EP4130407B1 - Wc mit spezifischer schüsselinnenform - Google Patents

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EP4130407B1
EP4130407B1 EP21189636.0A EP21189636A EP4130407B1 EP 4130407 B1 EP4130407 B1 EP 4130407B1 EP 21189636 A EP21189636 A EP 21189636A EP 4130407 B1 EP4130407 B1 EP 4130407B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow path
bowl
edge
inflow step
opening
Prior art date
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Active
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EP21189636.0A
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English (en)
French (fr)
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EP4130407A1 (de
Inventor
Rolf Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geberit International AG
Original Assignee
Geberit International AG
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Publication date
Priority to EP21189636.0A priority Critical patent/EP4130407B1/de
Application filed by Geberit International AG filed Critical Geberit International AG
Priority to DK21189636.0T priority patent/DK4130407T3/da
Priority to ES21189636T priority patent/ES3033960T3/es
Priority to EP25167968.4A priority patent/EP4592462A3/de
Priority to FIEP21189636.0T priority patent/FI4130407T3/fi
Priority to CN202280054563.1A priority patent/CN117813437A/zh
Priority to JP2024506137A priority patent/JP2024527126A/ja
Priority to PCT/EP2022/069900 priority patent/WO2023011889A1/de
Priority to AU2022321657A priority patent/AU2022321657B2/en
Publication of EP4130407A1 publication Critical patent/EP4130407A1/de
Priority to ZA2023/10524A priority patent/ZA202310524B/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03DWATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D11/00Other component parts of water-closets, e.g. noise-reducing means in the flushing system, flushing pipes mounted in the bowl, seals for the bowl outlet, devices preventing overflow of the bowl contents; devices forming a water seal in the bowl after flushing, devices eliminating obstructions in the bowl outlet or preventing backflow of water and excrements from the waterpipe
    • E03D11/02Water-closet bowls ; Bowls with a double odour seal optionally with provisions for a good siphonic action; siphons as part of the bowl
    • E03D11/08Bowls with means producing a flushing water swirl
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03DWATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D2201/00Details and methods of use for water closets and urinals not otherwise provided for
    • E03D2201/40Devices for distribution of flush water inside the bowl

Definitions

  • the present invention relates to a water closet (WC) with a special design of the inner shape of the WC bowl.
  • Toilets have been around for a long time and are defined by the water flushing inside the bowl.
  • the water can be fed to an inlet opening in the bowl via a flush valve and a flush line, for example, at a certain gradient or with the help of pipe pressure.
  • the water is distributed around the top edge of the bowl via a so-called classic flushing rim, like a ring shower, and flows downwards through a number of inlet openings before flowing along the inside of the bowl to a drain opening.
  • various forms of circulating water flow inside the bowl are known and widespread.
  • the flush water is fed into the bowl via at least one inlet opening with a largely tangential entry direction and flows there in a combination of a circulating and a downward movement.
  • the EP 2 604 761 B1 describes such a case, where the bowl's interior shape is asymmetrical.
  • a flow path defined between an outer concave edge and an inner convex edge adjoins the flushing water inlet opening. This flow path encircles the drain opening on the one hand and slopes downwards on the other hand, promoting the described combination of a circulating and descending flushing water flow and bringing the flushing water to the drain opening with a relatively high degree of momentum.
  • the US 9,970,187 B2 concerns a toilet bowl with a special flushing mechanism. This is achieved by a contoured nose directed toward the center of the bowl (see Figure 11), which is located at the upper edge of the bowl and in the plane of symmetry of the toilet bowl, defining the collision point of a partially right- and partially left-hand flow.
  • the present invention is based on the object of providing a toilet with a further optimized bowl interior shape.
  • the inner bowl shape of the toilet according to the invention has a ("first") flow path defined analogously to the cited prior art.
  • the outer "first" concave edge and the inner “first” convex edge are also defined here as lines of extreme curvature values (maxima and minima, depending on the concavity or convexity) occurring in vertical section planes from the outside to the inside (towards the center of the water level in the drain opening). These extreme values then result in extreme value lines or edges through the variety of possible vertical sections. In other words, the edges are lines of greatest curvature with respect to the profile shape of the bowl's inner shape (seen from outside to inside).
  • the corresponding first flow path has a circumferential shape, where the term "circumference" refers to the drain opening, specifically the water level therein.
  • the first flow path slopes downwards during its rotation. This slope means that the shape of the flow path supports, or in other words, accommodates, the downward tendency of the water flow, which is inevitable due to gravity and also desired for the flushing effect.
