CZ29913U1 - Sanitární souprava s brzděným sklápěním - Google Patents

Description

Sanitární souprava s brzděným sklápěním

Oblast techniky

Technické řešení se v obecné rovině týká sanitární soupravy skládající se z toaletního prkénka, krytu toaletní místy, toaletní mísy a magnetických prvků, které zajišťují správnou funkci sanitární soupravy. Specificky se pak týká sanitární soupravy, která obsahuje magnetické spoje a umožňuje pomalé sklápění toaletního prkénka.

Dosavadní stav techniky

Dosud je ve stavu techniky známo několik technických řešení, která využívají magnetickou sílu pro vzájemné spojování dílů. Zejména se pak jedná o řešení popsaná v patentových spisech US 2009/064402, FR 2915667, EP 2861118, WO 2008/065272, JP 2011167238 a US 4561130.

Tato technická řešení do jisté míry řeší systém spojení toaletního prkénka, krytu toaletní mísy a toaletní mísy za použití magnetických prvků, avšak neumožňují brzděné sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy. Pomalé sklápění je velice důležité, jelikož toto řešení zajišťuje bezhlučné používám' sanitárního setu a také brání poškození sanitárního setu zejména tím, že při sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy nedochází k nárazům a tím nevzniká možnost odštípnutí či poničení keramické toaletní mísy či uvolnění magnetických prvků soustav.

Technické řešení popsané v FR 2915667 do jisté míry řeší pomalé sklápění toaletního prkénka, avšak toto řešení je založeno na externí odnímatelné mechanické brzdě, která je konstrukčně složitá a zejména svou externí konstrukcí potlačuje zásadní výhody použití magnetického spoje v sanitární soupravě, tzn. snadné čištění a absenci vnějších prvků, které se mohou zanášet usazeninami.

Také je známo řešení pomalého sklápění pro konvenční sanitární sety, které mají klasické panty, jako jsou například řešení známá zDE 3718705 či US 6009568, která se zaměřují na brzdiče pantů u sanitární soupravy.

Úkolem tohoto technického řešení je nalezení nové konstrukce sanitární soupravy, sestávající z toaletního prkénka, krytu toaletní mísy a toaletní mísy a magnetických spojů tak, aby bylo možno snadno toaletní prkénko i kryt toaletní mísy, a to každý samostatně, odejmout a snadno nasadit pouhým oddálením a přiblížením, přičemž toaletní prkénko i kryt toaletní mísy jsou při zavírání brzděny v rámci technického řešení bez použití externího brzdícího mechanismu, který by bránil snadnému čištění a byl by náchylný ke korozi a opotřebení.

Podstata technického řešení

Uvedený úkol řeší a nedostatky stavu techniky do značné míry odstraňuje sanitární souprava s brzděným sklápěním sestávající z toaletní mísy a otočných prvků v podobě toaletního prkénka a krytu toaletní mísy, kde toaletní prkénko a kryt toaletní mísy jsou k horní straně toaletní mísy připojeny kolem vodorovné osy otočnými smykovými spoji tvořenými magnety, jejíž podstata spočívá v tom, že styčné plochy otočných prvků a toaletní mísy jsou vytvořeny z materiálů se zvýšeným součinitelem smykového tření.

Smykové tření je za mírných rychlostí (0,5 - 5 m/s) nezávislé na rychlosti i na velikosti styčné plochy. Třecí síla závisí jen na tlakové síle kolmé k podložce, tzv. normálové síle, a dále na materiálu a jakosti styčných ploch. Jako reakce na ni se vytvoří síla N, která působí opačným směrem s působištěm v místě dotyku tělesa s podložkou. Závislost na materiálu a jakosti styčných ploch vyjadřujeme součinitelem smykového tření f, který je při běžných rychlostech stálý. Hodnota dynamického součinitele smykového tření se určuje měřením a liší se pro různé látky i různé typy styčných ploch, např. hladké, drsné atd. Zvýšený dynamický součinitel smykového tření v kombinaci spřídržnou sílou magnetického pole v případě sanitární soupravy přináší brzdící efekt při sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy, neboť zvětšuje tření styčných ploch spoje mezi krytem toaletní mísy a toaletní mísou, či toaletním prkénkem a toaletní mísou.

