine der beiden Stegstrukturen (7) Stege (9) aufweist, die in der besagten Ebene (8) einen S-förmigen Verlauf zeigen, insbesondere mit zwei Wendepunkten (36) . Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die beiden Stegstrukturen (7) , aus denen das Einsetzteil (6) zusammengesetzt ist, unterschiedliche Arten von Stegzwischenräumen (18) ausbilden,
- insbesondere als längliche Schlitze (26) in einer oberen Ebene (8) und als wabenförmige Freiräume (18) in einer unteren Ebene (8) . Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die besagte Werkzeugtrennebene (11) eine xy-Ebene ist und das Einsetzteil (6) in die beiden Stegstrukturen (7) unterteilt, und/oder
- wobei die beiden Stegstrukturen (7) in Bezug auf die Werkzeugtrennebene (11) , insbesondere streng, symmetrisch zueinander ausgebildet sind. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Stegstrukturen (7) so symmetrisch zueinander ausgebildet sind, dass die beiden Stegstrukturen (7) durch eine gedachte Rotation um 180° um eine in der Werkzeugtrennebene (11) liegende x-Achse und
- durch Rotation um einen Winkel cp um eine senkrecht zur Werkzeugtrennebene (11) ausgerichtete z-Achse und/ oder
- durch Verschiebung entlang einer in der Werkzeugtrennebene (11) liegenden y-Achse und/oder entlang der x-Achse ineinander überführbar sind. Einsetzteil (6) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Winkel cp = 360°/N als eine ganzzahlige Teilung von 360° gebildet ist, insbesondere mit cp = 90° oder cp = 120°. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die zwei Ebenen (8) jeweils radial beziehungsweise senkrecht ausgerichtet sind in Bezug auf die Strömungsrichtung (31) und/oder
- wobei sämtliche zur Werkzeugtrennebene (11) ausgerichteten Stegoberflächen (19) der Stege (9) einer jeden Stegstruktur (7) in einer jeweiligen Radialebene (20) in Bezug auf die Strömungsrichtung (31) liegen,
- vorzugsweise wobei diese Stegoberflächen (19) planar ausgebildet sind und in der Werkzeugtrennebene (11) liegen . Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei wenigstens eine, insbesondere beide, der Stegstrukturen (7) zwischen den Stegen (9) angeordnete, insbesondere hexagonale oder dreiecksförmige, Stegzwischenräume (18) in Form von Waben ausbildet /ausbilden,
- vorzugsweise wobei sich mehrere solcher wabenförmigen Stegzwischenräume (18) entlang einer Sekante in Bezug auf einen Umfang der Stegstruktur (7) aufreihen und durch jeweilige Stege (9) voneinander separiert sind. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die jeweiligen Stege (9) der beiden Stegstrukturen (7) jeweils axial in einer Einsetzrichtung (14) des Einsetzteils (6) ausgerichtete Seitenflächen (17) ausbilden, die koaxial zueinander verlaufen, und/ oder
- dass durch zwischen den Stegen (9) bestehende Stegzwischenräume (18) Durchgangskanäle (16) gebildet sind, die in der Strömungsrichtung (31) ausgerichtet und durch die Stege (9) begrenzt sind,
- besonders bevorzugt wobei die Stege (9) der beiden Stegstrukturen (7) des jeweiligen Einsetzteils (6) so zueinander angeordnet sind, dass die Durchgangskanäle (16) des jeweiligen Einsetzteils (6) in der Strömungsrichtung (31) geradlinig und/oder drallfrei verlaufen. Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei beide Stegstrukturen (7) jeweils überall von der Werkzeugtrennebene (11) wegweisende nicht-zunehmende, insbesondere gleichbleibende oder sich verjüngende, Querschnitte aufweisen. Strahlregler (1) mit - einer Zerlegereinheit (2) und einer
Auslaufeinheit (3) und einem dazwischen ausgebildeten Aufnahmeraum (4) , der von einem Gehäuse (5) umgeben ist,
- wobei in dem Aufnahmeraum (4) wenigstens ein von Wasser durchströmbares Einsetzteil (6) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das wenigstens eine Einsetzteil (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist. Strahlregler (1) nach Anspruch 15,
- wobei in dem Aufnahmeraum (4) wenigstens zwei der Einsetzteile (6) in einer Stapelanordnung (13) in einer axialen Einsetzrichtung (14) übereinander angeordnet sind,
- vorzugsweise wobei die wenigstens zwei Einsetzteile (6) gleichartig oder identisch zueinander ausgebildet sind und/ oder
- relativ zueinander um einen Winkel a um die Einsetzrichtung (14) verdreht angeordnet sind und/oder