  • the first flow path has a lower end at the lower part, whereby the present invention proposes a so-called inflow step adjacent to this lower end.
  • this is, in a sense, a "barrier" occurring at the lower end of the first flow path. To distinguish it from the concave and convex edges discussed above, it is not referred to as an "edge.”
  • This barrier or inflow step is defined between a convex edge and a concave edge, whereby the concave edge is the first concave edge that delimits the first flow path to the outside, at least where the first flow path and the inflow step adjoin each other, while the "second" convex edge that also defines the inflow step is accordingly located on the side of the inflow step facing away from the first flow path.
  • the inflow stage can also be described as having an outer convex edge and an inner concave edge (in contrast to the outer concave and inner convex edges of the flow path).
  • the inflow stage (in the sense of the barrier) extends from the concave to the convex edge. It is designed to redirect flushing water flowing along the first flow path. Accordingly, the inflow stage, as explained in more detail below, runs from the outside to the inside toward the drain opening.
  • the orientation of the inflow stage to the drain opening refers to the view from above, i.e., a vertical projection from above. Accordingly, there is an end of the inflow stage that is proximal to the water level. This proximal end, again projected from above, should be directed toward an outer edge of the water level in a front two-thirds area of the water level.
  • “Front” here means in front from the user's perspective, i.e., in front of a user standing in front of a toilet, or adjacent to the knees of a user sitting on the toilet. Typically, "front” is directed away from the wall on or in front of which the toilet is or is to be mounted.
  • Directional means that the proximal end meets the outer edge of the water table or, if the inflow stage extends beyond the outer edge, intersects it or, if the inflow stage ends before that, that an extension of the proximal end meets the edge.
  • the water level does not mean that there must actually be water in the drain opening. Rather, a toilet with a standard odor trap is designed so that, in the installed position in the "resting state," i.e., without flushing water flow, a certain (maximum) water level is present in the drain opening. This does not include possible evaporation losses, which could lead to a slightly lower water level.
  • the water level is determined by an overflow edge on the other side of the odor trap, i.e., the side facing the sewer system.
  • the above statements apply not only to the front two-thirds area of the water level, but also to the front half and particularly preferably even for the front third.
  • the point of impact of the inflow stage is on the outer edge, approximately at a pitch ratio of 3:1, i.e., at the edge of the front quarter.
  • the inflow stage ends above the outer edge of the water surface and no longer reaches it at all (which is not preferred, but possible). Then, in the sense of the present definitions, the end of the inflow stage proximal to the edge (in projection from above) should be considered to be extended in the sense of its local direction. In the same sense, one can consider the equally conceivable, albeit not preferred, case where the inflow stage, unlike the exemplary embodiment, is not delimited by such a lower concave edge that is a direct continuation of the outer concave edge of the first flow path (i.e., the "first" concave edge).
  • the lower concave edge of the inflow step shall also be considered the "first" concave edge in such cases, even if there may be a gap between it and the outer concave edge of the first flow path.
  • the first flow path "ends" at the inflow step, or the inflow step forms the lower end of the flow path.
  • the described alignment of the proximal end of the inflow stage to the front two-thirds area serves to align the portion of the flushing water deflected by the inflow stage so that it does not reach the outlet opening, or more precisely, the water level, at the very back (in the sense defined above).
  • another portion of the flushing water which has flowed along the first flow path or near it (especially slightly outside on a steeper wall section beyond the first concave edge), can pass over the inflow stage instead of flowing along it to the outlet opening. This portion then hits the drain opening further back.
  • at least two parts of the flushing water flow one of which is directed slightly further forward into the drain opening than the other by the inflow stage.
  • the first flow path serves a vortex-like flushing water flow that, on the one hand, rotates and, on the other, descends into the drain opening.
  • buoyant objects such as toilet paper
  • collect and are not flushed out, or not flushed out particularly quickly despite the otherwise extremely efficient flushing water flow (especially with regard to feces). If, with the inflow stage, a portion of the flushing water flow deviates from this rotating flow in the drain opening and is directed further forward into the drain opening, such phenomena can be reduced or prevented.
  • the present invention pursues the concept of a bowl interior shape that maintains as much momentum as possible while disturbing the flow as little as possible and maintaining the momentum.
  • the angle of impact of the proximal end of the inflow step or its extension on the outer edge of the water surface is not too small, namely at least 30°, preferably at least 40°, 50°, 60°, or even 70°.
  • the inflow step is therefore preferably not tangential to the outer edge to further promote the described effect.
  • the inflow step has a certain minimum height of, for example, 10 mm, preferably even at least 12 mm or 14 mm.
