EP3500144B1 - Wc-sitz oder wc-deckel - Google Patents
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- EP3500144B1 EP3500144B1 EP17761829.5A EP17761829A EP3500144B1 EP 3500144 B1 EP3500144 B1 EP 3500144B1 EP 17761829 A EP17761829 A EP 17761829A EP 3500144 B1 EP3500144 B1 EP 3500144B1
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- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Definitions
- the invention relates to a toilet seat or a toilet cover according to patent claim 1 and a method for its production according to patent claim 14.
- Such a toilet seat or toilet lid can be embodied as part of a toilet seat set that is pivotably attached to a ceramic piece via a joint arrangement.
- a toilet seat set is, for example, in WO 2016/020409 A1 disclosed to the applicant.
- the toilet seat is designed with a seat heater, which is formed by a heating wire, a conductive foil, a heating conductor or the like.
- the heating element is applied to a layered carrier, for example a duroplastic film or resin-impregnated paper. This heating element with the seat heater arranged on the carrier is then pressed with a round body during the manufacture of the toilet seat and optionally provided with a thin top layer, which is a layer of lacquer, for example.
- Such a toilet seat set has the advantage that the manufacturing effort for integrating the seat heater is minimal and that this seat heater can be arranged very close to the surface, so that rapid heating of the entire surface of the seat is ensured.
- the U.S. 5,940,895 discloses a toilet seat that is designed with at least one functional electrical component that is applied to a carrier that is connected to a base body of the toilet seat or toilet lid and connected to a power supply or signal processing unit, wherein on the prefabricated Carrier seat heating as another functional, preferably applied as an electronic or electrical component.
- the seat heating should only be activated when in use.
- an infrared sensor can be provided in the toilet seat, via which the use is recorded.
- the invention is based on the object of creating a toilet seat or a toilet lid that is designed in a simple manner with an additional function.
- the invention is also based on the object of creating a method for producing such a seat or cover.
- the seat or cover has seat heating and a functional component, which is preferably an electrical or electronic component and is applied to a carrier material.
- a functional component which is preferably an electrical or electronic component and is applied to a carrier material.
- This carrier material is then connected to the base material of the seat or cover by pressing.
- the functional component is preferably connected to a power supply or a signal processing unit.
- the arrangement of the functional component for example a heater or a sensor on a carrier, its handling during the manufacturing process - for example pressing or injection molding - is significantly simplified compared to solutions in which the functional component is directly pressed or encapsulated.
- the manufacturing process itself is also simplified, since the handling of the functional component is significantly simplified due to the arrangement on the comparatively stable carrier.
- the invention provides for a seat heater to also be arranged on the carrier.
- the carrier then fulfills a dual function - on the one hand it forms the seat heating of the seat or the cover, on the other hand it also serves as a carrier for the component and as a carrier for the signal and power supply of this component.
- the external appearance of the seat or the cover is optimized when the seat heater and/or the functional component is/are covered by a surface layer.
- this surface layer can be transparent.
- the surface layer can also be dispensed with if direct contacting of the functional component with the person using the toilet seat is desired or if an insulating component is used.
- This surface or cover layer can also be formed partially so that, for example, a functional component is covered while another functional component remains directly accessible from the outside.
- the carrier is made of the same or a compatible material as the base material or of a material that is compatible with the base material, so that the carrier can be easily integrated.
- the application of the surface layer is particularly easy if it is designed as a lacquer layer.
- the surface layer covers the heater and the functional component is exposed.
- the power supply and/or signal transmission of the heater and the component preferably takes place via lines laid on the carrier, which are connected to a power supply or signal processing unit on the back, ie on the side of the seat joint.
- This power supply or signal transmission can, for example, take place via a pin of the joint arrangement or via a technology box that is placed on the ceramic.
- the functional component can, for example, be a sensor for detecting physiological parameters of the user, a light source, a screen, a chip module, a sensor for detecting environmental parameters such as temperature or the incidence of light (light sensor) or the like.
- the seat heater is arranged in a meandering pattern on the carrier.
- the at least one functional component is then preferably arranged in the area of a meander loop.
- the invention provides for third-party media (functional components) to be introduced by means of a preferably duroplastic carrier that is compatible with the duroplastic base material of the seat or the cover using suitable manufacturing processes.
- These third-party media are to be used as sensors, for example, so that an "intelligent" seat is created.
- the third-party media may be simple electrical conductors, such as a wire that changes resistance when heated by body heat, thereby being able to indicate the user's presence or sense their body temperature.
- Light-sensitive sensors, electrically conductive contacts to measure surface resistance (e.g. to measure body fat) or other types of sensors that are able to deliver signals that can be evaluated can also be used.
- High-frequency exposure ultrasound, laser beam, heat, pressure, for example, can be used as a method for introducing the sensor technology in order to embed the wire or the functional component in the - preferably duroplastic - carrier.
- the carrier with the sensors is attached directly or in several steps to the surface of the Base material pressed.