-1 CZ 29913 UI

Ve výhodném provedení bude toaletní prkénko a kryt toaletní mísy, či jeho část, kterou přiléhá k toaletní míse, či jejímu nástavci, vyrobena z materiálu tak, aby výsledný součinitel smykového tření materiálů styčných ploch spoje byl větší než 0,2. Mezi vhodné kombinace materiálů styčných ploch spoje otočných prvků a toaletní mísy mohou patřit měkčené plasty/měkčené plasty, plast/pryž, pryž/keramika apod. Zvýšení součinitele smykového tření je možné dosáhnout také jen povrchovou úpravou stávajícího materiálu, nejčastěji keramiky, např. polepením styčných ploch spoje, nebo nátěrem. Vhodného průběhu sklápění lze často dosáhnout při hodnotě součinitele smykového tření v rozmezí 0,6 až 1,3, principiálně může být ale hodnota součinitele smykového tření i vyšší, např. 1,5. Otočné prvky v podobě toaletního prkénka a krytu toaletní mísy mohou být vyrobeny z různých materiálů, např. z lehčího termoplastu, nebo z těžšího dřeva. V závislosti na hmotnosti otočných prvků je pak nutné optimalizovat sílu magnetického spoje, případně povrchovou materiálovou úpravu otočných prvků a toaletní mísy, abychom dosáhli požadovaného brzdícího efektu.

Otočné spoje mezi krytem toaletní mísy a toaletní mísou a mezi toaletním prkénkem a toaletní mísou tvořené magnety jsou smykové, kdy otočný prvek překoná statické dynamické tření a smykem se otáčí. Nedochází zde k odvalování, což je zajištěno zejména přídržnou silou magnetického spoje a v druhé řadě tvarem styčných ploch, kdy jsou vhodné styčné plochy na toaletní míse například ve tvaru L, kdy se otočné prvky se styčnými plochami ve tvaru U a toaletní mísa dotýkají každý jen ve dvou úsečkách, nebo styčné plochy na toaletní míse i otočných prvcích ve tvaru U.

Magnety otočného prvku a/nebo magnety toaletní mísy mohou mít výhodně tvar válce. V takovém případě je pak výhodné, když mají tyto magnety magnetizaci kolmou na podstavu válce. S výhodou jsou v toaletním prkénku a krytu toaletní mísy válcové magnety otočného prvku umístěny ve vodorovných dutinách při otočném spoji volně či na rotační ose a v těle toaletní mísy při horní hraně přilehlé magnetickému spoji je válcový magnet toaletní mísy umístěn fixně či otočně. Válcové magnety otočného prvku v toaletním prkénku a krytu toaletní mísy se mohou v dané dutině volně otáčet, aby při otevírání a zavírání bylo udržováno spojení a magnety se stále přitahovaly pól na pól. Magnety mohou mít také jiný tvar průřezu, např. elipsa. Ve výhodném provedení jsou použity NeFeB magnety.

Ve výhodném provedení může být toaletní mísa opatřena nástavcem, ve kterém jsou uspořádány dutiny pro magnety a na jehož povrchu jsou vytvořeny styčné plochy, který je připevněn k toaletní míse, např. skrz standardní montážní díly pro prkénko. Toto řešení je využitelné při výrobě sanitární soupravy bez nutnosti vyrábět novou formu na toaletní mísu nebo při aplikaci řešení dle tohoto technického řešení na stávající toaletní mísy.

Brzdící efekt při sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy může být ještě zdokonalen následujícími mechanismy.

První z nich spočívá v tom, že rotační osa válcového magnetu v toaletním prkénku i v krytu toaletní mísy je umístěna excentricky vůči jejich ose sklápění tak, že ve vertikální poloze toaletního prkénka a krytu toaletní mísy je odstup mezi válcovými magnety otočného prvku a toaletní mísy, které udržují toaletní prkénko a kryt toaletní mísy ve spojení s toaletní mísou, větší, než v jejich horizontální poloze. Výhodného průběhu brzdícího efektu je tak dosaženo tím, že při zavírání toaletního prkénka a krytu toaletní mísy vůči toaletní míse se díky přibližování válcových magnetů otočného prvku a toaletní mísy zvětšuje přídržná síla magnetického spoje. Jelikož velikost třecí síly je závislá na této přídržné síle, v průběhu zavírání se tak zvětšuje tření mezi krytem toaletní mísy a toaletní mísou, či toaletním prkénkem a toaletní mísou a toto tření zvyšuje požadovaný brzdící efekt. Vhodnou kombinací materiálů styčných ploch spoje ovlivňujících součinitel smykového tření, parametrů použitých magnetů a jejich vzdáleností je možné ovlivňovat průběh sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy a je možné dosáhnout zpomalení zavírání z 0,5-1 s (bez brzdění) na 5-10 s (s brzděním).