  • the height is preferably less than 30 mm, 28 mm, 26 mm, or even 24 mm. In the exemplary embodiment, the value is approximately 20 mm.
  • the inflow stage should of course not have the mentioned minimum heights over its entire extent, but at least at its highest point.
  • an arc shape of the inflow stage is preferred, whereby this should be concave from the perspective of the water flowing in on the first flow path.
  • the concave arc shape sweeps out an overall angle of at least 30°, preferably at least 40° or even at least 50° or 60°. In the exemplary embodiment, it is almost 90°.
  • the definition of the distal end of the inflow stage will be discussed further below. This and the proximal end are decisive for the angle characteristic.
  • the area "on the other side" of the flow stage is preferably designed as a further flow path, namely a second flow path.
  • the edges delimiting this second flow path are, on the one hand, the second convex edge already discussed in connection with the flow stage, and, on the other hand, a second concave edge on the side of the second flow path facing away from the inflow stage.
  • this flow path preferably runs directly near the water level or into it (depending on whether a convex extreme value line still exists above the water level).
  • This second flow path similar to the first flow path, forms a favorable area of the bowl's interior shape for the generally desired rotating and downward-sloping flushing water flow. Accordingly, the second flow path preferably also slopes downwards, although it typically extends less far than the first flow path in terms of encircling the drain opening and the water level therein, and accordingly typically also represents a smaller height difference.
  • the second flow path described should not be confused with the one in the EP 3 412 840 B1 the so-called second flow path.
  • a further flow path according to this document is also present in the present exemplary embodiment, and in the present context, it is also a preferred design feature of the invention. However, it is discussed subordinately here because it is less connected to the flow stage than the second flow path and is accordingly also referred to as the "third" flow path.
  • the third flow path has the same function and shape as in the cited document, so reference can be made to it for details.
  • the second flow path preferably has at least, and particularly preferably, exactly three pointed ends (again in projection from above), whereby, as discussed above, a convex edge proximal to the water level or the water level itself forms a boundary line.
  • the third flow path has exactly two pointed ends and, moreover, taking the height dimension into account (i.e., not only in vertical projection), neither borders the water level nor comes particularly close to it.
  • the third flow path has a step below it and, in the exemplary embodiment, between it and the second flow path, which could be defined analogously to the inflow step. This step has a significantly greater height than the inflow step, namely, in the exemplary embodiment, approximately 60 mm (and preferably at least 40 mm, preferably at least 45 mm or 50 mm).
  • the second flow path is relatively wide (and the third rather narrow, in each case in the vertical projection), namely in a direction transverse to the longitudinal direction of the toilet, i.e. in its width direction, at least 30 mm, preferably even at least 30 mm, preferably even at least 35 mm or 40 mm (in the exemplary embodiment it is 45 mm).
  • the first flow path encircles the outlet opening, specifically the water level. If this water level defines an intersection point of the axes and thus a center point with a longitudinal center axis in the direction from front to back (as defined above) and a transverse center axis dividing this center perpendicular to it, a quantitative minimum statement about the circulation can be made starting from this center point.
  • the first flow path can be represented by a center line between the first convex and the first concave edge (in vertical projection). Respective connecting lines between points of the center line and the just defined The center point should then preferably cover at least 160°, 170°, 180°, or even 190°.
  • the downward slope of the first flow path during the circulation makes it possible to distinguish a lower side from a higher side of the first flow path.
  • “circulation” also means that the flushing water, as it follows the first flow path, ultimately loses height, although local deviations cannot necessarily be ruled out.
  • the first flow path should preferably decrease monotonically (in the mathematical sense, i.e., without any intermediate rises), preferably strictly monotonically (i.e., without any horizontal intermediate sections).
  • the center line just defined should again be used as a reference line.
  • the bowl's inner shape described so far are preferably realized in a one-piece design, for example in a one-piece plastic molded part or ceramic part. Accordingly, the bowl preferably has a one-piece bowl inner shape below its bowl opening containing the first flow path and the inflow stage.
  • a separate supply line can, of course, be connected to the inlet opening for the flushing water.
  • additional separate elements provided in the bowl's inner shape are excluded, for example an attached inflow stage that is glued on as a separate part. Instead, the inflow stage in this design is to be formed in the bowl material itself.
  • an end of the inflow step distal to the water level should be aligned and arranged such that an extension line of this distal end with the local direction (in projection from above) meets the upper edge of the bowl's inner shape in the front half of the bowl, preferably even in its front third or even its front quarter. Accordingly, the inflow step begins somewhat far forward and has a small or negligible angle to the steep wall region. from which the inflow step emerges, allowing the deflection function of the inflow step to be implemented particularly well. In the example, this transition into the steep wall area is tangential.