- the sensor can be exposed on the surface so that, for example, conductivity measurements are possible.
- the layer structure can be thinly pressed over with an additional duroplastic material, so that an electrical short circuit is prevented.
- the material used during overpressing, preferably thermosetting resin can be identical to the base material or can be designed to be similar or compatible with it.
- thermoplastic film with embedded third-party media onto the base material as a carrier. This preferably takes place without chemical bonding, essentially by adhesion. It is also conceivable to apply an additional thin layer of resin for electrical insulation and/or to provide the seat or the cover with an additional layer of lacquer after pressing for coloring.
- the sensor system can be guided along the surface of the seat/cover into the joint area and connected there in a manner known per se to a power supply or control electronics in order to evaluate measurement signals.
- a flat light source or a screen into the surface of the seat/lid.
- the user or an operator can use the latter to call up information about measured vital functions, the status of a toilet seat or other information, such as room temperature .
- the functional component - as explained above - can be a wire or another electrical conductor and can be connected by suitable laying, for example in a spiral or as a coil so that electrical effects such as induction can be generated or enhanced.
- the functional component in particular the sensor, can be applied to the carrier in an upstream process before pressing.
- This application can be done for example by ultrasound, laser beam, high-frequency welding, gluing, other melting or the like.
- the carrier is made of a reactive duroplastic material so that it can be non-positively connected to the base material, for example by pressing, after the functional components (for example the sensors/conductors) have been applied.
- the support is made of melamine and the seat is made of UREA, since these two thermosetting plastics are compatible with one another and chemically very similar. After pressing, there is a composite that comes very close to that of a composite made of a single material.
- the functional components for example the sensor or sensors
- These concepts are selected depending on the desired application, for example no covering layer is provided in the case of a sensor for measuring conductivity.
- an electrically insulating layer is placed over the carrier and the functional component.
- a sensor is pressed into the base material, which is designed to detect the position of the user on the seat.
- a functional element for example a washing nozzle, is then activated so that it moves into the correct position in order to optimize the washing process.
- FIG 1 shows a toilet seat set 1 which is fastened to a ceramic 2 via a seat joint arrangement 4 .
- the toilet seat set 1 has a cover 6 and a seat 8 which are connected in an articulated manner by means of the seat hinge arrangement 4 .
- This can be implemented with a "soft close" function, in which the lowering movement is dampened by means of a damper arrangement.
- Such a damper assembly is in the EP 1 199 020 B1 described.
- the seat 8 is designed with a seat heater 10 indicated by dashed lines, the heating temperature and duration of which can be adjusted via a thermostat 12, which is integrated, for example, in the area of the seat joint arrangement in a housing, for example a technology box.
- a thermostat 12 which is integrated, for example, in the area of the seat joint arrangement in a housing, for example a technology box.
- the use of such a seat heater is not required—in principle, the invention covers solutions in which only one functional component, such as a sensor, is arranged on a carrier.
- a functional component 14 for example a sensor or the like, is arranged in the seat in addition to the seat heater 10.
- the seat heater 10 is essentially formed by a heating wire 16 which is applied to a base body of the seat 8 in a meandering manner.
- the base body of the seat 8 or cover 6 is produced in a known manner from a duroplast by pressing. On this body is then in the Figures 2 and 3 shown carrier 16 is applied, on which the seat heater 10, more precisely the heating wires or conductor tracks and also the functional component 14 are arranged.
- the carrier 16 can be a duroplastic film-like material in which the component 14 and the seat heater 10 are then embedded by softening/melting. This embedding can be done, for example, by high-frequency exposure, ultrasound exposure, laser radiation, the effect of heat and/or the effect of pressure.
- figure 1 shows the carrier 16 in which the third medium, that is, for example, the heating wire of the seat heater 10 or the functional component 14 or their leads 18a, 18b, are embedded.
- This embedding can be done in such a way that the component 14 does not protrude beyond the carrier 16 or only protrudes minimally. As in figure 2 shown, however, partial embedding can also take place, so that the functional component 14 and/or its supply lines 18 protrude beyond the large area 19 of the foil-like carrier 16 .
- This arrangement can, for example, be prefabricated in a separate production line and then delivered to the press as a preform.
- figure 3 shows a variant in which the functional component 14 is a flat component, for example a sensor, an RFID antenna, a screen or the like, which is embedded in the carrier 16 in the manner described above.
- the carrier 16 is made of a foil-like, preferably duroplastic, material. This material is made in such a way that it can be melted or softened by the energetic action described above.
- the carrier 16 is designed in such a way that it has approximately the same thermal expansion behavior and shrinkage behavior as the base material of the seat 8 or cover 6 .
- figure 4 shows a highly schematic section along the line AA in figure 1 to illustrate the layer structure. Visible in this section is a base body 20 of the seat 8 made, for example, from duroplast, which is made from UREA, for example.
- a base body 20 of the seat 8 made, for example, from duroplast, which is made from UREA, for example.
