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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Sitz- und Deckelanordnung für eine Toilette,
und insbesondere auf einen solchen Sitz und einen Deckel, die spritzgegossene
und verstärkte
Kunststoffeinsätze
aufweisen, die mit einem chemisch kompatiblen Werkstoff umspritzt
sind, welcher die gewünschten
Eigenschaften der äußeren Oberfläche des
Sitzes und des Deckels zur Verfügung
stellt.
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Stand der
Technik
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Die
Erfindung ist auf eine Verbesserung des Anfühlens und des Komforts eines
Toilettensitzes und -deckels gerichtet, sowie auf das Vorsehen einer komfortablen,
warmen, nicht rutschigen Sitzoberfläche. Dies wird erreicht unter
Verwendung von modernem thermoplastischen Werkstoff und von mit
hohem Druck arbeitenden Spritzgusstechniken. Die Erfindung wird
in dieser Anmeldung im Hinblick auf einen Toilettensitz und -deckel
beschrieben werden, soll jedoch nicht auf diese Weise begrenzt sein.
Es dürfte verständlich sein,
dass die grundsätzlichen
Lehren der vorliegenden Erfindung auf Toilettensitze ohne Deckel
und auf andere Arten von Sitzen angewandt werden können.
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Arbeiten
aus dem Stand der Technik haben viele Arten von Toilettensitzen
und -deckeln entwickelt, um deren Komfort, Aussehen und Bequemlichkeit
zu verbessern. Bisher wurden Toilettensitze und -deckel aus steifen
Werkstoffen wie beispielsweise Holz oder Kunststoff aufgebaut, oder
sie wurden aus einem festen Kern hergestellt, der in Schaumstoffwattierung
und/oder Vinylumhüllung
aufgepolstert wurde. Typische steife Kunststoff- oder Holzsitze
sind vergleichsweise kalt beim Berühren und können rutschig sein. Aufgepolsterte
Sitze und Deckel mit oder ohne Wattierung sind nicht sonderlich
haltbar und empfindlich gegenüber
Schnitten und Rissen. Darüber
hinaus finden manche Leute das Anfühlen von wattierten Vinylsitzen
und – deckeln
unangenehm. Arbeiten aus dem Stand der Technik haben versucht, einen
gepolsterten Sitz von elastischer Art zu erzeugen, in dem sie komplizierte
und kostspielige Gussverfahren eingesetzt haben, die katalytische
Werkstoffe wie beispielsweise Urethan verwendet haben. Das Gießen eines
Sitzes unter Verwendung katalysierter Werkstoffe von niedrigem Druck
benötigt
eine zeitaufwendige Mischung und Gießung, was zu weniger als befriedigenden
Ergebnissen und einem kostspieligen Produkt führt.
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Die
EP-A-0 679 359 offenbart einen Toilettensitz, in welchem eine Unterstützungsgrundlage aus
einem ABS-Kunststoff innerhalb eines Kunststoffkörpers aus dem gleichen Material
durch Einfügung
ausgebildet wird. Die Offenbarung dieses Dokumentes entspricht insgesamt
dem Gattungsteil des Hauptanspruchs.
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Die
DE U 89 09 032 offenbart einen Toilettensitz, der einen Kern aus
halbgeschäumtem
thermoplastischen Polymer (beispielsweise Polymethylmethacrylat,
Polystyrol, Polyvinylchlorid, ABS oder Polypropylen) aufweist, der
von einer Deckschicht aus einem kompakten thermoplastischen Kunstharz
(zum Beispiel Polymethylmethacrylat, ABS, Polycarbonat oder Polystyrol)
umgeben ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die Entdeckung gestützt, dass
eine Sitz- und Deckelanordnung, die Einsätze aus einem verstärkten thermoplastischen
Werkstoff mit oder ohne ein geeignetes Schäumungsmittel, und mit einem
umspritzten thermoplastischen Werkstoff aufweist, welcher die Eigenschaften
der äußeren Oberfläche des
Sitzes und des Deckels festlegt, die oben erwähnten Probleme überwinden
kann. Bei der Verwendung eines Umspritzungswerkstoffes mit thermoplastischem
Elastomer (TPE) kann der Sitz und der Deckel mit weichen, komfortablen,
dauerhaften Oberflächen
versehen werden, welche nicht reißen und welche Antirutscheigenschaften
besitzen, welche nichtsdestotrotz eine vernünftige Beweglichkeit während der
Verwendung des Sitzes erlauben. Das Elastomer schafft verglichen
mit den herkömmlichen
Sitzen und den gepolsterten Sitzen ein vollständig unterschiedliches und erwägenswert überlegenes
Gefühl.
