Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie auf deren bevorzugte Verwendung.
Aus der US -A- 4,996,467 ist ein Behälter für Küchenabfälle bekannt, der auf seiner Stirnseite Infrarot-Sensoren aufweist, die einen potentiellen Benutzer detektieren und einen elektrischen Schrittmotor ansteuern, welcher über einen Seilzug eine oben am Behälter angebrachte Klappe öffnet. Der Schrittmotor ist auf Links- und Rechtslauf ausgelegt; er öffnet die Klappe während eine vorbestimmten Zeit, beispielsweise 30 s, und schliesst sie durch eine elektrische Umsteuerung der Laufrichtung. Der Seilzug greift an einer hebelartigen Verlängerung der Klappe an, so dass der Elektromotor währen des gesamten Vorgangs das von der Klappe erzeugte Drehmoment überwinden muss und einen entsprechend hohen Energiebedarf erfordert.
Nachteilig sind somit die relativ hohe erforderliche Leistung des Schrittmotors und dessen grosser Energiebedarf, was einen Batteriebetrieb ausschliesst und eine netzabhängige Stromversorgung erfordert.
Es ist allgemein bekannt, dass in öffentlichen Toiletten, in Hotels, aber auch im privaten Bereich, Gegenstände in die Toiletten geworfen werden, die diese verstopfen, und oft sogar den Abfluss in den Kanalisationsröhren behindern.
Der Grund für diese folgenreichen Handlungen liegt in den meisten Fällen darin, dass am Ort der gewünschten "Entsorgung" keine geeigneten Behältnisse zur Verfügung stehen und/oder diese in ihrer Manipulation unbequem sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche erlaubt, verschmutzte und/oder kontaminierte Gegenstände und Materialien zu sammeln, ohne dass die vorgesehenen Behältnisse in ihrem äusseren Bereich, insbesondere deren Einwurföffnungen und Verschlüsse, berührt werden müssen.
Die Vorrichtung soll mit minimaler Hilfsenergie auskommen, so dass auch batteriegespeiste Ausführungen realisierbar sind. Zudem soll sie, beispielsweise bei ungenügender oder fehlender Speisespannung, manuell bedienbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindungsgegenstand verhindert, dass verschmutzte und/oder kontaminierte Gegenstände den Einwurfbereich des Behälters berühren, und dass dieser von Hand oder mittels Werkzeugen berührt werden muss.
Der durch den Antriebsmechanismus gewährleistete definierte Öffnungswinkel der Einwurfklappe verhindert auch Einwürfe die den Behälter verfehlen und die Umgebung belasten.
Die resultierende, durch die Schwerkraft verursachte Rückstellung der Einwurfklappe wirkt sich besonders energiesparend aus. Der Antriebsmechanismus über einen Seilzug, verursacht nur geringe Reibungsverluste und benötigt daher ebenfalls nur wenig elektrische Energie.
Bei Bedarf lässt sich die Einwurfklappe, ohne jegliche Beschädigung des Antriebs, von Hand öffnen.
Kinematisch vorteilhaft und sehr wirtschaftlich ist die Ausgestaltung des Seilzugs mittels eines Schwenkhebels.
In abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben.
Der Einbezug von Zahnrädern nach Anspruch 2 ergibt eine schlupffreie Kraftübertragung.
Die Vorrichtung nach Anspruch 3 bewirkt eine Umlenkung der Schwenkbewegung, vorteilhafterweise um 90°, so dass die resultierende Drehbewegung direkt oder mittelbar auf die Einwurfklappe übertragbar ist.
Besonders platzsparend und durch Kunststoff-Druckguss günstig herstellbar ist die Ausgestaltung nach Anspruch 4, welche bevorzugt einstückig - mit dem Schwenkhebel und getrennt mit dem Kipphebel - realisiert wird.
Der Aufbau nach Anspruch 5 ist besonders günstig; er erlaubt eine Wandmontage der Vorrichtung.
Die Ausführungsform nach Anspruch 6 gewährleistet ein sehr einfaches Austauschen der Behälter.
Nach Anspruch 7 wird die Stromversorgung erst dann zugeschaltet, wenn ein Behälter betriebsbereit eingehängt ist.
Eine autonome Stromversorgung - mittels Batterien und/oder über Solarzellen (Photovoltaik) - sichert den universellen Einsatz der Vorrichtung auch an Orten an denen keine Netzspannung zur Verfügung steht.
Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands beschrieben.
Es zeigen:
In Fig. 1 ist mit 1 ein auswechselbarer Behälter bezeichnet, der eine Einwurfklappe 2 mit einer vorwiegend der Dekoration dienenden Griffplatte 3 aufweist.
Der Behälter 1 ist in teilweise aufgeschnittenem Zustand dargestellt; ersichtlich ist eine an der Einwurfklappe 2 vorhandene Seitenwange 4, mit dem Abrutschen von Materialien dienenden Rippen 5. Schwenkbar ist die Einwurfklappe 2 um innenliegende Zapfen 6, welche an einer rhomboidförmigen Kulisse 7 angeordnet sind. Ebenfalls ersichtlich ist ein Kipphebel 8, der mit einem Nocken 9 an der hinteren Seite der Kulisse 7 anliegt. Der Kipphebel 8 ist um eine Drehachse 11 schwenkbar, welche in einem Stützflansch 10 gelagert ist. Am Kipphebel 8 greift eine Rückstellfeder 21 an.
Aus Stabilitätsgründen ist der vorstehend beschriebene Nocken-Antrieb doppelt ausgeführt, d.h. symetrisch auf beiden Schmalseiten der Klappe 2.
Mit A ist die "Auf"-Bewegung der Einwurfklappe 2 beschriftet, ebenso der Schwenkweg des Kipphebels 8.
Im unteren Teil des Behälters 1 ist ein deodorierendes Gel 15 eingefüllt, in welchem über die Einwurfklappe 2 eingeworfene Damenbinden landen.
Durch den sicheren Verschluss der Klappe 2 und das deodorierende Gel, welches mit einem üblichen Desinfektionsmittel (Campher) versetzt ist, können auch über einen längeren Zeitraum keine Zersetzungsgerüche in die Umwelt gelangen.
Eingehängt ist der Behälter 1 in einen Gehäuseträger 12, welche unter seinem Gehäusedeckel 12' den gesamten Antriebsmechanismus mit Stromversorgung und Steuerung aufnimmt.
Ersichtlich sind hier der Boden 16 und partiell die Wand 17 der Toilette. In der Wand 17 ist ein Wandhaken 18 mit einer Befestigung 19 angebracht, der in eine Öse des Gehäuseträgers 12 hineinragt und diesen trägt. In einer Abstellflächen 20 des Gehäusedeckels 12' befindet sich eine Statusanzeige 51, welche die Betriebsbereitschaft der Vorrichtung signalisiert, darunter ist ein Näherungsdetektor 50 eingelassen. Um ein unbefugtes Öffnen der Vorrichtung zu verhindern ist diese durch ein Schloss 13 verriegelbar.
In Fig. 2 ist der Behälter 1 in seiner Ansicht von vorne dargestellt. Ersichtlich sind hier die Einwurfklappe 2 und die lippenförmige Griffplatte 3. Unterhalb des Behälters 1 sind Ausbuchtungen 20 vorgesehen, welche erlauben, den auswechselbaren Behälter 1 - beispielsweise während seines Austausches - standsicher auf den Boden zu stellen.
Die Draufsicht Fig. 3 zeigt wiederum die Einwurfklappe 2, diesmal in ihrer äusseren Form und die vorspringende Griffplatte 3, welche ggf. ein bequemes Öffnen von Hand ermöglicht, ästhetisch ansprechend ist und als zusätzliches Gewicht zur Rückstellung in den geschlossenen Zustand des Behälters 1 dient.
Die Seitenansicht Fig. 4 zeigt den Behälter 1 in seinem geöffneten Zustand A. Zusätzlich zu sehen sind hier die weitere Ausgestaltung der Griffplatte 3, der Einwurfklappe 2 mit ihren Seitenwangen 4 und Verstärkungsrippen 4' sowie einer Kulisse 7 mit ihrem verdeckt angeordneten Zapfen 6, der als Drehpunkt dient.