- the in figure 2 illustrated layer structure with the carrier 16 and the functional component 14 or the seat heater 10 embedded therein, of which two meander cross-sections in the illustration according to FIG figure 4 can be seen are applied by pressing.
- the functional component 14 and the seat heater 10 are almost completely embedded in the carrier 16.
- the top side of the carrier is not provided with a surface layer, so that the user has direct contact with the functional component 14, via which appropriate measurements, evaluations or information transmission can then take place.
- FIG 5 shows a corresponding variant, in which the functional component 14 has, for example, some signal lines shown in section, which extend at a distance from the heating wire of the seat heater 10.
- This functional component 14 and the seat heater 10 are covered by a cover layer 24 in this exemplary embodiment.
- This can be a layer of lacquer or a layer of some other duroplastic material.
- the wall thickness of this cover layer 24 is very small, so that the functional components 14 and also the seat heater 10 are arranged very close to the surface of the seat 8 or cover 6, and their function is not disturbed by the cover layer 24.
- the functional component (sensor) 14 can be arranged in an area of a meandering loop of the seat heater 10 .
- other positions are also possible.
- the functional component 14 can be a sensor that is designed to detect the seating position of the user. Depending on this seating position, for example, with so-called shower-toilet seats, an in figure 1 indicated washing nozzle 26 can be controlled so that it is moved to the optimum washing position determined by the sensor.
- a sensor can for example be designed as an induction wire, depending on how much wire surface of the Users is covered, emits a corresponding position signal from which the user's position can be determined.
- Such a wire can also be laid in a loop or in a meandering manner - similar to the seat heating.
- the functional components 14 and/or the seat heater 10 can be arranged on a carrier which is then pressed with the base body of the seat.
- such a toilet seat can also be manufactured using an SMC or BMC process (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound).
- SMC Stet Molding Compound/Bulk Molding Compound
- an SMC layered structure provided, for example, as a semi-finished product, with a plastic matrix, or a fiber-reinforced plastic matrix designed as a molding compound, is pressed in a pressing tool.
- the functional component 14 or the seat heater 10 is applied to a carrier, which is preferably embodied as resin paper or absorbent paper.
- the wire can be melted by energy radiation, for example ultrasound, and connected to the carrier.
- the entire assembly is then pressed using the SMC or BMC process.
- carrier with sensor/seat heating melted on/in can also be used with a seat/cover made of a thermoplastic or a conventional material such as urea or melamine.
- a toilet seat or a toilet lid with a functional component for example a sensor, a chip or the like, is disclosed.
- the component is arranged on a carrier which is pressed with a base material of the seat or cover.
- a method for producing a toilet seat or toilet lid is disclosed, wherein a functional component is arranged on a carrier and is then pressed with the base material.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen WC-Sitz oder einen WC-Deckel gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Patentanspruch 14.
- Ein derartiger WC-Sitz oder WC-Deckel kann als Teil einer WC-Sitzgarnitur ausgeführt sein, die über eine Gelenkanordnung auf einer Keramik schwenkbar befestigt ist. Eine derartige WC-Sitzgarnitur ist beispielsweise in der
WO 2016/020409 A1 der Anmelderin offenbart. Der WC-Sitz ist dabei mit einer Sitzheizung ausgeführt, die durch einen Heizdraht, eine leitfähige Folie, eine Heizleiterbahn oder dergleichen gebildet ist. Das Heizelement ist auf einen schichtartigen Träger, beispielsweise eine duroplastische Folie oder ein harzgetränktes Papier aufgebracht. Dieses Heizelement mit der auf dem Träger angeordneten Sitzheizung wird dann bei der Herstellung des WC-Sitzes mit einem Rundkörper verpresst und gegebenenfalls mit einer dünnen Deckschicht versehen, die beispielsweise eine Lackschicht ist. - Eine derartige WC-Sitzgarnitur hat den Vorteil, dass der fertigungstechnische Aufwand zur Integration der Sitzheizung minimal ist und dass diese Sitzheizung sehr oberflächennah angeordnet werden kann, so dass ein schnelles flächiges Erwärmen der Sitzfläche gewährleistet ist.
- Die
US 5,940,895 offenbart einen WC-Sitz, der mit zumindest einem funktionalen elektrischen Bauelement ausgeführt ist, das auf einem Träger aufgebracht ist, der mit einem Grundkörper des WC-Sitzes oder WC-Deckels verbunden ist und an eine Stromversorgung oder Signalverarbeitungseinheit angeschlossen ist, wobei auf dem vorgefertigten Träger eine Sitzheizung als ein weiteres funktionales, vorzugsweise als elektronisches oder elektrisches Bauelement aufgebracht ist. - In den letzten Jahren besteht ein Trend dahingehend, WC-Sitzgarnituren mit zusätzlichen Funktionen zu versehen. Dabei kann beispielsweise - wie von der Anmelderin in der
DE 10 2013 101 209 A1 vorgeschlagen - in die WC-Sitzgarnitur ein IR-Sensor integriert sein, um die Nutzung zu erfassen und gegebenenfalls einen automatischen Schließvorgang einzuleiten. - In der oben genannten
WO 2016/020409 A1 wird vorgeschlagen, die Sitzheizung nur bei Benutzung anzusteuern. Hierzu kann in dem WC-Sitz ein Infrarotsensor vorgesehen werden, über den die Nutzung erfasst wird. - Dabei ist ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich, um den Sensor zusätzlich zu dem Träger in den WC-Sitz oder WC-Deckel zu integrieren.
- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen WC-Sitz oder einen WC-Deckel zu schaffen, der auf einfache Weise mit einer Zusatzfunktion ausgeführt ist. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sitzes oder Deckels zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch einen WC-Sitz oder WC-Deckel mit der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Erfindungsgemäß hat der Sitz oder Deckel eine Sitzheizung und ein funktionales Bauelement, das vorzugsweise ein elektrisches oder elektronisches Bauelement ist und das auf einem Trägermaterial aufgebracht ist. Dieses Trägermaterial ist dann mit dem Grundmaterial des Sitzes oder Deckels durch Pressen -verbunden Das funktionale Bauelement ist vorzugsweise an eine Stromversorgung oder eine Signalverarbeitungseinheit angeschlossen.
- Durch die Anordnung des funktionalen Bauelementes, beispielsweise einer Heizung oder eines Sensors auf einem Träger, ist dessen Handhabung während des Herstellvorganges - beispielsweise Pressen oder Spritzgießen - deutlich gegenüber Lösungen vereinfacht, bei denen das funktionale Bauelement direkt verpresst oder umspritzt ist. Auch der Fertigungsprozess selbst ist vereinfacht, da die Handhabung des funktionalen Bauelementes aufgrund der Anordnung auf dem vergleichsweise stabilen Träger deutlich vereinfacht ist.
- Bei der Erfindung ist vorgesehen, auf dem Träger auch eine Sitzheizung anzuordnen. Erfindungsgemäß erfüllt der Träger dann eine Doppelfunktion - zum Einen bildet er die Sitzheizung des Sitzes oder des Deckels aus, zum Anderen dient er auch als Träger für das Bauelement und als Träger für die Signal- und Stromversorgung dieses Bauelements.
- Die äußere Anmutung des Sitzes oder des Deckels ist optimiert, wenn die Sitzheizung und/oder das funktionale Bauelement von einer Oberflächenschicht überdeckt ist/sind.
- Diese Oberflächenschicht kann gemäß einer erfindungsgemäßen Lösung transparent sein.
- Prinzipiell kann auch auf die Oberflächenschicht verzichtet werden, wenn eine direkte Kontaktierung des funktionalen Bauelementes mit der den WC-Sitz nutzenden Person gewünscht ist oder aber ein isolierendes Bauelement verwendet ist.
- Diese Oberflächen- oder Deckschicht kann auch partiell ausgebildet sein, so dass beispielsweise ein funktionales Bauelement abgedeckt ist, während ein weiteres funktionales Bauelement direkt von außen her zugänglich bleibt.
- Bei einer weiteren Variante ist der Träger aus dem gleichen oder einem kompatiblen Material wie das Grundmaterial oder aus einem mit dem Grundmaterial verträglichen Material ausgeführt, so dass der Träger einfach eingebunden werden kann.
- Das Aufbringen der Oberflächenschicht ist besonders einfach, wenn diese als Lackschicht ausgeführt ist.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberflächenschicht die Heizung überdeckt und das funktionale Bauelement frei liegt.
- Die Stromversorgung und/oder Signalübertragung der Heizung und des Bauelementes erfolgt vorzugsweise über auf dem Träger verlegte Leitungen, die rückseitig, das heißt sitzgelenkseitig, an eine Stromversorgung oder Signalverarbeitungseinheit angeschlossen sind.
- Diese Stromversorgung oder Signalübertragung kann beispielsweise kann über einen Pin der Gelenkanordnung oder über eine Technikbox erfolgen, die auf die Keramik aufgesetzt ist.
- Das funktionale Bauelement kann beispielsweise ein Sensor zum Erfassen von physiologischen Parametern des Nutzers, eine Lichtquelle, ein Bildschirm, ein Chipmodul, ein Sensor zur Erfassung von Umgebungsparametern, wie beispielsweise der Temperatur oder des Lichteinfalls (Lichtsensor) oder dergleichen sein.
- Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Sitzheizung mäanderförmig auf dem Träger angeordnet. Das zumindest eine funktionale Bauelement wird dann vorzugsweise im Bereich einer Mäanderschleife angeordnet.