- wobei der Aufnahmeraum (4) bei eingesetztem Einsetzteil
(6) ausschließlich durch Durchgangskanäle (16) durchströmbar ist, die von dem wenigstens einen Einsetzteil (6) ausgebildet werden. Strahlregler (1) nach Anspruch 15 oder 16,
- wobei der Strahlregler (1) ein Einsetzteil gemäß Anspruch 10 aufweist und
- wobei gilt a = cp/2, also insbesondere
- a = 45° mit cp = 90° oder beispielsweise
- a = 60° mit cp = 120° . Strahlregler (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
- wobei axial in der Einsetzrichtung (14) ausgerichtete Durchgangskanäle (16) , die von einem der Einsetzteile (6) ausgebildet werden, zumindest teilweise, durch eine
Stegstruktur (7) eines benachbarten Einsetzteils (6) der Stapelanordnung (13) , insbesondere durch einen Verzweigungspunkt (35) zweier Stege (9) einer der Stegstrukturen (7) , bezogen auf die Einsetzrichtung (14) verdeckt sind, und/oder
- wobei axial in der Einsetzrichtung (14) ausgerichtete Durchgangskanäle (16) , die von einem der Einsetzteile (6) ausgebildet werden, in der Stapelanordnung (13) auf einen Berührungspunkt (12) der beiden Stegstrukturen (7) eines benachbarten Einsetzteils (6) der Stapelanordnung (13) treffen,
- insbesondere sodass, bezogen auf die gesamte Stapelanordnung (13) , eine von einem jeweiligen Durchgangskanal (16) eigenommene Querschnittsfläche nicht vollständig in axialer Richtung von Wasser durchströmbar ist . Strahlregler (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
- wobei die wenigstens zwei Einsetzteile (6) mittels jeweiliger Ausrichtungshilfen (15) , die in der Einsetzrichtung (14) ineinander eingreifen, in Bezug auf einen relativen Drehwinkel a um die Einsetzrichtung (14) zueinander ausgerichtet sind,
- vorzugsweise wobei die jeweiligen Ausrichtungshilfen
(15) einstückig mit der jeweiligen Stegstruktur (7) ausgebildet sind, besonders bevorzugt in Form von axialen und zueinander korrespondierenden Vorsprüngen (21) und Ausnehmungen (22) . Strahlregler (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
- wobei an wenigstens einem der Einsetzteile (6) obere und untere Ausrichtungshilfen (15) ausgebildet sind, die in Bezug auf eine Einsetzrichtung (14) zueinander fluchten. Strahlregler (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
- wobei mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, Ausrichtungshilfen (15) entlang eines Umfangs eines der wenigstens zwei Einsetzteile (6) ausgebildet sind, die axial in dieselbe Richtung zeigen, vorzugsweise und gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt sind,
- insbesondere sodass der relative Drehwinkel a höchstens 45°, insbesondere höchstens 30°, beträgt. Strahlregler (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
- wobei jedes der wenigstens zwei Einsetzteile (6) mit einer identischen Kopie seiner selbst in einer kompakten Stapelanordnung (13) anordenbar ist, in welcher ein unteres axiales Profil (23) des Einsetzteils (6) in ein oberes axiales Profil (24) des Einsetzteils (6) eingreift, wobei in einer solchen Stapelanordnung (13) die beiden verwendeten identischen Einsetzteile (6) relativ zueinander um einen Winkel a um eine Einsetzrichtung (14) verdreht angeordnet sind. Strahlregler (1) nach einem der der Ansprüche 15 bis 22,
- wobei die wenigstens zwei Einsetzteile (6) alle identisch zueinander ausgeformt sind und/oder mit jeweils den gleichen beiden Spritzgusswerkzeughälften gefertigt worden sind. Verfahren zur Herstellung eines Einsetzteils (6) , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder zum Einsetzen in einen Aufnahmeraum (4) eines Strahlreglers (1) , insbesondere gemäß einem der Ansprüche 15 bis 23,
- wobei das Einsetzteil (6) als ein Gussteil, insbesondere mittels Spritzgießen, hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Einsetzteil (6) aus zwei Stegstrukturen (7) zusammengesetzt ist, die in zwei übereinander liegenden Ebenen (8) angeordnet sind und die jeweils eine Vielzahl an Stegen (9) ausbilden, und
- dass ein erstes Werkzeugteil (33) benutzt wird, um eine erste der beiden Stegstrukturen (7) beim Gießen auszuformen, während eine zweite der beiden Stegstrukturen (7) nur mit einem zweiten Werkzeugteil (34) beim Gießen ausgeformt wird.
/ Zusammenfassung
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