Druhý z nich spočívá v tom, že magnety umístěné na rotačních osách v toaletním prkénku i krytu toaletní mísy jsou spojeny s brzdičem. Brzdič (damper) je standardní součástka, která se dnes používá pro brzdění sklápění toaletního prkénka a krytu. Jedná se o součástku, která pracuje na

-2CZ 29913 UI principu buď mechanickém, tzn. pružina, či hydraulickém (píst), přičemž má tvar válce, z nějž vyčnívá brzděná osa. Pružina či hydraulický aparát uvnitř umožňují to, že v jednom směru je možné osou rotovat volně, v druhém směruje pohyb brzděn. V tomto technickém řešení je brzdič integrální součástí toaletního prkénka i krytu toaletní mísy, tj. je pevně umístěn (zalit, či přišroubován) v toaletním prkénku a krytu tak, že tělo brzdiče je fixní a osa brzdiče je spojena s rotačním magnetem. Při sklápění toaletního prkénka a krytu toaletní mísy je tak dosaženo brzdícího efektu díky tomu, že tělo brzdiče se otáčí spolu s rotací toaletního prkénka a krytu toaletní mísy a otáčení je brzděno magnetem spojeným brzděnou osou brzdiče, který zůstává díky magnetickému spojem ve fixní poloze vůči druhému magnetu v toaletní míse.

Objasnění výkresů

Podstata technického řešení je v dalším textu objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují na:

Obr 1. První provedení sanitární soupravy v bočním pohledu

Obr 2. První provedení sanitární soupravy v horním pohledu

Obr 3. Druhé provedení sanitární soupravy v bočním pohledu

Obr 4. Třetí provedení sanitární soupravy v horním pohledu

Příklady uskutečnění technického řešení

Sanitární souprava podle prvního provedení technického řešení, která je znázorněna na obr. 1 a obr. 2, je uspořádána tak, že v nástavci upevněném na toaletní míse 6, jak je naznačeno na obrázku, jsou umístěny dva fixní válcové magnety 1 toaletní mísy s magnetizací kolmou na podstavu válce, vždy po jednom při obou okrajích toaletní mísy 6, a v toaletním prkénku 7 a krytu 5 toaletní mísy, které jsou vyrobeny z termoplastu, jsou v dutinách umístěny válcové magnety 2 otočného prvku také s magnetizací kolmou na podstavu válce, v každém otočném prvku vždy po jednom při obou okrajích otočného prvku přilehlých otočnému spoji, přičemž tyto válcové magnety 2 otočného prvku jsou umístěny na rotační ose 3 (v alternativním provedení mohou být v dutinách volně vloženy, takže se mohou v dutinách volně otáčet), která umožňuje, aby se válcové magnety 2 otočného prvku otáčely volně kolem vlastní osy. V tomto provedení jsou použity NeFeB magnety s magnetizací N42, průměrem 20 mm a délkou 30 mm. Magnety jsou uspořádány tak, že rotační osa 3 válcového magnetu v toaletním prkénku 7 i v krytu 5 toaletní mísy je umístěna excentricky vůči jejich ose sklápění, tudíž ve vertikální poloze otočných prvků je konstrukční vzdálenost mezi válcovými magnety 2 otočného prvku a válcovými magnety 1 toaletní mísy 7 mm, zatímco v horizontální poloze otočných prvků je vzdálenost mezi magnety 3,5 mm. Rotační osa válcového magnetu 1 toaletní mísy je s výhodou umístěna v ložiscích. Musí snést tah magnetického spoje, vyrobena může být z oceli, ale může být i z kompozitu, či duraplastu. Při vertikální poloze otočných prvků je přítažná síla magnetů 160 N, při otočení do horizontální polohy se magnety přiblíží a přítažná síla vzroste na 410 N. Toaletní prkénko 7 a kryt 5 toaletní mísy, případně pouze jejich styčné části, kterými přiléhají k nástavci, jsou vyrobeny z měkčeného plastu, pryže či jiného materiálu tak, aby výsledný součinitel smykového tření byl větší než 0,6. Zvýšení přítažné síly v průběhu zavírání spolu s dostatečně velkým součinitelem smykového tření použitých materiálů pak způsobí zpomalení klesání toaletního prkénka 7 a krytu 5 toaletní mísy, např. v tomto konkrétním případě na 7,6 s.

Sanitární souprava podle druhého provedení technického řešení, která je znázorněna na obr. 3, je uspořádána tak, že v nástavci upevněném na toaletní míse 6, jak je naznačeno na obrázku, jsou umístěny dva fixní válcové magnety 1 toaletní mísy s magnetizací kolmou na podstavu válce, vždy po jednom při obou okrajích toaletní mísy 6, a v toaletním prkénku 7 a krytu 5 toaletní mísy, které jsou vyrobeny z termoplastu, jsou v dutinách umí stěny válcové magnety 2 otočného prvku s magnetizací kolmou na podstavu válce, v každém otočném prvku vždy po jednom, při obou okrajích otočného prvku přilehlých otočnému spoji, přičemž tyto válcové magnety 2 otočného prvku jsou umístěny na rotační ose 3, která umožňuje, aby se válcové magnety 2 otočného prvku otáčely volně kolem vlastní osy, přičemž tato rotační osa 3 není shodná s osou otáčení