- Prinzipiell sieht die Erfindung vor, mittels eines vorzugsweise duroplastischen Trägers, der verträglich mit dem duroplastischen Grundwerkstoff des Sitzes oder des Deckels ist, über geeignete Fertigungsverfahren Drittmedien (funktionale Bauelemente) einzubringen. Diese Drittmedien sollen beispielsweise als Sensoren genutzt werden, so dass ein "intelligenter" Sitz entsteht. Die Drittmedien können einfache elektrische Leiter sein, wie z.B. ein Draht, der bei Erwärmung über die Körperwärme seinen Widerstand ändert und dadurch in der Lage ist, die Anwesenheit des Benutzers zu melden oder dessen Körpertemperatur zu erfassen. Anwendbar sind auch lichtempfindliche Sensoren, elektrisch leitende Kontakte, um einen Oberflächenwiderstand zu messen (z.B. zur Körperfettmessung) oder anders geartete Sensoren, die in der Lage sind, auswertbare Signale zu liefern.
- Als Verfahren zum Einbringen der Sensorik kann z.B. eine Hochfrequenzbeaufschlagung, Ultraschall, Laserstrahl, Wärme, Druck genutzt werden, um den Draht oder das funktionale Bauelement in den - vorzugweise duroplastischen - Träger einzubetten.
- Bei der Herstellung des Sitzes oder des Deckels wird der Träger mit der Sensorik (funktionale Bauelemente) direkt oder in mehreren Schritten auf die Oberfläche des Grundmaterials verpresst. Dabei kann, wie erwähnt, der Sensor an der Oberfläche frei liegen, so dass beispielsweise Leitfähigkeitsmessungen möglich sind. Alternativ kann der Schichtaufbau durch ein zusätzliches duroplastisches Material dünn überpresst werden, so dass ein elektrischer Kurzschluss verhindert wird. Das beim Überpressen verwendete Material, vorzugsweise duroplastisches Harz, kann identisch mit dem Grundmaterial sein oder aber ähnlich bzw. verträglich zu diesem ausgelegt werden.
- Prinzipiell ist es auch möglich, als Träger eine dünne thermoplastische Folie mit eingebetteten Drittmedien auf dem Grundwerkstoff zu verpressen oder zu kaschieren. Dies erfolgt vorzugsweise ohne chemische Anbindung im Wesentlichen durch Adhäsion. Vorstellbar ist es auch, eine zusätzliche dünne Harzschicht zur elektrischen Isolierung aufzubringen und/oder zur Farbgebung den Sitz oder den Deckel nach dem Verpressen mit einer zusätzlichen Lackschicht zu versehen.
- Wie erläutert, kann die Sensorik entlang der Oberfläche des Sitzes/Deckels in den Gelenkbereich geführt werden und dort in an sich bekannter Weise an eine Stromversorgung oder eine Steuerelektronik angeschlossen werden, um Messsignale auszuwerten.
- Denkbar ist es auch, in die Oberfläche des Sitzes/Deckels eine flache Lichtquelle oder einen Bildschirm zu integrieren, über Letzteren kann der Anwender oder ein Betreiber Informationen über gemessene Vitalfunktionen, den Status eines WC-Sitzes oder über sonstige Informationen, wie beispielsweise eine Raumtemperatur abrufen.
- Prinzipiell möglich ist es auch, einen flachen, dünnen Bildschirm in der vorbeschriebenen Weise zu integrieren und so extern empfangene Informationen über WLAN zu übertragen. Auch Nutzerkennungen können über eine RFID-Antenne oder dergleichen eingelesen oder ausgelesen werden.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das funktionale Bauelement - wie oben ausgeführt - ein Draht oder ein sonstiger elektrischer Leiter sein kann und durch eine geeignete Verlegung, beispielsweise in einer Spirale oder als Spule so auszubilden, dass elektrische Effekte, wie beispielsweise eine Induktion erzeugt oder verstärkt werden kann.
- Das funktionale Bauelement, insbesondere der Sensor kann in einem vorgeschalteten Verfahren auf den Träger vor dem Verpressen aufgebracht werden. Dieses Aufbringen kann beispielsweise durch Ultraschall, Laserstrahl, Hochfrequenzschweißen, Kleben, sonstiges Einschmelzen oder dergleichen erfolgen.
- Bei einer Variante der Erfindung ist der Träger aus einem reaktiven duroplastischen Material hergestellt, so dass dieser nach dem Aufbringen der funktionalen Bauelemente (beispielsweise der Sensoren/Leiter) kraftschlüssig mit dem Grundmaterial, beispielsweise durch Verpressen, verbunden werden kann.
- Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den Träger aus Melamin und den Sitz aus UREA herzustellen, da diese beiden duroplastischen Kunststoffe zueinander kompatibel und chemisch gesehen sehr ähnlich sind. Nach dem Verpressen liegt ein Verbund vor, der demjenigen eines Verbundes aus einem einzigen Material sehr nahe kommt.
