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Die Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung zur Befestigung eines Toilettensitzes an einem Toilettenkörper, insbesondere an einer Keramik, ein Verfahren zur Herstellung einer Gelenkvorrichtung für einen Toilettensitz, einen Toilettensitz und ein Verfahren zur Herstellung eines Toilettensitzes.
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Toilettensitze, die auch als WC-Garnituren bezeichnet werden, bestehen zumeist aus einem Sitzelement, auf dem der Benutzer Platz nimmt, und einem Deckelelement zur Abdeckung des Toilettensitzes. Unter dem allgemeinen Begriff Toilettensitz wird im Folgenden das Sitzelement oder das Deckelelement, eine Kombination von beidem oder auch eine WC-Sitzgarnitur verstanden.
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Der Toilettensitz ist üblicherweise auf einem Toilettenkörper montiert, der zumeist aus einer Keramik gefertigt ist und als Keramik bezeichnet wird. Dabei ist der Toilettensitz mittels eines Gelenks um eine horizontale Achse schwenkbar, so dass sowohl das Sitzelement als auch das Deckelelement einzeln oder gemeinsam entweder in eine horizontale oder in eine vertikale Lage gebracht werden kann. Oftmals treten Beschädigungen auf, wenn der Sitz oder der Deckel unbeabsichtigt herunterklappt und auf der Keramik aufschlägt.
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Um eine Dämpfung der Absenkbewegung eines Sitzes oder eines Deckels zu ermöglichen, beschreibt die Druckschrift
EP 1 199 020 B1 ein WC-Sitzgelenk mit einer Dämpfungseinrichtung. Dabei ist ein Adapterstück mit der Dämpfungseinrichtung verbunden, das eine Aufnahmebohrung für ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einer Keramik aufweist. Das Adapterstück und die Dämpfungseinrichtung sind als Schwenkachse für den Deckel oder den Sitz ausgebildet. Das Adapterstück hat einen zylinderförmigen Grundkörper, in dem eine radiale Sacklochbohrung zum Aufsetzen auf einen Scharnierdorn ausgebildet ist.
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Zu Reinigungszwecken sollten Toilettensitze einfach und schnell von der Keramik abnehmbar sein und ebenso einfach und schnell wieder montierbar sein. Dabei besteht jedoch das Problem, dass dauerhaft sehr hohen Anforderungen an die Verbindung zwischen Toilettensitz und Keramik gestellt werden. Beispielsweise ist es erforderlich, dass bei rollstuhlgerechten Toiletten ein seitliches Rutschen des Benutzers vom Rollstuhl auf den Toilettensitz und zurück möglich ist, ohne dass die Verbindung zwischen dem Toilettensitz und der Keramik sich löst, wackelig wird, oder abbricht.
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Bei der Montage eines Toilettensitzes, der zumeist aus Kunststoff besteht, auf eine Keramik besteht insbesondere das Problem, dass die Keramiken im Vergleich zum Toilettensitzgelenk hohe Toleranzen aufweisen. Dadurch sind die Bohrungen für Befestigungszapfen zur Aufnahme des Toilettensitzes in ihrer Lage und Orientierung oftmals unterschiedlich. Dies führt dazu, dass die in der Keramik befestigten Befestigungszapfen nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, wodurch sich undefinierte Aufsteck- und Abzugskräfte für den Toilettensitz ergeben. Daraus ergibt sich, dass der Toilettensitz nicht gleichmäßig von den Befestigungszapfen gelöst bzw. auf diese aufgesteckt wird, was die Montage und Demontage erheblich erschwert und in vielen Fällen zu Beschädigungen des Gelenks führt.
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Darüber hinaus erfolgt aufgrund der Keramiktoleranzen oftmals ein Verkanten bei der Montage des Sitzes auf den zumeist zwei Befestigungszapfen. Dies kann dazu führen, dass der Toilettensitz nach der Toilettenreinigung oder bei der Montage nicht vollständig aufgesteckt wird. Dadurch sitzt er zum Beispiel schräg auf der Keramik auf, das heißt, dass nicht alle Puffer des Sitzes gleichmäßig auf der Keramik aufliegen. Dies kann zu einem unbeabsichtigten Ablösen oder Abscheren des Toilettensitzes oder zu dessen Beschädigung bis hin zu einer Verletzung des Benutzers führen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Gelenkvorrichtung für einen schwenkbaren Toilettensitz sowie einen Toilettensitz zu schaffen, der einfach und schnell von der Keramik gelöst bzw. wieder an der Keramik befestigt werden kann, wobei eine zuverlässige und sichere Verbindung zwischen Toilettensitz und Keramik gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Gelenkvorrichtung zur Befestigung eines Toilettensitzes an einem Toilettenkörper, insbesondere an einer Keramik, umfassend ein Rotationselement mit einer Drehachse S zur schwenkbaren Befestigung eines Toilettensitzes, ein Befestigungselement zur Befestigung an einem Toilettenkörper, und eine Aufnahme, in die das Befestigungselement eintaucht, um das Rotationselement mit dem Befestigungselement zu verbinden, wobei die Aufnahme und das Befestigungselement bei einer ersten Eintauchtiefe E1 ein mehrachsiges Gelenk bilden, bei dem zumindest eine der Gelenkachsen fixiert wird, wenn das Befestigungselement eine zweite Eintauchtiefe E2 erreicht.