  • the water level be located in the rear two-thirds of the bowl opening (in vertical projection) with respect to the longitudinal direction (from front to back), preferably in the rear half as in the exemplary embodiment.
  • the longitudinal axes on the one hand, the water level, on the other hand, the bowl opening are aligned.
  • the distal end of the inflow stage is defined by the foremost end of the second flow path, see the exemplary embodiment. Due to the seamless transition of the concave edge, the definition must in this respect be based on the separation of the second convex edge, which delimits the inflow stage on the one hand and the second flow path on the other. If such a seamless transition of the concave edge does not exist, i.e.
  • the front end of the first concave edge in the region of the inflow stage is to be understood as the distal end.
  • the exemplary embodiment clarifies this relationship.
  • the inflow step should preferably achieve a certain minimum steepness, namely an angle of rise relative to the horizontal of at least 75°, preferably at least 80° or even 85°. This is achieved between the two limiting edges, i.e., between the second convex edge and the first concave edge.
  • the third flow path mentioned above can also be designed to completely surround the drain opening, i.e., be continuous. This helps distribute the flushing water throughout the entire interior of the bowl, especially when flushing small amounts of water.
  • the first flow path preferably adjoins the inlet opening in such a way that the rinse water flowing through it flows through it and further distributes this rinse water. This does not necessarily mean that all of the rinse water flows along the first flow path; rather, a portion will usually flow further outward, i.e., outside the first concave edge and, due to its velocity, in a steeper section of the bowl wall, and another portion will also flow further inward over the first convex edge.
  • Figure 1 shows a WC 1, specifically a ceramic WC body, with a WC bowl 2 clearly visible at the front left.
  • a classic odor trap 5 in the form of a knee can be seen, which is to be connected to the wastewater pipe on the right with a nozzle 6, whereby an edge area 7, which is visible just upstream of it below, defines the water level 8 shown further to the left.
  • first (outer) concave edge 11 of the first flow path 10 a first inner convex edge 12 of the first flow path 10
  • second convex edge 13 of a second flow path 14 which will be explained in more detail later
  • a second concave edge 15 of the second flow path 14 a center line 16 of the first flow path 10 is drawn, namely a center line (in perspective from above) between the edges 11 and 12 defining the first flow path 10.
  • the Figures 2 , 4-6 an inlet opening 17 for the flushing water, which is connected in a manner not recognizable to the flushing water connection piece 18.
  • flushing water flows from this inlet opening 17 into the WC bowl 2 with an approximately tangential (in perspective from above) and otherwise approximately horizontal main flow direction.
  • the flushing water obviously hits the largest area of the first flow path 10 ( Figure 5 ), which in this sense connects to the inlet opening 17.
  • a part of the first flow path 10 also exists, somewhat counterclockwise, next to the inlet opening 17 (in projection from above), and is therefore not immediately affected by the incoming flushing water.
  • This area begins, strictly speaking, at the rear, where the first flow path disappears according to the figures, i.e. approximately at the intersection point of the vertical part of the axis cross, which in Figure 4 and 5 is drawn into the water level 8 to define its center.
  • the first flow path 10 descends continuously and strictly monotonically, particularly with its center line 16, and thereby circulates (again with the center line 16 as a reference) the water level 8. Due to the quasi-asymptotic narrowing of the first flow path 10 at its beginning in the aforementioned rear region, one could, in a mathematical sense, actually use the rearmost point of the bowl's inner shape as the starting point, resulting in an angle of this circling around the water level 8 (relative to the marked center point therein and defined from the center line 16) of a good 230°.
  • the outer concave edge runs during the described circulation of the first flow path 10 approximately at the lower Edge of the already mentioned steep wall area 3 of the bowl's inner shape, compare e.g. the X-mark on the left in Figure 3 and of course Figure 4 This applies from the "back” in a clockwise direction to the "bottom” and a little further. Then it runs continuously, curved and concave further inwards, with a gap between it and the steep wall area 3 according to Figure 5 additional structures are created. This concerns the already mentioned second convex edge 13 and the second concave edge 15 and a second flow path 14 defined between them.
  • the second convex edge 13 and the second concave edge 15 define a second flow path 14 between them, wherein Figure 4
  • the second convex edge 13 bends just before the edge of the outlet opening, because this is where the strongest convex curvatures occur.
  • the second concave edge 15 forms, in a certain sense, apart from the inflow step 18 conditional height offset, a continuation of the first concave edge 11, compare the Figures 1 and 4-6 .