Der Sitz gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht gepolstert und er deformiert sich nicht, wenn
man auf ihm sitzt. Die Oberfläche
schafft auch einen ästhetisch
angenehmen Eindruck, der leicht gereinigt werden kann, und ist in
vielen Farben erhältlich.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen spritzgegossenen
Toilettensitz und einen Deckel vorzuschlagen, die beim Berühren weich
und verhältnismäßig warm
und nicht rutschig sind, verglichen mit den herkömmlichen harten Sitzen und
Deckeln.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toilettensitz
und einen Deckel mit den vorstehenden Merkmalen vorzuschlagen, die
sowohl stabil als auch haltbar sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toilettensitz
und einen Deckel mit den vorstehenden Merkmalen vorzuschlagen, die
leicht zu reinigen sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine komfortablere
und weniger rutschige Anordnung eines Toilettensitzes und eines
Deckels vorzuschlagen, als mit den herkömmlichen Designs und den bekannten
Herstellungsverfahren erreichbar ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toilettensitz
und einen Deckel mit antibakteriellen Eigenschaften vorzuschlagen.
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Schließlich ist
es eine Aufgabe der Erfindung, einen spritzgegossenen Toilettensitz
mit einem weichen Anfühlen
vorzuschlagen, der so geformt ist, dass er sich an den Benutzer
komfortabel anpasst.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird eine stabile, haltbare, komfortable Anordnung eines Toilettensitzes und
eines Deckels vorgeschlagen, die nicht rutschig und leicht zu reinigen
ist, entsprechend dem Anspruch 1. Die Anordnung weist steife Einsätze auf, die
aus einem verstärkten
thermoplastischen Werkstoff mit oder ohne ein Schäumungsmittel
gegossen werden. Die Einsätze
werden umspritzt mit einem thermoplastischen Werkstoff, welcher
diese mit den gewünschten
Oberflächeneigenschaften
versieht.
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Die
Einsätze
sind exakt dimensioniert, so dass ihre zu umspritzenden Bereiche
kleiner als die fertig gestellten Sitze sind. Die Einsätze sind
so aufgebaut, dass sie dem Deckel und dem Sitz eine maximale Stabilität geben,
und sind so geformt, dass sie die Strömung des umspritzten Werkstoffes
so fördern,
dass sie Strömungsverbindungs-
oder Strömungsnahtprobleme
so klein wie möglich
halten, wie noch weiter unten beschrieben wird. Jeder Einsatz ist so
aufgebaut, dass er ein Schrumpfen, Aufquellen oder eine Verzerrung
so klein wie möglich
hält und
ist zu diesem Zweck mit strategisch angeordneten Rippen und geeigneten
entkernten oder mit Kern versehenen Bereichen ausgerüstet.
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Wenn
der thermoplastische Werkstoff der Einsätze und der umspritzte Elastomer-Werkstoff beide
aus dem gleichen chemischen Grundstoff sind, wird die Umspritzung
sowohl mechanisch als auch chemisch mit den Einsätzen verbunden und wird einen
Deckel und einen Sitz mit einer weichen, komfortablen, nicht rutschigen
Oberfläche
schaffen. Die Oberfläche
kann glatt oder strukturiert sein, um das Anfühlen und die Erscheinung des
Sitzes zu verbessern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine Seitenansicht von innen eines Deckeleinsatzes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf einen Sitzeinsatz gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Seitenansicht von innen eines umspritzten Deckels nach der
vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Schnittlinien 4-4 aus 3.