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Dadurch wird ein Verkanten des Toilettensitzes bei seiner Montage oder Demontage auf der Keramik verhindert. Es ergeben sich definierte Abzugs- und Aufsteckkräfte beim Abheben des Toilettensitzes von der Keramik bzw. auf die Keramik. Der Toilettensitz kann einfach und schnell sowie ohne Werkzeug durch Reinigungspersonal von Hand montiert und demontiert werden. Dadurch werden Wartungs- und Reinigungskosten der Toilette reduziert. Spannungen im Gelenk des Toilettensitzes und Beschädigungen des Gelenks werden vermieden, die Sicherheit und die Festigkeit der Verbindung zwischen Toilettensitz und Keramik werden erhöht, und Beschädigungen des Toilettensitzes werden vermieden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass der Toilettensitz auch zuerst einseitig aufgesetzt werden kann, bevor er dann im Anschluss über die 2. Seite komplett aufgesetzt und lagerichtig befestigt wird. Das heißt, er kann zunächst einseitig aufgesetzt werden und dann auf die zweite Seite eingeschwenkt werden. Ebenso kann das Abziehen in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Mit dem Stand der Technik ist das derzeit nicht möglich.
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Darüber hinaus wird die Gefahr von Verletzungen aufgrund unzureichend befestigter oder unzureichend aufgesteckter Toilettensitze vermieden. Der Komfort und die Sicherheit, insbesondere für Benutzer mit einem Rollstuhl, werden erhöht.
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Aufgrund der Erfindung kann das Ansetzen und das Aufstecken des Toilettensitzes auf Befestigungselemente, die in der Keramik befestigt sind, zunächst mit einer gewissen Ungenauigkeit erfolgen. Bei der ersten Eintauchtiefe des Befestigungselements in der Aufnahme wird ein Spiel des Toilettensitzes in zwei horizontalen Richtungen und in der Vertikalen erlaubt. Durch leichtes Verschieben des Toilettensitzes wird beim Erreichen der Sollposition durch manuelles Aufdrücken die zweite Eintauchtiefe erreicht, wodurch der Toilettensitz schließlich exakt, sicher und spannungsfrei positioniert wird.
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Die Befestigungselemente können aufgrund der relativ großen Toleranzen der Keramikbohrungen gegebenenfalls von der Sollposition abweichen, wodurch der Toilettensitz nicht lagerichtig auf der Keramik aufliegt. Wenn die Befestigungselemente vor dem Aufstecken des Toilettensitzes nur leicht angezogen werden, sodass diese noch in Ihrer Position beim Aufstecken in der horizontalen Ebene verschiebbar sind, kann die Position des Toilettensitzes auf der Keramik passgenau ausgerichtet werden. Ein nachträgliches Festziehen der Befestigungselemente im aufgesteckten Zustand ist durch ihre rotationssymetrische Form gegeben.
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Vorzugsweise ist die in Richtung der Drehachse S verlaufende Gelenkachse des mehrachsigen Gelenks bei der zweiten Eintauchtiefe des Befestigungselements fixiert. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Befestigungselement um die Drehachse S bzw. die Schwenkachse des Toilettensitzes erreicht. Die Schwenkbewegung des Toilettensitzes um die Drehachse S wird durch das Rotationselement ermöglicht.
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Bevorzugt ist die Aufnahme als eine mehrstufige Öffnung ausgebildet, bei der innerhalb eines ersten Aufnahmebereichs mit einer ersten Weite ein zweiter Aufnahmebereich mit einer zweiten, geringeren Weite ausgebildet ist.
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Daraus ergibt sich eine Drehmomentstütze, bei der eine der Achsen des mehrachsigen Gelenks beim Erreichen der zweiten Eintauchtiefe fixiert ist.
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Vorzugsweise ist innerhalb der Aufnahme eine Nut ausgebildet, um einen Teil des Befestigungselements zur Fixierung einer der Gelenkachsen aufzunehmen.
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Die Drehmomentstütze wird somit in Richtung der Breite der Nut gebildet, wobei der in der Nut befindliche Teil des Befestigungselements in Längsrichtung der Nut bewegbar gehalten wird. Dies ermöglicht eine Schwenkbewegung des Befestigungselements um eine Drehachse, die senkrecht zur Längsrichtung der Nut gerichtet ist.
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Vorzugsweise ist der erste Aufnahmebereich der Aufnahme zylindrisch geformt. Der zweite Aufnahmebereich ist vorteilhaft als Nut ausgebildet.
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Insbesondere entspricht der Durchmesser-des ersten Aufnahmebereichs im Wesentlichen dem Durchmesser eines ersten Bereichs des Befestigungselements. Dadurch kann der erste Bereich des Befestigungselements in dem ersten Aufnahmebereich der Aufnahme drehbar und formschlüssig aufgenommen werden.
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Bevorzugt entspricht die Breite des zweiten Aufnahmebereichs bzw. der Nut im Wesentlichen dem Durchmesser eines zweiten Bereichs des Befestigungselements. Dadurch wird die Gelenkachse in Richtung der Breite der Nut fixiert.
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Insbesondere ist an der Innenwand der Aufnahme bevorzugt im Bereich des Übergangs zur Nut eine Schulter ausgebildet. Dadurch wird in der Aufnahme eine Stützfläche zum Abstützen auf dem ersten Bereich des Befestigungselements geschaffen, wobei das Befestigungselement um zwei Achsen schwenkbar ist.