  • the second flow path 14 thus has a pointed end at the front and rear, as seen from above, and another corner approximately in the middle inside.
  • the second flow path 14 is considerably wider than the third flow path 19, namely approximately 45 mm. This refers to the transverse direction according to the Figures 4-6 , i.e. to the widest point at the inner corner of the second flow path 14.
  • the flushing water flowing out of the inlet opening 17 initially flows clockwise, mostly along the first flow path 10 and, due to centrifugal force, also somewhat outside of it.
  • the flushing water flow then enters the area of the inflow stage 18, a portion of it is directed inwards through the inflow stage 18 approximately into the middle of the water level 8, and another portion continues beyond the inflow stage 18 via the second flow path 14, at least approximately following the original rotating flow.
  • the latter portion drops in height via the second flow path 14. In this respect, it ensures a vigorous rotating flushing water flow in the outlet opening as well, as already described in the cited prior art, with the inflow stage 18 additionally directing a portion of the flow approximately into the eye of the rotating flow in the outlet opening.
  • Figure 8 shows the just described water flow with a photo of a real example analogous to the other figures.
  • the perspective corresponds to the top view of the Figures 4-6
  • the water is colored, which explains the dark hue, especially in the lower part.
  • the embodiment also shows a third flow path 19, already mentioned abstractly above, clearly above and in the perspective from above slightly offset clockwise relative to the leading edge 18.
  • this third flow path 19 holds a portion of the rotating flushing water flow, which initially runs outside the first flow path 10 and, due to centrifugal force, along the steep wall area 3, at a certain height. This portion is somewhat prevented from sinking too far downwards, especially after it has reached the Figure 4 lower area of the bowl's inner shape and the radii of curvature relevant for the centrifugal force increase.
  • Line 20 is a tangential line to the outer edge of the water level 8
  • line 21 is an extension of the proximal end of the inflow stage 18 to this edge. Both lines 20 and 21 meet at an angle of just under 90°, with line 21 pointing approximately towards the center of the water level 8.
  • the intersection point of line 21 with the edge of the water level 8 lies, in the longitudinal direction from front to back, according to Figure 6 clearly within the foremost third of the central longitudinal axis of the water level 8, namely approximately three-quarters (thus dividing this central longitudinal axis in a ratio of 3:1).
  • Figure 5 and 6 also show that the direction of line 21, i.e. the local direction of the inflow step 18 at its inner end, is rotated by almost 90° compared to the local direction of the inflow step 18 at its outer end, i.e. compared to the part of the inflow step 18 where it disappears outside or merges into the steep wall area 3 (in the Figures 4 and 5 where edges 13 and 15 meet).
  • the inflow stage 18, with its curved shape, thus spans a substantial angular range, which is very streamlined due to its concave, rounded shape.
  • the height 22 is the vertical offset between the first concave edge 11 and the second convex edge 13 and thus, in a sense, the height of the inflow step 18, while the height 23 is the vertical offset between the second concave edge 15 and the inner convex edge of the third flow path 19, i.e. the height of the third flow path 19 above the second flow path 14.
  • the latter is significantly larger and is approximately 60 mm compared to approximately 20 mm for the former.
  • Figure 7 These heights are without the Figures 4-6 drawn (dash-dotted) edges; however, they refer to these, in particular with the numerical values just given.
  • the inflow step reaches a steepness of approximately 90° relative to the horizontal between the two edges 11 and 13.
  • the entire toilet body 1 is a one-piece ceramic part in the form shown, which applies in particular to the complete inner shape of the bowl.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserklosett (WC) mit einer besonderen Ausgestaltung der Innenform der WC-Schüssel.
  • WCs sind seit langer Zeit bekannt und definieren sich durch eine Wasserspülung des Schüssel inneren. Das Wasser kann zum Beispiel mit einer gewissen Gefällehöhe oder mithilfe des Leitungsdrucks über ein Spülventil und eine Spülleitung einer Eintrittsöffnung zur Schüssel zugeführt werden. Bei konventionellen WCs wird das Wasser über einen sogenannten klassischen Spülrand ringduschenartig am oberen Rand der Schüssel umlaufend verteilt und durchströmt eine Vielzahl Eintrittsöffnungen in Richtung nach unten, um in der Schüssel entlang deren Innenform nach unten zu einer Ablauföffnung zu gelangen. Als Alternative dazu sind verschiedene Formen einer in der Schüsselinnenform zirkulierenden Wasserströmung zur Spülung bekannt und verbreitet. Dazu wird das Spülwasser über zumindest eine Eintrittsöffnung mit weitgehend tangentialer Eintrittsrichtung in die Schüssel geführt und strömt darin in einer Kombination aus einer zirkulierenden und einer abwärtsgerichteten Bewegung.