Fig. 5 zeigt sämtliche auf dem Gehäuseträger 12 angeordneten Komponenten. Dieser Träger 12 wird mit seiner Öse 18 an einen Haken an einer Wand aufgehängt und mit Befestigungsbohrungen 60 an der Wand fixiert. Ebenfalls einstückig mit dem Gehäuseträger 12 verbunden sind Trägerlaschen 59, welche dem Einhängen des vorgängig beschriebenen Behälters 1 dienen. Das Vorhandensein eines Behälters 1 wird durch einen hier angebrachten Mikroschalter 33 signalisiert, wobei durch das Gewicht des Behälters 1 eine am Mikroschalter 33 vorhandene Tastfeder 33' betätigt und die Vorrichtung elektrisch betriebsbereit geschaltet wird.
Das Ganze wird durch einen hier abgenommenen Gehäusedeckel 12' geschützt, der an Verstärkungs- und Randleisten 57 und Zentrierstiften 62 positioniert und durch ein Verriegelungsteil 61 gesichert ist.
Der zum Antrieb der Einwurfklappe 2 vorgesehene Elektromotor 22 ist mittels Briden 23 in der rechten unteren Ecke der Trägerplatte 12 angeordnet. Seine Motorachse 24 trägt eine kleine Rolle 25 in welcher, in einer hier nicht dargestellten Bohrung, ein dünnes Seil 26 - durch einen Knoten - verankert ist. Gespeist wird der Elektromotor 22 über seine Anschlussklemmen 27, über Stromzuführungen 28, 28' die zu weiteren Anschlussklemmen 27' geführt sind, welche an einem Batteriekasten 63 angeordnet sind, und eine Klemmenspannung von 6 V Gleichstrom bereitstellen.
Das andere Ende des Seils 26 ist in einer Bohrung 30 verknotet, die in einem Schwenkhebel 29 mit einer linksseitigen Schwenkachse 31 vorhanden ist. Einstückig mit dem aus Kunststoff gefertigten Hebel 29 sind Zahnradsegmente 32 verbunden. Diese stellen ein Teil eines Kegelradgetriebes dar und greifen, in einem Winkel von 45° in weitere Zahnradsegmente 32' ein, die mit einer Drehachse 11 mit Seitenlager 11' verbunden sind und einen Nocken 9 tragen. Gelagert ist das Getriebe in der orthogonalen Ebene zum Gehäuseträger 12, in einem Stützflansch 10.
In analoger Weise ist das Gegenlager ausgebildet, wobei zusätzlich eine Rückstellfeder 21 am rechtsseitigen Nocken 9 angreift.
Sämtliche Anschlusskabel 56 sind durch Kabelbefestigungen 58 gesichert zu einer Steckerverbindung 55 geführt, die auf einer Schaltungsplatte 52 aufgesetzt ist. Neben den im Blockschaltbild Fig. 6 dargestellten elektronischen Komponenten sind auf der Schaltungsplatte 52, Fig. 5, der Näherungsdetektor 50 mit seinem Sender, dem LED 53, und dem Empfänger, der Photodiode 54, sowie der Statusanzeige 51 zu sehen.
Das Blockschaltbild Fig. 6 zeigt die elektronische Steuerung des Antriebsmechanismus Fig. 5; sämtliche Teile sind handelsüblich und in an sich bekannter Weise auf die spezifische Anwendung abgestimmt.
Ein Mikro-Kontroller 65 wird durch einen üblichen Taktgenerator 64 gesteuert. Ein Ausgang des Mikro-Kontrollers 65 ist über einen Verstärker 68, einen Treiber, zur Ansteuerung eines LED 53 verwendet, welches eine Infrarotstrahlung aussendet. Diese IR-Strahlung wird im Betrieb von einer Photodiode 54 empfangen. Das Ausgangssignal der Photodiode 54 ist über einen Verstärker 69 einem Eingang eines Komparators 67 zugeführt; am zweiten Eingang ist eine Referenzspannung UR zugeschaltet, welche ebenfalls zu einem weiteren Komparator 66 geführt ist. Am zweiten Eingang des Komparators 66 befindet sich die Batteriespannung UB, welche dem Batteriekasten 63 entnommen ist. Beide Ausgänge der Komparatoren 66 und 67 sind zum Mikro-Kontroller 65 geführt.
An zwei weiteren Ausgängen des Mikro-Kontrollers 65 ist eine Statusanzeige 51 zugeschaltet, welche zwei LED-Dioden aufweist, wobei die eine, mit gr. (= grün) bezeichnet die Betriebsbereitschaft signalisiert, während die zweite, mit rt. (= rot) bezeichnet, einen eventuellen Betriebsunterbruch anzeigt.