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Insbesondere weist das Befestigungselement einen ersten Bereich oder Teilabschnitt mit größerer Dicke und einen zweiten Bereich oder Teilabschnitt mit geringerer Dicke auf, um das mehrachsige Gelenk zu bilden und bei Erreichen der zweiten Eintauchtiefe eine der Gelenkachsen zu fixieren.
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Bevorzugt ist das Befestigungselement als Pin oder zylindrischer Stab ausgebildet. Dabei können Schlüsselflächen zum nachträglichen Festziehen vorgesehen sein.
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Dabei ist zum Beispiel der erste Bereich des Befestigungselements als eine kugelförmige Verdickung ausgestaltet. Dadurch wird in Verbindung mit dem ersten Aufnahmebereich der Aufnahme das mehrachsige Gelenk gebildet, unabhängig vom rotatorischen Montagezustand des Befestigungselementes.
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Der zweite Bereich des Befestigungselements ist beispielsweise als Zapfen oder Vorsprung ausgestaltet. Dadurch kann dieser in dem zweiten Aufnahmebereich der Aufnahme so gehalten werden, dass eine der Gelenkachsen des mehrachsigen Gelenks fixiert ist.
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Das Befestigungselement kann daher, abhängig von seiner Eintauchtiefe in der Aufnahme, entweder um mehrere Achsen schwenkbar oder nur um eine Achse schwenkbar in der Aufnahme gehalten werden.
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Bevorzugt ist das Rotationselement als ein Rotationsdämpfer ausgestaltet, um den Toilettensitz beim Herabschwenken abzustützen.
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Vorteilhafterweise umfasst die Gelenkvorrichtung ein Verriegelungselement zum Verriegeln oder Einrasten des Befestigungselements in der Aufnahme.
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Bevorzugt umfasst das Verriegelungselement eine gewendelte Feder, die zum Beispiel in einer Ringnut der Aufnahme angeordnet ist. Das Verriegelungselement bzw. die Verriegelungseinrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch einen oder mehrere Rasthaken umfassen.
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Vorteilhafterweise ist die Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Aufnahme durch Auseinanderziehen lösbar.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Gelenkvorrichtung zur Befestigung eines Toilettensitzes an einem Toilettenkörper, insbesondere an einer Keramik, geschaffen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Rotationselements, um daran einen Toilettensitz bzw. eine WC-Sitzgarnitur schwenkbar um eine Schwenk- oder Drehachse S zu befestigen; Bereitstellen eines Befestigungselements zur Befestigung an dem Toilettenkörper; Bilden einer Aufnahme zum Verbinden des Rotationselements mit dem Befestigungselement, in die das Befestigungselement zumindest mit einem Abschnitt eintauchen kann; wobei die Aufnahme und das Befestigungselements derart gestaltet werden, dass sie bei einer ersten Eintauchtiefe E1 ein mehrachsiges Gelenk bilden, bei dem zumindest eine der Gelenkachsen fixiert wird, wenn eine zweite Eintauchtiefe E2 erreicht ist.
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Vorteilhafterweise wird mit dem Verfahren eine erfindungsgemäße Gelenkvorrichtung hergestellt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Toilettensitz geschaffen, der eine erfindungsgemäße Gelenkvorrichtung umfasst.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Toilettensitzes angegeben, bei dem der Toilettensitz mit einer erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung versehen wird.
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Vorteile und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung oder dem Toilettensitz beschrieben sind, gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren, ebenso wie Vorteile und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, auch für die erfindungsgemäße Gelenkvorrichtung und den Toilettensitz gelten.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Gelenkvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Schnittansicht entlang der Drehachse S, wobei das Befestigungselement bis zur ersten Eintauchtiefe in die Aufnahme eingetaucht ist;
- 2 einen Ausschnitt der in 1 dargestellte Gelenkvorrichtung in einer Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S, wobei das Befestigungselement bis zur ersten Eintauchtiefe in die Aufnahme eingetaucht ist.
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 gezeigten Gelenkvorrichtung als Schnittansicht entlang der Drehachse S, wobei das Befestigungselement bis zur zweiten Eintauchtiefe in die Aufnahme eingetaucht ist;
- 4 einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 gezeigten Gelenkvorrichtung in einer Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S, wobei das Befestigungselement bis zur zweiten Eintauchtiefe in die Aufnahme eingetaucht ist;
- 5a und 5b ein Beispiel eines Befestigungselements als Seitenansicht und als Ansicht schräg von oben;
- 6 ein Adapterelement als Schnittansicht, in dem eine Aufnahme für ein Befestigungselement ausgebildet ist;
- 7 einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 gezeigten Gelenkvorrichtung als Schnittansicht entlang der Drehachse S, kurz bevor das Befestigungselement in die Aufnahme eintaucht;
- 8 einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 gezeigten Gelenkvorrichtung in einer Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S, kurz bevor das Befestigungselement in die Aufnahme eintaucht;
- 9 ein Rotationselement einer Gelenkvorrichtung mit Rasthaken gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, als Ansicht schräg von unten;
- 10a und 10b eine Gelenkvorrichtung mit Rasthaken in einer Schnittansicht entlang der Drehachse S (10a) bzw. senkrecht zur Drehachse S (10b);
- 11 a und 11b die in 10 gezeigte Gelenkvorrichtung, jedoch ohne Befestigungselement, als Schnittansicht entlang der Drehachse S (11a) und als vergrößerten Teilausschnitt der Aufnahme als Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S (11b);
- 12 einen Schnitt durch eine Gelenkvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 13 einen Toilettensitz, der mit einer erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung an einer Keramik befestigt ist.