  • Die EP 2 604 761 B1 beschreibt einen solchen Fall, wobei die Schüsselinnenform asymmetrisch gestaltet ist. Dabei schließt sich an die Spülwasser-Eintrittsöffnung eine zwischen einer äußeren konkaven Kante und einer inneren konvexen Kante definierte Strömungsbahn an, die einerseits die Ablauföffnung umläuft und andererseits bei diesem Umlaufen abfällt, um die beschriebene Kombination aus einer zirkulierenden und abfallenden Spülwasserströmung zu begünstigen und das Spülwasser mit relativ viel "Schwung" zu der Ablauföffnung zu bringen.
  • Dazu kann ergänzend verwiesen werden auf die EP 3 412 840 B1 , bei der eine weitere zweite Strömungsbahn über einen begrenzten (in Draufsicht auf die Schüsselöffnung definierten) Winkelbereich vorgesehen ist, mit der insbesondere bei hinterschnittfreiem oberen Schüsselinnenrand das Risiko eines Herausspritzen minimiert werden kann.
  • Bei der JP 6796800 B2 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, ist am Ende einer umlaufenden horizontalen Strömungsbahn ein Vorsprung vorgesehen. Während Wasser mit relativ hoher Geschwindigkeit eher auf der umlaufenden Strömungsbahn verbleibt (vgl. Abschnitt 50), besitzt das Wasser mit niedrigerer Geschwindigkeit die Tendenz, zur Schüsselmitte herunterzufließen (vgl. Abschnitt 51).
  • Bei der EP 3 321 438 B1 tritt Spülwasser aus drei Öffnungen aus und erzeugt damit eine zirkulierende Strömung in der Schüssel entlang einer zirkulierenden Bahn (vgl. Abschnitt 16 und 17). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (vgl. Abschnitt 132 und Figuren 15 bis 22) ist an den Wasseraustrittsstellen jeweils eine vertikale Führungskante angebracht (vgl. Figur 17).
  • Auch die US 9.970.187 B2 betrifft eine Toilettenschüssel mit einer besonderen Spülung. Diese wird erreicht durch eine zur Schüsselmitte gerichtete Konturennase (vgl. Figur 11), welche am oberen Schüsselrand und in der Symmetrieebene der Toilettenschüssel liegt und den Kollisionspunkt einer teils rechts- und teils linkslaufenden Strömung definiert.
  • Eine Einsparung von Spülwasser soll auch durch die US 3,723,998 erreicht werden. Hierbei ist ein Zubehörteil für WCs offenbart, welches eine Ablenkung des Spülwassers nach unten bezweckt (vgl. Spalte 1, Zeilen 15 bis 19). Es ist ausgelegt für WCs mit mehreren Spülwasseraustrittsöffnungen.
  • Auf dieser Grundlage liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein WC mit einer weiter optimierten Schüsselinnenform anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein WC gemäß Anspruch 1, konkret mit einer Schüssel, welche eine Schüsselöffnung nach oben und eine Eintrittsöffnung für einen Eintritt von Spülwasser in die Schüssel aufweist,
    • sowie eine Schüsselinnenform mit einer Strömungsbahn, die zwischen einer äußeren ersten konkaven Kante und einer inneren ersten konvexen Kante definiert ist,
    • wobei die Schüssel einen Ablauf mit einer Ablauföffnung und einem Geruchsverschluss aufweist und
    • wobei die erste Strömungsbahn die Ablauföffnung umläuft und bei diesem Umlaufen abfällt,
    • wobei die erste Strömungsbahn an ihrem unteren Ende an eine Anströmstufe angrenzt, welche Anströmstufe zwischen einem Teil der ersten konkaven Kante und einer zweiten konvexen Kante auf einer von der ersten Strömungsbahn abgewandten Seite der Anströmstufe definiert ist und von der ersten konkaven Kante zu der zweiten konvexen Kante ansteigt,
    • womit die Anströmstufe zum Umlenken von Spülwasser in die Ablauföffnung ausgelegt ist
    • wobei ein zu einem Wasserspiegel in der Ablauföffnung proximales Ende der Anströmstufe in Projektion von oben auf den Rand des Wasserspiegels in einem Zweidrittelbereich des Randes gerichtet ist.