-3CZ 29913 UI toaletního prkénka 7 či krytu 5 toaletní mísy. U každého válcového magnetu 2 otočného prvku je na rotační ose 3 dále uspořádán standardní hydraulický brzdič tak, že je tento brzdič vždy fixně upevněn v otočném dílu (otáčí se spolu s otočným dílem při otevírání a zavírání), přičemž svou brzděnou osou je spojen s rotační osou 3 válcových magnetů 2 otočného prvku. Brzdič v toaletním prkénku 7 má brzdný efekt 3 Nm, zatímco brzdič v krytu 5 toaletní mísy má brzdný efekt 2Nm. V tomto provedení jsou uspořádány NeFeB magnety s magnetizací N42, průměrem 20 mm a délkou 30 mm navzájem v takové vzdálenosti, že toaletní prkénko 7 je přitahováno k toaletní míse 6 silou 240 N přes konstrukční vzdálenost magnetů 5 mm a kryt 5 toaletní mísy je k toaletní míse 6 připojen mírně slaběji díky vzdálenějšímu uložení magnetů, a to silou 126 N. Jelikož toaletní prkénko 7 musí snést větší zatížení při použití (dosednutí), bývá zpravidla pevnější a masivnější, než kryt 5 toaletní mísy, a tudíž také těžší. Proto je v typickém provedení kryt 5 toaletní mísy připojen slaběji, než toaletní prkénko 7. V tomto příkladném provedení je sklápění zpomaleno dle nastavení brzdného efektu brzdiče, avšak v průměru na 8-10 s.

Sanitární souprava podle třetího provedení technického řešení, která je znázorněna na obr. 4, je uspořádána tak, že v toaletní míse 6 je umístěn fixní válcový magnet 1 toaletní mísy s magnetizací kolmou na podstavu válce, a v toaletním prkénku 7 a krytu 5 toaletní mísy jsou v dutinách umístěny válcové magnety 2 otočného prvku také s magnetizací kolmou na podstavu válce, přičemž ty jsou umístěny na rotační ose 3, která umožňuje, aby se válcové magnety 2 otočného prvku otáčely volně kolem vlastní osy, tedy rotační osy 3, přičemž tato osa je spojena s brzdičem 4, který je integrální fixní součástí toaletního prkénka 7 a krytu 5 toaletní mísy. V tomto technickém řešení jsou využity současně oba principy, smykové tření i brzdič 4, ale smykové tření nehraje tak významnou roli a brzdný efekt zajišťuje brzdič 4.

Claims (6)

1. Sanitární souprava s brzděným sklápěním sestávající z toaletní mísy a otočných prvků v podobě toaletního prkénka a krytu toaletní mísy, kde toaletní prkénko a kryt toaletní mísy jsou k horní straně toaletní mísy připojeny kolem vodorovné osy otočnými smykovými spoji tvořenými magnety, vyznačující se tím, že styčné plochy otočných prvků a toaletní mísy (6) jsou vytvořeny z materiálů se zvýšeným součinitelem smykového tření.

2. Sanitární souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že styčné plochy otočných smykových prvků jsou vytvořeny z materiálů se součinitelem smykového tření vyšším než 0,2.

3. Sanitární souprava podle nároku 2, vyznačující se tím, že styčné plochy otočných smykových prvků jsou vytvořeny z materiálů se součinitelem smykového tření v rozmezí 0,6 až 1,5.

4. Sanitární souprava podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že v toaletním prkénku (7) a krytu (5) toaletní mísy jsou válcové magnety (2) otočného prvku umístěny ve vodorovných dutinách při otočném spoji volně či na rotační ose (3) a v těle toaletní mísy (6) při horní hraně přilehlé magnetickému spoji je válcový magnet (1) toaletní mísy umístěn fixně či otočně, přičemž uvedené válcové magnety (2) otočného prvku a válcový magnet (1) toaletní mísy mají magnetizací kolmou k podstavě válce příslušného magnetu.

5. Sanitární souprava podle nároku 4, vyznačující se tím, že rotační osa (3) válcového magnetu (2) otočného prvku, tedy v toaletním prkénku (7) i v krytu (5) toaletní mísy je umístěna excentricky vůči jejich ose sklápění tak, že ve vertikální poloze toaletního prkénka (7) a krytu (5) toaletní mísy je odstup mezi válcovými magnety (2) otočného prvku a válcovými magnety (1) toaletní mísy, které udržují toaletní prkénko (7) a kryt (5) toaletní mísy ve spojení s toaletní mísou (6), větší, než v jejich horizontální poloze.

-4CZ 29913 UI

6. Sanitární souprava podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že válcové magnety (2) otočného prvku v dutině jsou rotační osou (3) spojeny s brzdičem (4), který je integrální součástí toaletního prkénka (7) a krytu (5) toaletní mísy.