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1 zeigt eine Gelenkvorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Schnittansicht entlang einer Drehachse S, um einen Toilettensitz mit einem Sitzelement und/oder einem Deckel horizontal schwenkbar zu befestigen. Hierzu weist die Gelenkvorrichtung 100 ein Rotationselement 10 auf, von dem ein rotierbarer Teil 10a, der zur Befestigung am Toilettensitz ausgebildet ist, gegenüber einem anderen Teil 10b um die Drehachse S rotierbar ist. Ein Befestigungselement 20, das als Stab oder Pin ausgestaltet ist, dient zur Befestigung an einer Keramik oder allgemein an einem Toilettengrundkörper, der insbesondere aus Keramik gefertigt sein kann.
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Das Befestigungselement bzw. der Pin 20 taucht mit einem Bereich oder Abschnitt an seinem oberen Ende in eine Aufnahme 30 ein, die an dem Rotationselement 10 ausgebildet ist, um auf diese Weise das Rotationselement 10 mit dem Befestigungselement 20 zu verbinden. Die Aufnahme 30 und der Pin 20 sind so geformt, dass sie ein mehrachsiges Gelenk 70 bzw. ein Kugelgelenk bilden, wenn der Pin 20 eine erste Eintauchtiefe E1 in der Aufnahme 30 erreicht, wobei eine der Gelenkachsen des mehrachsigen Gelenks 70 fixiert wird, wenn der Pin 20 eine zweite Eintauchtiefe E2 in der Aufnahme 30 erreicht, die größer ist als die erste Eintauchtiefe E1.
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Die in Richtung der Drehachse S des Rotationselements 10 liegende Achse des Gelenks 70 ist als G1 bezeichnet. Die senkrecht dazu gelegene Achse des Gelenks ist als G2 bezeichnet und ist senkrecht zur Zeichenebene der 1 ausgerichtet. Sobald der oben gelegene Teil des Pins 20 die Eintauchtiefe E2 erreicht, wird eine Drehung um die Drehachse G1 verhindert. Das heißt, dass der Pin 20 in der Aufnahme 30 nur noch um die Achse G2 schwenkbar ist, während er mit dem Rotationselement 10 drehfest um die Achse G1 verbunden ist.
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In der hier beschriebenen Ausführungsform ist das Rotationselement 10 als ein Rotationsdämpfer ausgebildet. Dieser bildet eine Stütze für den Toilettensitz oder für dessen Elemente, so dass diese nicht auf die Keramik der Toilette herunterfallen können, sondern eine gedämpfte, ausreichend gebremste Abwärtsbewegung ausführen und sich langsam auf die Keramik auflegen. Durch die drehfeste Verbindung des Pins 20 mit dem Rotationdämpfer 10 um die Achse G1 des Gelenks 70, die bei der Eintauchtiefe E2 erzielt wird, kann die Abstützung des Toilettensitzes erfolgen.
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2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 dargestellte Gelenkvorrichtung 100 in einer Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S, wobei der Pin 20 bis zur ersten Eintauchtiefe E1 in die Aufnahme 30 eingetaucht ist. Ein erster Bereich 21 des Pins 20 bildet eine Verdickung, die in einem ersten Aufnahmebereich 31 der Aufnahme 30 gehalten wird.
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Ein zweiter Bereich 22 des Pins 20 ist als Vorsprung oder Zapfen ausgestaltet, der in dem hier gezeigten Zustand noch nicht in einen zweiten Aufnahmebereich 32 eingreift, der als eine Nut in der Aufnahme 30 ausgestaltet ist. Daher kann der Pin 20 in der Aufnahme 30 um die beiden Achsen G1 und G2 in der Art eines Kugelgelenks geschwenkt werden.
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In der Aufnahme 30 ist eine ringförmige gewendelte Feder 33 angeordnet, die ein Verriegelungselement bildet, um den Pin 20 in der Aufnahme 30 zu halten.
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Beim Eintauchen des Pins 20 in die Aufnahme 30 wird die ringförmige Feder 33 durch die Verdickung 21 radial nach außen zusammengedrückt. Mit fortschreitender Eintauchtiefe, nachdem der Bereich des Pins 20 mit größtem Durchmesser der Verdickung 21 die Feder 33 passiert hat, schließt sich die Feder 33 elastisch und umgreift die Verdickung 21 unterhalb ihres maximalen Durchmessers, so dass der Pin 20 in der Aufnahme 30 verriegelt wird.
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Sobald der zweite Bereich bzw. Zapfen 22 des Pins 20 die Eintauchtiefe E2 erreicht, gelangt er mit dem zweiten Aufnahmebereich bzw. mit der Nut 32 in Eingriff. Dieser Zustand ist in den 3 und 4 dargestellt.
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Gelenkvorrichtung 100 als Schnittansicht entlang der Drehachse S des Rotationselements 10 (siehe 1), wobei das Befestigungselement bzw. der Pin 20 bis zur zweiten Eintauchtiefe E2 in die Aufnahme 30 eingetaucht ist. In diesem Zustand ist das Drehen oder Schwenken des Pins 20 um die Achse G2 des Gelenks 70, die senkrecht zur Schwenkachse des Rotationselements 10 verläuft, weiterhin möglich. In der Figur erfolgt die Schwenkbewegung des Pins 20 in der Zeichenebene.