An weiteren Ausgängen des Mikro-Kontrollers 65 befinden sich ein Spannungsregler 70, je ein als Treiber geschalteter Verstärker 71 und 72, welche über Brückenwiderstände 73, 74 der einen Klemme des Elektromotors 22 zugeführt sind. Die zweite Klemme des Elektromotors 22 ist einerseits mit dem Plus-Pol der im Batteriekasten 63 enthaltenen 6 Volt Quelle verbunden und andererseits zum einzigen Ausgang des Spannungsreglers 70 geführt.
Der Minus-Pol der Batterie ist auf die gemeinsame Masse, hier mit E bezeichnet, gelegt.
Ein weiterer Komparator 75 regelt den Strom des Elektromotors 22, indem der eine Eingang zwischen dem Ausgang des Verstärkers 72 und dem Brückenwiderstand 74 und der zweite Eingang zur Referenzspannung UR geführt ist. Der Ausgang des Komparators 75 ist zu einem weiteren Eingang des Mikro-Kontrollers 65 geschaltet.
Die Referenzspannung UR wird im Mikroprozessor des Kontrollers 65 generiert.
Wird die Strahlung der LED 53 durch eine Hand und oder durch einen Gegenstand auf die Photodiode 54 reflektiert, so beginnt der Elektromotor 22 während 0,6 s zu drehen; das Seil 26 wird aufgewickelt, siehe Fig. 5.
Dadurch dreht sich der Schwenkhebel 29 nach unten; über das Getriebe 32, 32' erfolgt eine Übertragung der Bewegung auf die Drehachse 11, was die Nocken 9 vom Gehäuseträger 12 wegbewegt, d.h. von der Wand 17 entfernt, gemäss Fig. 1. Dies bewirkt, dass die Nocken 9 auf die Kulissen 7 drücken und damit die Einwurfklappe 2 in Richtung A öffnen.
Nach 3 s fällt die Klappe 2, durch Ihr Eigengewicht verursacht, wieder in ihre Ruheposition zurück; der Behälter 1 ist geschlossen.
Die Schaltungsanordnung ist derart dimensioniert und abgestimmt, dass wiederholte Öffnungsversuche während eines Zeitintervalls von 3 s nicht wirksam sind, so dass unbefugte Manipulationen im Innern des Behälters 1 zumindest erschwert sind.
Als Mikro-Kontroller 65 hat sich ein Typ PIC16C620-04P (Handelsmarke MICROCHIP, USA), als Spannungsregler 70 ein Typ LM2936Z-5 (MICROCHIP) und als Elektromotor 22 ein Gleichstrommotor des Typs RSS459H242 (Handelmarke MARBUCHI, JP) bewährt.
Die Motorleistung beträgt 5 W, bei einer Nenndrehzahl von 700 U/min.
Die Vorrichtung gewährleistet bei einer mittleren Benutzung mit 25 Einwürfen pro Tag, mit vier handelsüblichen Monozellen (1.5 V Batterien), einen störungsfreien Betrieb während über einem Jahr.
Im praktischen Einsatz werden die Behälter, je nach Intensität der Benutzung regelmässig, in kürzeren oder längeren Abständen ausgetauscht, deren Inhalt zentral entsorgt, die Behälter gereinigt und wieder verwendet. Es hat sich gezeigt, dass nur eine minimale Menge an Gel notwendig ist, da sich im Innenraum des Behälters eine Dampfatmosphäre ausbildet, die allen hyghenischen Anforderungen gerecht wird.
Selbstverständlich ist der Erfindungsgegenstand nicht auf eine Verwendung in Toilettenräumen beschränkt; er lässt sich mit wenig Änderungen für Einsätze in Chemielabors, Operationssälen und Forschungsstätten adaptieren.
So kann beispielsweise der Behälter mit chemikalienbeständigen und/oder strahlenabsorbierenden Materialien und die Einwurfklappe mit geeigneten Dichtungen versehen sein. Der Anpressdruck der Klappe am Behälterrand lässt sich dabei durch die Wahl der Griffplatte leicht einstellen. Ebenfalls kann das deodorierende Gel durch andere Stoffe ersetzt werden, wie Desinfektionsmittel, Absorber- oder Moderatormaterialen.