  • Auch gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Schüsselinnenform des erfindungsgemäßen WCs eine analog zu dem zitierten Stand der Technik definierte ("erste") Strömungsbahn auf. Die äußere "erste" konkave Kante und die innere "erste" konvexe Kante sind auch vorliegend definiert als Linien von jeweils in vertikalen Schnittebenen von außen nach innen (zum Zentrum des Wasserspiegels in der Ablauföffnung) auftretenden Krümmungsextremwerten (Maxima und Minima, je nach Konkavität oder Konvexität). Aus diesen Extremwerten ergeben sich Extremwertlinien bzw. -kanten dann durch die Vielfalt der möglichen vertikalen Schnitte. In anderen Worten sind die Kanten Linien stärkster Krümmung in Bezug auf die Profilform der Schüsselinnenform (von außen nach innen gesehen).
  • Die entsprechende erste Strömungsbahn hat eine umlaufende Gestalt, wobei sich der Begriff des "Umlaufen" auf die Ablauföffnung, konkret den Wasserspiegel darin, bezieht. Wie in dem zitierten Stand der Technik fällt die erste Strömungsbahn während des Umlaufens ab. Dieses Abfallen bedeutet, dass die Form der Strömungsbahn, die durch die Schwerkraft ohnehin unvermeidliche und für die Spülwirkung auch erwünschte Abwärtstendenz der Wasserströmung unterstützt oder ihr, in anderen Worten, entgegenkommt. Insbesondere bedeutet das, dass in Bezug auf eine das WC mittig in eine linke und rechte Hälfte teilende vertikale Ebene (die sozusagen den Benutzer, wenn er auf dem WC sitzt, ebenfalls gedanklich mittig teilt und bei Wandmontage senkrecht auf der Wand steht) eine tiefer liegende und eine höher liegende Seite der ersten Strömungsbahn unterscheidbar sind.
  • In diesem Sinn hat die erste Strömungsbahn an dem tiefer liegenden Teil ein unteres Ende, wobei die vorliegende Erfindung eine an dieses untere Ende angrenzende sogenannte Anströmstufe vorschlägt. Diese ist, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, gewissermaßen eine an dem unteren Ende der ersten Strömungsbahn auftretende "Barriere", wobei hier zur Unterscheidung von den oben adressierten konkaven und konvexen Kanten nicht von einer "Kante" gesprochen wird.
  • Diese Barriere bzw. Anströmstufe definiert sich zwischen einer konvexen Kante und einer konkaven Kante, wobei die konkave Kante jedenfalls dort, wo die erste Strömungsbahn und die Anströmstufe aneinandergrenzen, die die erste Strömungsbahn nach außen begrenzende erste konkave Kante ist, während die die Anströmstufe außerdem definierende "zweite" konvexe Kante dementsprechend auf der von der ersten Strömungsbahn abgewandten Seite der Anströmstufe liegt.
  • Bei der Anströmstufe kann man dementsprechend auch von einer äußeren konvexen Kante und einer inneren konkaven Kante sprechen (im Unterschied zur äußeren konkaven und inneren konvexen Kante der Strömungsbahn). Dabei steigt die Anströmstufe (im Sinn der Barriere) von der konkaven zu der konvexen Kante an. Sie ist ausgelegt zum Umlenken von auf der ersten Strömungsbahn strömendem Spülwasser. Dementsprechend verläuft die Anströmstufe, wie weiter unten noch näher ausgeführt, von außen nach innen auf die Ablauföffnung zu.
  • Die Ausrichtung der Anströmstufe auf die Ablauföffnung, konkret den Wasserspiegel darin, bezieht sich auf den Blick von oben, also auf eine vertikale Projektion von oben. Dementsprechend gibt es ein zu dem Wasserspiegel proximales Ende der Anströmstufe. Dieses proximale Ende soll, wiederum in Projektion von oben, auf einen äußeren Rand des Wasserspiegels in einem vorderen Zweidrittelbereich desselben gerichtet sein. "Vorne" bedeutet dabei aus der Sicht des Benutzers vorne, also bei einem vor einem WC stehenden Benutzer vorn bzw. bei einem auf dem WC sitzenden Benutzer zu dessen Knien benachbart. Üblicherweise ist damit "vorne" von der Wand weg gerichtet, an oder vor der das WC montiert ist oder werden soll.
  • "Gerichtet" bedeutet, dass das proximale Ende den äußeren Rand des Wasserspiegels trifft oder, wenn die Anströmstufe bis über den äußeren Rand hinaus geht, schneidet oder, wenn die Anströmstufe davor endet, dass eine Verlängerung des proximalen Endes den Rand trifft.