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Zu diesem Zweck erstreckt sich die Nut 32 parallel zur Drehachse S des Rotationselements 10, sodass sich der Zapfen 22 in der Nut 32 hin und her bewegen kann, wodurch er um die Gelenkachse G2 schwenken kann. Durch die Seitenwände der Nut 32, die in der Zeichenebene verlaufen, wird der Zapfen 22 an einer Bewegung senkrecht dazu, das heißt um die Gelenkachse G1, gehindert. Dies wird unten unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
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Die Aufnahme 30 für den Pin 20 ist als Bohrung ausgestaltet. Die Bohrung ist in einem Adapterelement 12 ausgebildet, das Teil des Rotationselements 10 ist bzw. einstückig mit diesem ausgestaltet ist. Es ist aber auch möglich, das Adapterelement 12 fest mit dem Rotationselement 10 zu verbinden.
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4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Gelenkvorrichtung 100 in einer Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S, wobei der Pin 20 wie in 3 bis zur zweiten Eintauchtiefe E2 in die Aufnahme 30 eingetaucht ist.
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Durch das Eingreifen des Zapfens 22 in die Nut 32 wird das Drehen oder Schwenken des Pins 20 um die Achse G1 des Gelenks 70 verhindert. Dadurch dient die Nut 32 mit dem Zapfen 22 als Drehmomentstütze für das Rotationselement 10, das als Rotationsdämpfer ausgebildet ist. Zu diesem Zweck liegen die Seitenwände der Nut 32 formschlüssig an dem Zapfen 22 an.
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Das Rotationselement 10 ist mit seinem rotierbaren Teil 10a mit einem Sitz 51 oder einem Deckel 52 des Toilettensitzes 50 verbunden, sodass dieser um die Drehachse S des Rotationselements 10 geschwenkt werden kann. Durch das Rotationselement 10 wird ein Hochklappen des Sitzes 51 oder des Deckels 52 in eine vertikale Position und ein Herunterklappen des Sitzes 51 oder des Deckels 52 in eine horizontale Position ermöglicht, in welcher der Toilettensitz auf der Keramik 60 aufliegt.
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Die 5a und 5b zeigen das Befestigungselement bzw. den Pin 20 als Seitenansicht und als Ansicht schräg von oben. Der erste Bereich oder Abschnitt bzw. die Verdickung 21 hat runde Außenflächen, um in dem ersten Aufnahmebereich 31 der Aufnahme 30 um zwei Achsen schwenkbar zu lagern. Die Verdickung 21 wird durch eine Kugel bzw. kugelförmige Ausprägung an einem Abschnitt des Pins 20 gebildet.
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Oberhalb der kugelförmigen Ausprägung, das heißt am Ende des Pins 20 oberhalb der Verdickung 21, ragt aus dieser der Zapfen 22 hervor, der die oben beschriebene Drehmomentstütze im Dämpfungsbetrieb bildet.
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Die Stirnseite 22a des Zapfens 20 wird vorzugsweise durch eine gerundete oder gephaste Fläche gebildet, die als Auflage in der Bohrung bzw. Aufnahme 30 auch in einem Zustand dient, in dem der Pin in der Aufnahme verschwenkt ist, zum Beispiel wenn er nicht genau senkrecht steht. Am Randbereich der Stirnseite 22a befinden sich vorteilhafterweise Einführschrägen 22b, die das Aufstecken des Toilettensitzes mit dem daran befestigten Rotationselement 10 erleichtern.
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Unterhalb der Verdickung 21 befindet sich ein zylindrischer Schaft 23, an dem bevorzugt eine Schlüsselfläche zur Montage mit einem Werkzeug ausgebildet ist. Der Pin 20 kann insbesondere auch derart gestaltet sein, dass er einen zylindrischen Stab oder Schaft umfasst oder aus einem solchen besteht, an dem in einem Bereich eine Verdickung oder kugelförmige Ausprägung ausgebildet ist.
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Insbesondere kann der Pin 20 zum Beispiel durch ein Stauchverfahren oder Umformen bzw. spanlos hergestellt werden, ähnlich wie bei Schrauben. Dadurch entfällt beispielsweise eine spanende Herstellung, was die Herstellungskosten erheblich senkt.
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6 zeigt die Aufnahme 30 für den Pin 20 (siehe 5a und 5b). Die Aufnahme 30 ist in dem Adapterelement 12 ausgebildet, das ein Teil oder Endstück des Rotationsdämpfers 10 ist bzw. einstückig mit diesem ausgebildet ist. Es kann aber auch an einem Rotationsdämpfer oder Rotationselement angeschlossen bzw. drehfest mit diesem verbunden sein.
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Die Aufnahme 30 ist mehrstufig als radiale Öffnung oder Bohrung in dem zylindrisch geformten Adapter 12 ausgebildet. Der erste Aufnahmebereich 31 der Aufnahme 30 ist ein zylindrisch geformter Hohlraum, der an seiner Oberseite geöffnet ist um ein Teilstück des Pins 20, das sich am vorderen Pinende befindet, aufzunehmen. An dem aufzunehmenden Teilstück des Pins 20 befindet sich die Verdickung 21 als eine Kugel oder als kugelförmige Ausprägung, sowie der zylindrische Zapfen 22, der einen Vorsprung bildet und am vorderen Ende des Pins 20 aus der Verdickung 21 heraus ragt (siehe 5a und 5b).