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5 ist
eine Draufsicht auf einen umspritzten Sitz nach der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 6-6 aus 5.
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7 ist
eine Seitenansicht des Deckels und Sitzes aus den 3 und 5.
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8 ist
eine Seitenansicht der oberen Oberfläche des Deckels aus 7 und
der unteren Oberfläche
des Sitzes aus 7.
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9 ist
eine Schnittansicht längs
der Schnittlinie 9-9 aus 8.
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10 ist
eine Schnittansicht längs
der Schnittlinie 10-10 aus 8.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines umspritzten Sitzes gemäß der vorliegenden
Erfindung zusammen mit Scharnierelementen, durch welche er scharnierartig
an der Toilettenschüssel
angelenkt ist.
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12 ist
eine explodierte Ansicht, die die äußere Oberfläche des Deckels nach der vorliegenden
Erfindung und die Unterseite des Sitzes nach der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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13 ist
eine Draufsicht auf einen Sitz nach der vorliegenden Erfindung,
der mit Bereichen oder Bändern
von Strukturierungen versehen ist.
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14 ist
eine Draufsicht auf einen Deckel nach der vorliegenden Erfindung,
der mit Bereichen oder Bändern
von Strukturierungen versehen ist.
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15 ist
eine Draufsicht auf einen Deckel mit einem angeformten Bildwerk,
das durch die Umspritzung ausgebildet ist.
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16 ist
eine explodierte Ansicht eines Deckels und eines Sitzes nach der
vorliegenden Erfindung, die mit Scharnierelementen versehen sind,
die in den Einsätzen
eingebettet sind.
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17 ist
eine Ansicht eines Sitzes gemäß der vorliegenden
Erfindung von unten, die mit einer Nut versehen ist, um ein Heizelement
aufzunehmen.
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18 ist
eine Schnittansicht eines Sitzes nach der vorliegenden Erfindung,
die mit einer Nut und einem darin mittels des Umspritzungswerkstoffes
abgedeckten Heizelement versehen ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Es
wird für
Fachleute klar sein, dass für
jede Art und jedes Modell eines Sitzes oder Deckels, auf welche
die vorliegende Erfindung angewandt wird, der fertiggestellte Sitz
und Deckel, die Einsätze
und die Formen passend in Übereinstimmung
mit den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut sein sollten.
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Die
beispielhaften Sitze und Deckel sind jeweils in zwei größeren Teilen
hergestellt (einem Einsatz und einer Umspritzung), und zwar in zwei
Schritten. In einigen Ausführungsformen
können
zusätzliche
Teile verwendet werden, wie beispielsweise Scharniere, die in Einsätze eingebettet
oder als Teile davon geformt werden, wie noch weiter unten beschrieben
wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der erste Schritt
das Spritzgießen
der Einsätze.
Die Einsätze
sind am besten in den 1 und 2 zu erkennen
und werden insgesamt als 1a und 1b gekennzeichnet.
Die Einsätze 1a und 1b bilden
im Wesentlichen die Masse des fertiggestellten Sitzes und Deckels
und dienen als Skelett der umspritzten Sitze 2b und Deckel 2a der 3 und 5.
Der Einsatz 1b des Sitzabschnitts aus 2 weist
eine insgesamt ovale Struktur auf, die die Form des Sitzes bildet,
und ist so dimensioniert, dass er zu einer bestimmten Toilette passt,
für welche
er konzipiert ist. Der Sitz kann jede beliebige geeignete Form besitzen,
einschließlich
der bekannten „C"-förmigen Konfigurationen
mit offener Vorderseite. Der Deckeleinsatz 1a ist insgesamt
als ein Oval ausgebildet, um sich der Form des fertigen Deckels 2a anzunähern. Die
rückwärtigen Abschnitte
des Deckeleinsatzes 1a und des Sitzeinsatzes 1b besitzen
entweder Scharniere 3 und 3a, die als Teile der
Einsätze
wie in den 1 und 2 dargestellt
ausgebildet sind, oder Scharniere, die eingebettet oder in anderer
geeigneter Form an den in der 15 abgebildeten
Einsätzen
angebracht sind.
