Beschreibung Die Erfindung betrifft einen WC-Sitz oder einen WC-Deckel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

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.

In den letzten Jahren besteht ein Trend dahingehend, WC-Sitzgarnituren mit zu- sätzlichen 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 vorhchtungstechnischer 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 Merkmalskom- bination 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 oder 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 - vorzugsweise 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 einem Ausführungsbeispiel 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 Sitzhei- zung 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 mäan- derförmig 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 gemäß Figur 2;

Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Schichtaufbaus eines WC-Sitzes und Figur 5 eine Variante des Schichtaufbaus gemäß Figur 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 der

EP 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 Tech- nikbox 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. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel 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, Wärmeein- Wirkung 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 in Figur 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 vorbeschriebe- ne 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 in Figur 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 in Figur 2 dargestellte Schicht- aufbau mit dem Träger 16 und dem darin eingebetteten funktionalen Bauelement 14 bzw. der Sitzheizung 10, von der zwei Mäanderquerschnitte in der Darstellung gemäß Figur 4 zu sehen sind, durch Pressen aufgebracht werden. Bei dem in Figur 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 kann das funktionale Bauelement 14 oder die

Sitzheizung 10 auf einem Träger aufgebracht sein, der 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. Bezugszeichen:

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