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Der zylindrisch geformte Hohlraum bzw. Aufnahmebereich 31 hat innen einen Durchmesser D1, der dem Durchmesser der Verdickung 21 des Pins 20 entspricht, sodass diese in dem Hohlraum aufgenommen werden kann. Dabei ist der Pin 20 in seiner Längsrichtung, das heißt in radialer Richtung des Hohlraums 31, bewegbar und in zweidimensional in dem Aufnahmebereich 31 schwenkbar.
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Am unteren Ende des ersten Aufnahmebereichs 31 ist die Nut 32 als zweiter Aufnahmebereich ausgebildet. Sie dient zur Aufnahme des am vorderen Ende des Pins 20 ausgebildeten Zapfens 22, wenn der Pin 20 seine Endposition in der Aufnahme 30 erreicht, das heißt wenn er maximal in die Aufnahme 30 eingetaucht ist. Die Nut 32 hat hierzu eine Breite D2, die geringer ist als der Durchmesser D1 des ersten Aufnahmebereichs und dem äußeren Durchmesser des Zapfens 22 entspricht. Die Nut 32 erstreckt sich in Längsrichtung des Adapters 12 bzw. des Rotationsdämpfers 10 und somit in axialer Richtung des Rotationsdämpfers 10, das heißt in Richtung der Drehachse S des Rotationsdämpfers 10.
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Die Nut 32 kann zum Beispiel auch als Langloch mit verrundeten Ecken ausgebildet sein.
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Sobald der Zapfen 22 des Pins 20 in die Nut 32 eingetaucht ist, kann sich dieser nur noch in Längsrichtung der Nut 32 hin- und herbewegen, die sich in Richtung der Drehachse S erstreckt. Dadurch ist der Pin 20 nur noch um eine Achse in der Aufnahme 30 und somit in dem Rotationselement 10 schwenkbar.
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Vorteilhafterweise kann die Nut 32 auch gephast sein, um das Eintauchen des Zapfens 22 in die Nut 32 zu erleichtern.
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Am unteren Ende des zylindrischen Aufnahmebereichs 31, das heißt am Übergang zu dessen Basis oder Grund mit der darin ausgeformten Nut 32, ist eine schräge Stützfläche 31a bzw. Schulter ausgebildet, die die Seitenwand des Aufnahmebereichs 31 mit dessen Basis bzw. Grund verbindet. Beim Einführen des Pins 20 dient die Stützfläche 31a als Führung für den Zapfen 22, so dass er bei seiner Schwenkbewegung schließlich in die Nut 32 gelangt.
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Das heißt, bei der ersten Eintauchtiefe E1 (siehe 1) liegt die Stirnseite 22a des Pins 20 mit seiner Einführschräge 22b (siehe 5a, 5b) auf der Stützfläche 31a auf (siehe auch 5a). Dabei ist der Pin 20 mit seiner Verdickung 21 um zwei Achsen schwenkbar im ersten Aufnahmebereich 31 gelagert und wird mit seinem Zapfen 22 zur Nut 32 geführt.
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Nachdem der Zapfen 22 des Pins 20 in die Nut 31 eingetaucht ist und der Pin 20 seine zweite Eintauchtiefe E2 erreicht (siehe 3), liegt die gerundete Verdickung 21 des Pins 20 auf der konkav gerundeten Stützfläche 31a auf, die sich am unteren Ende des ersten Aufnahmebereichs 31 befindet. Dabei ist der Pin 20 nur noch einachsig schwenkbar gelagert, da die Breite D2 der Nut 32 dem Außendurchmesser des Zapfens 22 entspricht.
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Zusätzlich oder alternativ zur Abstützung der Verdickung 21 des Pins 20 auf der Stützfläche 31a ist es auch möglich, den Zapfen 22 auf dem Grund 32c der Nut 32 abzustützen, wenn der Pin 20 seine Endposition in der Aufnahme 30 bei der Eintauchtiefe E2 erreicht. Hierzu befinden sich am unteren Ende der Nut 32 weitere schräge Stützflächen 32a, welche die Seitenwände der Nut 32 mit der Basis bzw. dem Grund der Nut 32 verbinden. In diesem Fall liegt bei der zweiten Eintauchtiefe E2 die Stirnseite 22a des Pins 20 mit ihrer Einführschräge 22b auf dem Grund der Nut 32 und auf den seitlichen Stützflächen 32a auf (siehe auch 5a).
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Am oberen Rand der Öffnung bzw. des zylindrischen ersten Aufnahmebereichs 31 befindet sich eine Ringnut 35 für die Feder 33, die oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist und ein Verriegelungselement für den Pin 20 in der Aufnahme 30 bildet.
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Die 7 und 8 zeigen einen Ausschnitt der Gelenkvorrichtung 100 bevor das Befestigungselement bzw. der Pin 20 in die Aufnahme 30 eintaucht. Dabei zeigt 7 eine Schnittansicht entlang der Drehachse S des Rotationselements 10, und 8 eine Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S des Rotationselements 10. Die Bezugszeichen kennzeichnen Elemente, die oben bereits im Detail erläutert sind.