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Die
innere Oberfläche
des Deckeleinsatzes 1a ist mit vier integrierten Abstandselementen
versehen, die ein einstückiges
Teil des Einsatzes 1a bilden und als 1c, 1d, 1e und 1f gekennzeichnet
sind. In ähnlicher
Weise ist die untere Oberfläche
des Sitzeinsatzes 1b mit vier integrierten Abstandselementen
versehen, die einen einstückigen
Teil des Einsatzes 1b bilden und als 1g, 1h, 1i und 1j gekennzeichnet
sind.
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Die
Einsätze 1a und 1b sind
vorzugsweise aus einem stabilen, verstärkten, synthetischen Werkstoff
gegossen. Jeder beliebige synthetische Werkstoff kann verwendet
werden, solange er chemisch mit dem umspritzten Werkstoff kompatibel
ist. Wenn eine bevorzugte thermoplastische Elastomerumspritzung
verwendet wird, wie noch beschrieben werden wird, wird ein thermoplastischer
Werkstoff auf Olefinbasis für
den Einsatz benötigt,
da sich unter diesen Umständen
der Umspritzungswerkstoff chemisch mit dem Einsatzwerkstoff verbindet.
Ausgezeichnete Ergebnisse wurden beispielsweise mit einem Einsatz erreicht,
wenn dieser aus einem glasfaserverstärkten Polypropylen gegossen
wurde. Ein Beispiel für
ein solches Material wird von der DSM Engineering Plastics, Inc.
aus Evansville, Indiana hergestellt und unter der Marke FIBERFIL
und der Bezeichnung J-60/30/E angeboten.
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Der
verstärkte
synthetische Werkstoff wird vorzugsweise mit einem endothermen Schäumungsmittel
kombiniert. Das Schäumungsmittel
ermöglicht das
Gießen
von dicken, ein geringes Gewicht aufweisenden Abschnitten eines
Einsatzes ohne sichtbare „Schrumpfungs"-Bereiche, ein schwerwiegendes Verziehen
oder dergleichen. Außerdem
hilft das Schäumungsmittel
dabei, „Verbindungs"- und „Naht"-Probleme zu verringern
oder zu beseitigen. Schweißnähte oder
Nähte werden
beispielsweise erzeugt, wenn sich Abschnitte von geschmolzenem Kunststoff
in unterschiedliche Richtungen bewegen, sich in der Form treffen
und verfestigen. Die Einsatzform sollte so aufgebaut werden, dass
sie dieses Problem überwindet,
so dass das Gewicht einer auf dem Sitz sitzenden oder stehenden
Person nicht zu einem Versagen führt.
Ein bevorzugter Weg zum Überwinden
oder Verringern von Strömungsverbindungen oder
Strömungsnähten ist
es, einen Werkstoff in eine Form aus einer Quelle durch einen einzigen
Anschnitt einzuführen,
soweit möglich.
Andererseits wird in Übereinstimmung
mit herkömmlichen
Gießverfahren
die reine Größe des Sitzes
das Vorsehen von mehreren Quellen von Gießwerkstoff und mehrere Anschnitte
zum Garantieren einer vollständigen Füllung diktieren.
Mehrere Quellen und Anschnitte führen allerdings
möglicherweise
zu Nähten
und Verbindungen. In den in den 1 und 2 dargestellten
Beispielen von Einsätzen
werden die Verbindungs- und Nahtprobleme durch die Verwendung der vorstehend
erwähnten
endothermen Schäumungsmittel überwunden,
die bei einer Aktivierung lösungsmittelähnlich werden,
wodurch sie die Polymerviskosität
während
des Spritzgießverfahrens
für die
Einsätze 1 und 1a verringern.