- Wie bereits vorstehend erwähnt, können die funktionalen Bauelemente, beispielsweise der oder die Sensoren je nach Anwendungszweck überdeckt sein oder blank an der Oberfläche angeordnet sein und/oder elektrisch isoliert werden. Diese Konzepte werden je nach gewünschter Anwendung gewählt, so wird beispielsweise bei einem Sensor zur Leitfähigkeitsmessung keine überdeckende Schicht vorgesehen. Bei Anwendungen, die über Induktion arbeiten, wird eine elektrisch isolierende Schicht über den Träger und das funktionale Bauelement gelegt.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Sensor mit dem Grundmaterial verpresst, der ausgelegt ist, um die Position des Nutzers auf dem Sitz zu erfassen. In Abhängigkeit von diesem Sensorsignal - d.h. der Position des Nutzers auf dem WC-Sitz - wird dann ein Funktionselement, beispielsweise eine Waschdüse angesteuert, so dass diese in die richtige Position fährt, um den Waschvorgang zu optimieren.
- Eine derartige Anwendung ist insbesondere im Care-Bereich wichtig.
- Die Patentanmelderin behält sich vor, auf die vorbeschriebenen Varianten eigene, unabhängige Patentansprüche zu richten.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer WC-Sitzgarnitur; -
Figur 2 einen Träger für ein funktionales Bauelement; -
Figur 3 eine Variante der Anordnung gemäßFigur 2 ; -
Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Schichtaufbaus eines WC-Sitzes und -
Figur 5 eine Variante des Schichtaufbaus gemäßFigur 4 . -
Figur 1 zeigt eine WC-Sitzgarnitur 1, die über eine Sitzgelenkanordnung 4 auf einer Keramik 2 befestigt ist. Die WC-Sitzgarnitur 1 hat einen Deckel 6 und einen Sitz 8, die mittels der Sitzgelenkanordnung 4 gelenkig verbunden sind. Diese kann mit einer "SoftClose"-Funktion ausgeführt sein, bei der die Absenkbewegung mittels einer Dämpferanordnung gedämpft ist. Eine derartige Dämpferanordnung ist in derEP 1 199 020 B1 beschrieben. - Der Sitz 8 ist mit einer gestrichelt angedeuteten Sitzheizung 10 ausgeführt, deren Heiztemperatur und Heizdauer über einen Thermostat 12 einstellbar ist, der beispielsweise im Bereich der Sitzgelenkanordnung in ein Gehäuse, beispielsweise eine Technikbox integriert ist. Erfindungsgemäß ist die Verwendung einer derartigen Sitzheizung jedoch nicht vorausgesetzt - prinzipiell deckt die Erfindung Lösungen ab, bei denen lediglich ein funktionales Bauelement, wie ein Sensor auf einem Träger angeordnet ist.
- Bei der Erfindung ist in dem Sitz zusätzlich zur Sitzheizung 10 ein funktionales Bauelement 14, beispielsweise ein Sensor oder dergleichen angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1 ist die Sitzheizung 10 im Wesentlichen durch einen Heizdraht 16 ausgebildet, der mäanderförmig auf einen Grundkörper des Sitzes 8 aufgebracht ist. - Der Grundkörper des Sitzes 8 oder Deckels 6 wird an sich bekannter Weise aus einem Duroplast durch Pressen hergestellt. Auf diesem Grundkörper wird dann ein in den
Figuren 2 und 3 dargestellter Träger 16 aufgebracht, auf dem die Sitzheizung 10, genauer gesagt deren Heizdrähte oder Leiterbahnen und auch das funktionale Bauelement 14 angeordnet sind. Der Träger 16 kann dabei ein duroplastischer folienartiger Werkstoff sein, in den dann das Bauelement 14 und die Sitzheizung 10 durch Erweichen/Aufschmelzen eingebettet wird. Dieses Einbetten kann beispielsweise durch Hochfrequenzbeaufschlagung, Ultraschallbeaufschlagung, Laserstrahlung, Wärmeeinwirkung und/oder Druckeinwirkung erfolgen.Figur 1 zeigt dabei den Träger 16, in den das Drittmedium, das heißt beispielsweise der Heizdraht der Sitzheizung 10 oder die funktionale Bauelement 14 bzw. deren Zuleitungen 18a, 18b, eingebettet werden. Dieses Einbetten kann dabei so geschehen, dass das Bauelement 14 nicht oder nur minimal über den Träger 16 hinaus steht. Wie inFigur 2 dargestellt, kann jedoch auch ein teilweises Einbetten erfolgen, so dass das funktionale Bauelement 14 und/oder deren Zuleitungen 18 über die Großfläche 19 des folienartigen Trägers 16 hinaus stehen. Diese Anordnung kann beispielsweise in einer getrennten Fertigungslinie vorgefertigt werden und dann als Vorformling zur Presse angeliefert werden. -