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Der Pin 20 mit seiner Verdickung 21 und dem daran ausgebildeten Zapfen 22 befindet sich in diesen Darstellungen im Eingangsbereich der Aufnahme 30. Der Zapfen 22 ist bereits innerhalb der ringförmigen Feder 33, deren Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Zapfens 22, so dass die Feder 22 entspannt ist. Durch die im Vergleich zum Zapfen 22 relativ große Öffnung der Aufnahme 30 kann das am Toilettensitz 50 montierte Rotationselement 10 leicht so platziert werden, dass die Aufnahme 30 oberhalb des Zapfens 22 liegt.
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9 zeigt ein Rotationselement 10 einer Gelenkvorrichtung 100 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Ansicht schräg von unten. Dabei sind in der Aufnahme 30 anstelle einer ringförmigen Feder Rasthaken 34 vorgesehen, die als Verriegelungselemente zum Verriegeln des Befestigungselements bzw. Pins 20 in der Aufnahme 30 dienen.
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Im Übrigen ist das hier dargestellte Rotationselement 10 auf gleiche Weise ausgestaltet, wie bei der oben beschriebenen, ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die im folgenden beschriebenen Merkmale und Details gelten daher auch für das oben beschriebene Rotationselement 10.
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Das zylindrische Rotationselement 10 ist als Rotationsdämpfer ausgebildet. Der in der Figur links gelegene, rotierbare Teil 10a des Rotationsdämpfers 10 ist zur Befestigung am Toilettensitz ausgebildet. Er ist als ein Stab mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, um in eine rechteckige Öffnung am Toilettensitz einzugreifen und diesen drehfest anzukoppeln. Dadurch kann der Toilettensitz gemeinsam mit dem rotierbaren Teil 10a des Rotationsdämpfers 10 eine gedämpfte Schwenkbewegung um dessen Drehachse S ausführen. Demgegenüber bleibt der andere Teil 10b des Rotationsdämpfers 10 drehfest um die Rotations- oder Drehachse S, da beim Eingriff des Zapfens 22 in die Nut 32 der Aufnahme 30 eine Drehmomentstütze für das Rotationselement 10 bzw. für den Rotationsdämpfer gebildet wird.
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Bei einem Toilettensitz, der zum Beispiel ein Sitzelement und einen Deckel aufweist, wird üblicherweise jeweils ein Rotationsdämpfer an das Sitzelement und ein Rotationsdämpfer an den Deckel angeschlossen, sodass beide Teile gegen ein schnelles Herunterklappen abgestützt sind und stattdessen eine gedämpfte Schwenkbewegung in ihre horizontale Lage, d.h. um die Drehachse S, unabhängig von einander ausführen.
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Der rotierbare Teil 10a des Rotationsdämpfers 10 erstreckt sich mit einem weiteren Teil, der zylindrisch geformt ist, in den Innenraum des weiteren zylindrisch geformten Teils 10b des Rotationsdämpfers 10. Der rotierbare Teil 10a ist gegenüber dem weiteren Teil 10b drehbar um die Drehachse S. Zur Dämpfung der Drehbewegung sind im Inneren des Rotationsdämpfers Kammern ausgebildet, die mit Silikonöl oder anderen hochviskosen Medien befüllt sind und über eine definierte Leckage miteinander in Verbindung stehen.
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In der Figur auf der rechten Seite des Rotationsdämpfers 10 befindet sich der Adapter 12, in dem die Aufnahme 30 zur Aufnahme des Pins 20 ausgebildet ist. Der Pin 20 wird an einer Keramik oder allgemein an einem Toilettengrundkörper befestigt. Zum Verbinden des Toilettensitzes 50 mit dem Toilettengrundkörper wird der Toilettensitz mit üblicherweise zwei daran angeschlossenen Rotationsdämpfern 10 auf die entsprechenden Pins 20 aufgesteckt.
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Die 10a, 10b, 11a, 11b zeigen die mit Rasthaken 34 in der Aufnahme 30 versehene Gelenkvorrichtung 100. Dabei zeigen die 10a und 10b eine Schnittansicht entlang der Drehachse S (10a) bzw. senkrecht zur Drehachse S (10b). Die 11a und 11b zeigen eine Schnittansicht entlang der Drehachse S (11a) und einen vergrößerten Teilausschnitt der Aufnahme 30 als Schnittansicht senkrecht zur Drehachse S (11b), jedoch ohne den Pin 20.
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Die Bezugszeichen kennzeichnen Elemente, die oben bereits im Detail erläutert sind.
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In der Bohrung, welche die Aufnahme 30 für den vorderen Bereich des Pins 20 bildet, befinden sich Rasthaken 34, die hinter der Kugelgeometrie des Pins 20 beim Aufstecken im Bereich seiner Verdickung 21 verrasten. Damit der Hinterschnitt der Rastung beim Stecken ausweichen kann, ist eine Aussparung 34a vorgesehen. Die Gehäusewand dient hierdurch als elastisches Element, vergleichbar einer Feder. Somit muss keine Feder montiert werden. Über das Material und die Geometrie kann die Federspannung definiert werden. Fertigungstechnisch kann dies als Zwangsentformung im Spritzguss hergestellt werden.
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12 zeigt einen Schnitt durch eine Gelenkvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Dabei liegt der Zapfen 22 bei der Eintauchtiefe E2 nicht auf dem Grund der Nut 32 auf. Er bildet stattdessen nur die oben beschriebene Drehmomentstütze für das Rotationselement 10.