Aufgrund der reduzierten Schmelzeviskosität können die Formen für die Deckel-
und Sitzeinsätze
so vorgesehen werden, dass sie jeweils einen einzigen Anschnitt
besitzen, was zu einer Produktion von Deckeln und Sitzeinsätzen frei von
Polymernähten
führt.
Bei anderen Sitzkonzeptionen und -aufbauten können mehrere Anschnitte gewünscht oder
benötigt
werden.
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Das
Schäumungsmittel
verbessert auch die Gesamtstabilität der Einsätze durch das Erzeugen einer
im Wesentlichen wabenförmigen
Struktur innerhalb der Einsätze
selbst. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einem Schäumungsmittel
erzielt, das von Reedy International aus Keyport, New Jersey unter der
Marke SAFOAM und der Kennzeichnung PE-50 angeboten wird. Das Schäumungsmittel
weist zwischen 1% und 2% einer synthetischen werkstoffschäumenden
Mittelzusammensetzung auf.
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Die
Einsätze
sind so aufgebaut, dass sie eine maximale Stabilität für die fertige
Sitz- und Deckelanordnung geben. Außerdem können die Einsätze in Bereichen
einer kritischen Dicke entkernt werden, um ein Verziehen, ein übermäßiges Aufquellen oder
andere Deformationen des Einsatzes zu reduzieren.
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Wie
vorstehend angegeben wird jeder Gesamteinsatz präzise so dimensioniert, dass
seine zu umspritzenden Bereiche kleiner als der fertige Sitz sind.
Die Dimensionen werden so gewählt,
dass sie ein Verziehen des Einsatzes so klein wie möglich halten
und einen guten Fluss des Werkstoffs beim Umspritzen und eine gute
Anbindung erlauben.
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Wenn
die Einsätze 1a und 1b gegossen
sind, ist der nächste
Schritt die Befestigung der Einsätze
in den Formen für
den abschließenden
Guss und das Spritz gießen
(Umspritzung unter Wärme
und Druck) des thermoplastischen Elastomers um sie herum. Wie vorstehend
erwähnt,
ist das thermoplastische Elastomer mit dem Werkstoff chemisch kompatibel, aus
dem die Einsätze
gegossen sind, so dass eine chemische Bindung zwischen dem verstärkten synthetischen
Werkstoff des Einsatzes und dem thermoplastischen Elastomer der
Umspritzung auftritt. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden beispielsweise
mit einem thermoplastischen Elastomer erreicht, dass von der Advanced
Elastomer Systems aus St. Louis, Missouri, unter der Marke SANTOPRENE
zur Verfügung
gestellt wird.
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Ein
antibakterielles Additiv kann mit dem Santoprene gemischt werden,
um der Sitzoberfläche eingebaute
antibakterielle Eigenschaften zu geben. Ausgezeichnete Ergebnisse
wurden mit einem antibakteriellen Additiv erreicht, dass von Morton
international aus Boston, Massachusetts unter der Kennzeichnung
SB-30 zur Verfügung
gestellt wird.
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Die
Seitenansicht von innen aus 3 veranschaulicht
den insgesamt mit 2a gekennzeichneten umspritzten Deckeleinsatz. 5 ist
eine Draufsicht auf den umspritzten Sitzeinsatz, der insgesamt mit 2b gekennzeichnet
wird. 4 ist eine teilweise im Querschnitt gesehene Ansicht
eines umspritzten Deckels 2a längs der Schnittlinie 4-4 aus 3. 6 ist
eine teilweise im Querschnitt gesehene Ansicht längs der Schnittlinie 6-6 aus 5. 7 ist eine
Seitenansicht und 8 ist eine Ansicht des mit dem
umspritzten Sitz 2b zusammengesetzten umspritzten Deckels 2a,
die die obere Oberfläche
des umspritzten Deckels 2a und die untere Oberfläche des
umspritzten Sitzes 2b veranschaulicht. In diesen Figuren
ist der zum Umspritzen verwendete thermoplastische Gummi insgesamt
mit 10 gekennzeichnet. Das rückwärtigste Ende der Einsätze des
Deckels und des Sitzes sind mit Ausnahme der Scharnierkontaktpunkte
umspritzt, wie man deutlich in den 3, 5 und 10 erkennt.