Figur 3 zeigt eine Variante, bei der die funktionale Bauelement 14 ein flaches Bauelement, beispielsweise ein Sensor, eine RFID-Antenne, ein Bildschirm oder dergleichen ist, der in der oben beschriebenen Weise in den Träger 16 eingebettet wird. Wie erwähnt, ist der Träger 16 aus einem folienartigen, vorzugsweise duroplastischen Material gefertigt. Dieses Material ist so ausgefertigt, dass es durch die vorbeschriebene energetische Einwirkung aufschmelzbar oder erweichbar ist. Darüber hinaus ist der Träger 16 so ausgelegt, dass er in etwa das gleiche thermische Ausdehnungsverhalten und Schwindungsverhalten, wie das Grundmaterial des Sitzes 8 bzw. Deckels 6 hat. -
Figur 4 zeigt einen stark schematisierten Schnitt entlang der Linie A-A inFigur 1 zur Verdeutlichung des Schichtaufbaus. Sichtbar in diesem Schnitt ist ein, beispielsweise aus Duroplast bestehender, Grundkörper 20 des Sitzes 8, der beispielsweise aus UREA gefertigt ist. Auf diesem Grundkörper 20 kann der inFigur 2 dargestellte Schichtaufbau mit dem Träger 16 und dem darin eingebetteten funktionalen Bauelement 14 bzw. der Sitzheizung 10, von der zwei Mäanderquerschnitte in der Darstellung gemäßFigur 4 zu sehen sind, durch Pressen aufgebracht werden. Bei dem inFigur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das funktionale Bauelement 14 und die Sitzheizung 10 nahezu vollständig in den Träger 16 eingebettet. Die Trägeroberseite ist nicht mit einer Oberflächenschicht versehen, so dass der Nutzer direkten Kontakt mit dem funktionalen Bauelement 14 hat, über das dann entsprechende Messungen, Auswertungen oder eine Informationsübertragung erfolgen kann. -
Figur 5 zeigt eine entsprechende Variante, bei der das funktionale Bauelement 14 beispielsweise einige im Schnitt dargestellte Signalleitungen aufweist, die sich im Abstand zum Heizdraht der Sitzheizung 10 erstrecken. Dieses funktionale Bauelement 14 und die Sitzheizung 10 werden bei diesem Ausführungsbeispiel von einer Deckschicht 24 überdeckt. Diese kann eine Lackschicht oder eine Schicht aus einem sonstigen duroplastischen Material sein. Die Wandstärke dieser Deckschicht 24 ist sehr gering, so dass die funktionalen Bauelemente 14 und auch die Sitzheizung 10 sehr dicht an der Oberfläche des Sitzes 8 oder Deckels 6 angeordnet sind, und deren Funktion nicht durch die Deckschicht 24 gestört ist. - Wie in
Figur 1 angedeutet, kann das funktionale Bauelement (Sensor) 14 in einen Bereich einer mäanderförmigen Schleife der Sitzheizung 10 angeordnet werden. Selbstverständlich sind auch andere Positionen realisierbar. - Das funktionale Bauelement 14 kann ein Sensor sein, der dazu ausgelegt ist, um die Sitzposition des Nutzers zu erfassen. In Abhängigkeit von dieser Sitzposition kann beispielsweise bei so genannten Dusch-WC-Sitzen eine in
Figur 1 angedeutete Waschdüse 26 gesteuert werden, so dass diese in die über den Sensor ermittelte optimale Waschposition verfahren wird. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise als Induktionsdraht ausgeführt sein, der je nachdem, wie wieviel Drahtfläche von dem Nutzer überdeckt wird, ein entsprechendes Positionssignal abgibt, aus dem die Nutzerposition bestimmbar ist. Ein derartiger Draht kann auch schlaufen- oder mäanderförmig - ähnlich wie die Sitzheizung - verlegt werden. - Wie vorstehend erläutert, können die funktionalen Bauelemente 14 und/oder die Sitzheizung 10 auf einem Träger angeordnet sein, der dann mit dem Grundkörper des Sitzes verpresst ist.
- Prinzipiell kann ein derartiger WC-Sitz auch nach einem SMC- oder BMC-Verfahren (Sheet Molding Compound / Bulk Molding Compound) hergestellt werden. Dabei wird ein beispielsweise als Halbzeug bereit gestellter SMC-Schichtaufbau mit einer Kunststoffmatrix oder eine als Formmasse ausgeführte faserverstärkte Kunststoffmatrix in einem Presswerkzeug verpresst.
- Bei einem derartigen Verfahren ist das funktionale Bauelement 14 oder die Sitzheizung 10 auf einem Träger aufgebracht, der vorzugweise als Harzpapier oder saugfähiges Papier ausgeführt ist. Dabei kann der Draht (Sitzheizung/Sensor) durch Energieeinstrahlung, beispielsweise Ultraschall aufgeschmolzen und mit dem Träger verbunden werden. Die gesamte Anordnung wird dann nach dem SMC- oder BMC-Verfahren verpresst. Prinzipiell kann eine derartige Anordnung (Träger mit auf-/eingeschmolzenem Sensor/Sitzheizung) auch bei einem aus einem Thermoplast oder einem herkömmlichen Werkstoff, wie beispielsweise Urea oder Melamin gefertigten Sitz/Deckel verwendet werden.