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Die als Kugel geformte Verdickung 21 des Pins 20 liegt in einer als Pfanne ausgestalteten Stützfläche 31a innerhalb der Aufnahme 30. Unterhalb der Kugel bzw. Verdickung 21 sind im Inneren der Aufnahme 30 die Rasthaken 34 angeordnet, um die Kugel des Pins 20 in der Aufnahme 30 zu verriegeln.
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Die übrigen Elemente und Details sind wie oben beschrieben ausgestaltet.
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13 zeigt einen Toilettensitz 50, der mit einer erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung 100 an einem als Keramik ausgestalteten Toilettenkörper 60 befestigt ist.
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An der linken und rechten Seite der Keramik 60 ist jeweils eine Gelenkvorrichtung 100 befestigt, wie sie oben im Detail beschrieben ist. Hierzu ist auf beiden Seiten jeweils ein Scharnierpin oder Pin 20 in der Keramik 60 fest verankert und wird von einer Rosette 61 umschlossen. Jeder Pin 20 greift oder taucht mit seinem oberen Ende in einen Bereich des jeweiligen Rotationsdämpfers 10 ein. Auf beiden Seiten des Toilettensitzes 50 ist ein Kloben 51a für das Sitzelement 51 und ein Kloben 52a für den Deckel 52 angeordnet. An der Unterseite des Sitzelements 51 sind mehrere Puffer 51b befestigt, die zur Auflage des Sitzelements 51 auf der Oberseite der Keramik 60 dienen. Der Toilettensitz 50 bildet mit dem Sitzelement 51 und/oder dem Deckel 52 eine WC-Sitzgarnitur.
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Anhand der 1 und 13 wird nun ein Verfahren zur Herstellung der Gelenkvorrichtung beschrieben. Zunächst wird ein Rotationselement 10 bereitgestellt. Dieses wird so gestaltet, dass daran ein Toilettensitz 50 schwenkbar um eine Schwenkachse S befestigt werden kann. Weiterhin wird ein Befestigungselement 20 bereitgestellt, das derart ausgestaltet ist, dass es an einem Toilettenkörper 60, insbesondere an einer Keramik, befestigt werden kann, beispielsweise in dem es darin verankert wird.
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Es wird eine Aufnahme 30 gebildet, die dazu dient, das Rotationselement 10 mit dem Befestigungselement 20 zu verbinden, wobei das Befestigungselement 20 zumindest mit einem Abschnitt 21, 22 in die Aufnahme 30 eintauchen kann.
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Die Aufnahme 30 und das Befestigungselement 20 werden derart gestaltet, dass sie bei einer ersten Eintauchtiefe E1 ein mehrachsiges Gelenk 70 bilden, bei dem zumindest eine der Gelenkachsen G1, G2 fixiert wird, wenn eine zweite Eintauchtiefe E2 erreicht ist.
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Gemäß der Erfindung hat das Befestigungselement 20 in der Aufnahme 30 bzw. die Verbindung zwischen dem Befestigungselement 20 und der Aufnahme 30 zunächst alle Freiheitsgrade aufgrund der beiden senkrecht zueinanderstehenden Achsen des Gelenks 70, das durch das Befestigungselement und die Aufnahme 30 gebildet wird. Beim weiteren Eintauchen wird durch den Eingriff des Zapfens 22 des Befestigungselements 20 in die Nut 32 der Aufnahme 30 eine Drehmomentstütze für das Rotationselement 10 gebildet, das insbesondere als Rotationsdämpfer ausgestaltet ist.
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Die Gelenkvorrichtung gemäß der Erfindung ist dazu geeignet, einen Toilettensitz und insbesondere eine WC-Sitzgarnitur zuverlässig, fest und sicher an einer Keramik zu befestigen, wobei er einfach und schnell abgenommen und wiederaufgesetzt werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung kann der Toilettensitz aber auch an einem Toilettenkörper aus einem anderen Material befestigt werden. Insbesondere kann dabei das Befestigungselement an einem Toilettenkörper aus einem andersartigen Material befestigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rotationselement bzw. Rotationsdämpfer
- 10a
- rotierbarer Teil des Rotationselements
- 10b
- weiterer Teil des Rotationselements
- 12
- Adapterelement
- 20
- Befestigungselement bzw. Pin
- 21
- erster Bereich des Befestigungselements bzw. Verdickung
- 22
- zweiter Bereich des Befestigungselements bzw. Zapfen
- 22a
- Stirnseite
- 22b
- Einführschräge
- 30
- Aufnahme / Öffnung
- 31
- erster Aufnahmebereich
- 31a
- Stützfläche / Schulter
- 32
- zweiter Aufnahmebereich / Nut
- 32a
- Stützflächen der Nut
- 32c
- Grund der Nut
- 33, 34
- Verriegelungselement (Feder oder Rasthaken)
- 34a
- Aussparung
- 35
- Ringnut
- 50
- Toilettensitz
- 51
- Sitzelement
- 51a
- Kloben
- 51b
- Puffer
- 52
- Deckel
- 52a
- Kloben
- 60
- Toilettenkörper bzw. Keramik
- 61
- Rosette
- 70
- Gelenk
- 100
- Gelenkvorrichtung
- D1, D2
- Weite des ersten und des zweiten Aufnahmebereichs
- E1, E2
- erste bzw. zweite Eintauchtiefe des Befestigungselements
- G1, G2
- erste bzw. zweite Gelenkachse
- S
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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