Insgesamt ist die gesamte äußere Oberfläche der
Einsätze 1a und 1b umspritzt,
obwohl in einigen Konzeptionen einige Einsatzoberflächen exponiert
bleiben. Beispielsweise können
in bevorzugten Ausführungsformen
Sitzrippen 11a, 11b, 11c und 11d nicht
umspritzt sein (vgl. 8). Zusätzlich kann jedes der Deckelabstandselemente 1c, 1d, 1e und 1f und
jedes der Sitzabstandselemente 1g, 1h, 1i, 1j ein
Loch 12 besitzen, das in den umspritzten Werkstoff hinein
ausgebildet ist. Dies ist deutlich in den 3 und 8 zu
sehen. Die Löcher 12 werden
durch die Formen durch den Umspritzungsvorgang ausgebildet, der
die Abstandshalter des Deckels 2a und des Sitzes 2b als
Kontaktpunkte für
die Formelemente verwendet, die die Einsätze 1a und 1b in
den umspritzten Formen unterstützen. 9 ist
eine Querschnittsansicht längs
der Schnittlinie 9-9 aus 8. Die Schnittlinie läuft durch den
Abstandshalter 1g und zeigt deutlich das Loch 12. 10 ist
eine Querschnittsansicht längs
der Schnittlinie 10-10 aus 8. 10 zeigt
deutlich, dass die Scharnierkontaktpunkte nicht umspritzt sind.
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Es
wird Bezug genommen auf die 10 und 11.
Diese Figuren zeigen Scharnierelemente 3a des Sitzes 2b.
Diese Figuren zeigen außerdem ein
zusätzliches
Scharnierelement 3b für
jedes Scharnierelement 3a, durch welche der Sitz und der Deckel
an der Toilettenschüssel
befestigt sind. Jedes der beiden Scharnierelemente 3b besitzt
einen Basisabschnitt 3c und ein nach oben aufragendes Scharnierelement 3d.
Jeder Basisabschnitt 3c besitzt eine Perforation 3e,
die in ihm ausgebildet ist und ihm ermöglicht, an der Toilettenschüssel angeschraubt
zu werden. Die Scharnierelemente 3b können umspritzte Elemente aufweisen,
ausgenommen für
die Kontaktflächen
ihrer Scharniere. Sie können
auch einfach metallische oder aus Kunststoff gegossene Elemente
aufweisen. In der 11 ist es klar, dass die Scharnierelemente 3a des
Sitzes 2b gerade innerhalb der Scharnierelemente 3d liegen.
Während
der Deckel 2a und seine Scharnierelemente 3 nicht
in der 11 dargestellt sind, wird es
aus der 5 deutlich, dass die Scharnierelemente 3 des
Deckels gerade außerhalb
der Scharnierelemente 3d liegen werden. Die Scharnierelemente
einer jeden Gruppe von 3, 3d und 3a besitzen
koaxiale Perforationen zur Aufnahme eines Scharnierstiftes.
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Es
wird klar sein, dass Berücksichtigungen von
Verzerrungen aufgrund von Schrumpfung, Verziehen, äußeren Kräften und
dergleichen im Hinblick auf jeden umspritzten Sitz spezifisch sind.
Die Einsätze 1a und 1b werden
zunächst
geformt, an welchem Punkt eine minimale Schrumpfung oder Verziehung auftreten
kann, danach werden die Einsatzkomponenten stabilisiert. Als nächstes platziert eine
Umspritzung einen neuen thermoplastischen Werkstoff über die
bereits stabilisierten Einsätze
und erzeugt Kräfte,
die bei einem in einem einzigen Schritt geformten Teil nicht auftreten.