- Die Anmelderin behält sich vor, auf diese Ausgestaltung einen unabhängigen Anspruch zu richten.
- Offenbart ist ein WC-Sitz oder ein WC-Deckel mit einem funktionalen Bauelement, beispielsweise einem Sensor, einem Chip oder dergleichen. Das Bauelement ist auf einem Träger angeordnet, der mit einem Grundmaterial des Sitzes oder Deckels verpresst ist. Offenbart ist des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines WC-Sitzes oder WC-Deckels, wobei ein funktionales Bauelement auf einem Träger angeordnet ist und dann mit dem Grundmaterial verpresst wird.
-
- 1
- WC-Sitzgarnitur
- 2
- Keramik
- 4
- Sitzgelenkanordnung
- 6
- Deckel
- 8
- Sitz
- 10
- Sitzheizung
- 12
- Thermostat
- 14
- funktionales Bauelement
- 16
- Träger
- 18
- Zuleitung
- 19
- Großfläche
- 20
- Grundkörper
- 24
- Deckschicht
- 26
- Waschdüse
Claims (15)
- WC-Sitz (8) oder WC-Deckel (6), der mit zumindest einem funktionalen vorzugsweise elektronischen oder elektrischen Bauelement (14) ausgeführt ist, das auf einem Träger (16) aufgebracht ist, der mit einem Grundmaterial des WC-Sitzes (8) oder WC-Deckels (6) verbunden ist und an eine Stromversorgung oder Signalverarbeitungseinheit angeschlossen ist, wobei der Träger aus etwa dem gleichen Material wie ein Grundkörper (20) des WC-Sitzes oder WC-Deckels besteht, wobei diese Anordnung des WC-Sitzes oder WC-Deckels in einer getrennten Fertigungslinie vorgefertigt ist und dann als Vorformling zur Presse angeliefert ist, und wobei auf dem vorgefertigten Träger (16) eine Sitzheizung (10) als ein zusätzliches funktionales, vorzugsweise als elektronisches oder elektrisches Bauelement aufgebracht ist.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 1, wobei das funktionale Bauelement (14) von einer Deckschicht (24) überdeckt oder freiliegend ist.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 2, wobei die Deckschicht (24) transparent oder elektrisch leitend oder isolierend ist.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die Deckschicht (24) aus etwa dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie der Grundkörper (20) besteht.
- Sitz oder Deckel nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei die Deckschicht (24) eine Lackschicht ist.
- Sitz oder Deckel nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei die Deckschicht (24) ein funktionales Bauelement, beispielsweise die Sitzheizung (10) überdeckt und ein weiteres funktionales Bauelement (14) freiliegt.
- Sitz oder Deckel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Stromversorgung und/oder Signalübertragung über auf dem Träger (16) verlegte Leitungen (18a, 18b) erfolgt, die rückseitig an eine Stromversorgung oder eine Signalverarbeitungseinheit angeschlossen sind.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 7, wobei die Kontaktierung über eine Sitzgelenkanordnung (4) oder eine Technikbox erfolgt.
- Sitz oder Deckel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das funktionale Bauelement (14) ein Sensor zur Erfassung von physiologischen Parametern des Nutzers, eine Antenne, eine Lichtquelle, ein Bildschirm, ein Sensor zur Erfassung von Umgebungsparametern, wie Temperatur, Licht, ein elektrischer Leiter zur Erzeugung oder Verstärkung von induktiven Effekten oder dergleichen ist.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 9, wobei der Sensor ausgelegt ist, um die Position eines Nutzers auf den Sitz (8) zu erfassen.
- Sitz oder Deckel nach Patentanspruch 10, mit einer Waschdüse (26), die in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors ansteuerbar ist.
- Sitz oder Deckel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Sitzheizung (10) mäanderförmig ausgebildet ist und das funktionale Bauelement (14) im Bereich einer Mäanderschleife positioniert ist.
- Sitz oder Deckel nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Träger (16) aus einem duroplastischen Material, einem reaktiven duroplastischen Material oder aus einem thermoplastischen Material besteht, das eine duroplastische Oberflächenschicht aufweist.
- Verfahren zum Herstellen eines WC-Sitzes (8) oder WC-Deckels (6) gemäß den Patentansprüchen 1 bis 13, wobei zumindest ein funktionales Bauelement (10, 14), beispielsweise ein Sensor auf den Träger (16) aufgebracht wird und die Anordnung bestehend aus dem Träger und dem darauf festgelegten funktionalen Bauelement (10, 14) in einem anschließenden Verfahrensschritt mit dem Grundmaterial des Sitzes (8) oder des Deckels (6) durch Pressen/Spritzgießen verbunden wird.
- Verfahren nach Patentanspruch 14, wobei die Befestigung des funktionalen Bauelementes (10, 14) stoffschlüssig durch Ultraschallbeaufschlagung, Laserstrahlbeaufschlagung, Hochfrequenzbeaufschlagung, thermisches Aufschmelzen, Kleben oder dergleichen erfolgt.
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