Wenn der umspritzte Werkstoff auf die Einsätze bei einer geeigneten Wärme und
Druck angewandt wird und dann ein Abkühlen und Stabilisieren ermöglicht wird,
wird eine Schrumpfung des thermoplastischen Gummis dazu neigen,
bestimmte Bereiche des Deckels und des Sitzes zu verziehen.
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Strategisch
angeordnete Rippen 11b, 11c, 11d und 11e,
wie in der 12 dargestellt, können verwendet
werden, um diese Verzerrung so klein wie möglich zu halten oder zu beseitigen.
Da der thermoplastische Werkstoff des Einsatzes und der thermoplastische
Gummi kompatibel sind, werden die Werkstoffe sich chemisch aufgrund
der Wärme
und des Druckes des Vorganges des Spritzgießens aneinander binden.
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Es
ist wiederum wünschenswert,
eine unsichtbare Naht und Verbindungslinien in dem Umspritzungswerkstoff
zu vermeiden. In der beispielhaften Ausführungsform aus den 3 und 5 war es
möglich,
einen Umspritzungswerkstoff durch einen einzelnen Anschnitt ungefähr bei 17 in
die Form einzuführen.
Die Rippen 11b, 11c, 11d, 11e und 13a, 13b und 13c aus 12 und
die Rippen 14a, 14b, 14c und 14d aus 2 (die
für jeden
Sitz und jeden Deckel spezifisch sind) sind so aufgebaut und angeordnet,
dass sie die Störungen
der Strömung
des thermoplastischen Gummis so klein wie möglich halten. Gleichzeitig
wird der Strömungsweg
des Gummis in der Form sorgfältig
zu konzipieren sein, um eine möglichst
wirksame Bindung des Gummis an den Einsatz zu schaffen.
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Der
Einsatz 1b ist außerdem
so aufgebaut, dass er eine mechanische Bindung wo immer möglich zwischen
dem thermoplastischen Gummi und dem Einsatz herstellt. In den Bereichen,
wo eine Delamination am wahrscheinlichsten auftreten wird, wie beispielsweise
an den dünnen
auslaufenden Kanten des Einsatzes, wird der Einsatz so aufgebaut,
dass er den thermoplastischen Gummi veranlasst, dort anzuhaften
und eine permanente Schmelzeabdichtung zu bilden. Derartige permanente
Schmelzeabdichtungen sind bei 15 in der 6 angemerkt.
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Aufgrund
des zweistufigen Spritzgussverfahrens der vorliegenden Erfindung
wurde eine spezifische rheologische Analyse durchgeführt, um
eine Kompatibilität
zwischen den beiden Verfahren sicherzustellen und kritische Daten
zur Verfügung
zu stellen, wie beispielsweise die linearen und Querschrumpfungsverhältnisse
und auch den Einfluss eines Schäumungsmittels
auf die strukturelle Stabilität, die
Schrumpfung und das Verziehen der Sitzanordnung.
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Während des
Spritzgießvorgangs
des Einsatzes 1a wird der verstärkte synthetische Werkstoff kombiniert
mit dem Schäumungsmittel
an einem insgesamt in der 1 bei 16 gekennzeichneten
Punkt in die Form eingeführt.
Dies erzeugt selbstverständlich
einen Anguss, der entfernt werden muss. Während des Umspritzungsvorganges
wird der Einsatz 1a in der zweiten Form in erster Linie
mittels von Stiften gehalten, die in Öffnungen stecken, die bei 12 in der 3 angemerkt
sind, und auch der Sitz wird von Rippen 11b, 11c, 11d und 11e gestützt. Wiederum wird
ein einzelner Einspritzpunkt verwendet, wobei dieser Einspritzpunkt
an einem insgesamt mit 17 gekennzeichneten Punkt in der 3 angeordnet
ist. Wiederum wird ein Anguss erzeugt und entfernt.
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Es
liegt innerhalb des Umfangs der Erfindung, ausgewählte Abschnitte
der Oberfläche
des umspritzten thermoplastischen Elastomers mit einer die Erscheinung
verbessernden Strukturierung zu versehen. Diese Strukturierung kann
von irgendeiner geeigneten und gut bekannten Art sein. In den 13 und 14 sind
die oberen Sitzabschnitte des Sitzes und der gesamte Deckel dargestellt,
die mit strukturierten Bereichen 18 beziehungsweise 19 versehen
sind. Die strukturierte Oberfläche
ist von einem raffinierten Typ, der die Erscheinung verbessert. Gleichzeitig
ermöglichen
die strukturierten Oberflächenabschnitte 18 und 19 vorzugsweise
dem Benutzer eine passende Mobilität, während er sitzt, und sie erhalten
auch die ein leichtes Reinigen ermöglichenden Eigenschaften. Es
wird klar sein, dass die strukturierten Bereiche auf dem gesamten
Sitz und der Deckeloberfläche
oder auch auf gewählten
Bereichen angebracht werden können,
wie gewünscht.
Zu Dekorationszwecken können
einige Sitze und Deckel auch mit geformten Oberflächen ausgebildet
werden. Die geformten Oberflächen können jedes
geeignete Design besitzen. In der 15 ist
die obere Oberfläche
des Deckels 2a dargestellt, die mit einem derartigen geformten
und bei 20 gekennzeichneten Bereich versehen ist.
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Wie
vorstehend ausgeführt
können
einige Sitze und Deckel mit Scharnieren ausgebildet sein, die als
Teile des Einsatzes geformt sind, und einige können separate dekorative Scharniere
zum Beispiel aus Metall oder aus Kunststoff verwenden. Ein beispielhaftes
metallisches Scharnier ist in den 16 und 17 bei 20 veranschaulicht.
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Wenn
eine Sitzanordnung aus der vorliegenden Erfindung mit einem Metallscharnier
wie den kooperierenden Scharnierelementen 20a und 20b (vergleiche 16)
versehen werden soll, dann sind die Scharnierelemente mit perforierten
in die Einsätze spritzgegossenen
Flanschen 21a und 21b versehen und stellen eine
sichere mechanische Bindung zwischen einem jeden Scharnierelement
und seinem entsprechenden Sitz- oder Deckeleinsatz zur Verfügung. Die
Umspritzung kann auch Teile der Scharniere einschließen. 16 veranschaulicht
eine Sitzanordnung 22a und 22b gemäß der vorliegenden
Erfindung, versehen mit getrennt ausgebildeten Scharnierelementen 20a und 20b.
Die Scharnierelemente 20a und 20b können aus
Metall, steifem Plastik oder einem anderen geeigneten steifen Werkstoff
sein.
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Zur
weiteren Verbesserung der Flexibilität bei der Herstellung spezialisierter
Sitze und zur Nutzung des Vorteils des speziellen Formbildungsvorgangs
zeigen die 17 und 18 Kanäle 23,
die in den verstärkten
thermoplastischen Sitzeinsatz 1b integriert werden können, um
eine Installation von einem oder mehreren Heizelementen 24 mit
niedriger Wattleistung zu ermöglichen.
Der Einsatz mit dem Heizelement würde dann mit dem thermolastischen Elastomer
umspritzt werden, der das Heizelement vollständig umhüllt. Vorkehrungen werden an
der Umspritzung getroffen, um ein elektrisches Kabel aus der Form
während
des Formvorgangs heraustreten zu lassen. Aus dem fertig gestellten
Sitz würde
das Kabel am hinteren Ende des Sitzes austreten, so dass es in einen
bequem zugänglichen
elektrischen Ausgang eingesteckt werden kann.
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Die
Lehren der vorliegenden Erfindung sind auch anwendbar auf Toilettensitze
ohne Deckel.