  • Der Wasserspiegel wiederum ist nicht so zu verstehen, dass in der Ablauföffnung tatsächlich Wasser stehen muss. Vielmehr ist ein WC mit dem üblichen Geruchsverschluss so konstruiert, dass in Montageposition im "Ruhezustand", also ohne Spülwasserströmung, ein gewisser (maximaler) Wasserspiegel in der Ablauföffnung steht. Dabei sind denkbare Verdunstungsverluste nicht mit inbegriffen, die zu einem etwas niedrigeren Wasserspiegel führen können. Typischerweise bestimmt sich der Wasserspiegel durch eine Überlaufkante auf der anderen Seite des Geruchsverschlusses, also auf der der Kanalisation zugewandten Seite.
  • Besonders bevorzugterweise gelten die obigen Aussagen nicht nur für den vorderen Zweidrittelbereich des Wasserspiegels, sondern gelten für die vordere Hälfte und besonders bevorzugterweise sogar für das vordere Drittel. Im Ausführungsbeispiel liegt der Auftreffpunkt der Anströmstufe auf den äußeren Rand, etwa beim Teilungsverhältnis 3:1, also am Rand des vorderen Viertels.
  • Eben wurde auch auf den denkbaren Fall abgestellt, dass die Anströmstufe noch oberhalb des äußeren Randes des Wasserspiegels endet und diesen gar nicht mehr erreicht (was nicht bevorzugt, aber möglich ist). Dann soll im Sinn der vorliegenden Definitionen das zu dem Rand proximale Ende der Anströmstufe (in Projektion von oben) im Sinn seiner lokalen Richtung verlängert gedacht werden. Im gleichen Sinn kann man den ebenfalls denkbaren, wenngleich nicht bevorzugten Fall betrachten, dass die Anströmstufe im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nicht von einer solchen unteren konkaven Kante begrenzt ist, die eine unmittelbare Fortsetzung der äußeren konkaven Kante der ersten Strömungsbahn ist (also der "ersten" konkaven Kante). Auch dann kann man sich zwischen einem von dem äußeren Ende des Wasserspiegels distalen Ende der Anströmstufe und der äußeren konkaven Kante der ersten Strömungsbahn gewissermaßen in Verlängerung des distalen Endes (mit dessen lokaler Richtung in vertikaler Projektion) ein Zwischenstück denken. Zur Vereinfachung der Begrifflichkeiten und Erläuterung soll auch für solche Fälle die untere konkave Kante der Anströmstufe als die "erste" konkave Kante gelten, wenngleich zwischen jener und der äußeren konkaven Kante der ersten Strömungsbahn eine Lücke vorliegen mag. In diesem Sinn "endet" die erste Strömungsbahn an der Anströmstufe bzw. bildet die Anströmstufe das untere Ende der Strömungsbahn.
  • Die beschriebene Ausrichtung des proximalen Endes der Anströmstufe auf den vorderen Zweidrittelbereich dient dazu, den von der Anströmstufe umgelenkten Teil des Spülwasser so auszurichten, dass er die Ablauföffnung, genauer den Wasserspiegel, nicht erst ganz "hinten" (im oben definierten Sinn) trifft. Hingegen kann ein anderer Teil des Spülwassers, das auf der ersten Strömungsbahn oder in deren Nähe (insbesondere etwas außerhalb an einem steileren Wandabschnitt jenseits der ersten konkaven Kante) herangeströmt ist, über die Anströmstufe hinaus gelangen, statt an dieser entlang zur Ablauföffnung zu strömen. Dieser Teil trifft dann die Ablauföffnung weiter hinten. Vereinfacht kann man sich also mindestens zwei Teile der Spülwasserströmung vorstellen, von denen ein Teil durch die Anströmstufe etwas weiter vorn in die Ablauföffnung gerichtet wird als der andere.
  • Wie in dem bereits zitierten Stand der Technik, insbesondere dem älteren Patent EP 2 604 761 B1 bereits erläutert, dient die erste Strömungsbahn einer wirbelartigen und einerseits rotierenden, andererseits abfallend in die Ablauföffnung strömenden Spülwasserströmung, die dementsprechend in der Ablauföffnung ebenfalls zu einer rotierenden und im Sinne des zitierten Standes der Technik möglichst "schwungvollen" Spülwasserströmung führt. Es kommt jedoch vor, dass sich im "Auge" einer solchen rotierenden Strömung, insbesondere schwimmfähige Gegenstände, zum Beispiel Toilettenpapier, sammeln und trotz der im Übrigen überaus effizienten (vor allem im Hinblick auf Fäkalien) Spülwasserströmung nicht oder nicht besonders schnell ausgespült werden. Wenn nun mit der Anströmstufe ein Teil der Spülwasserströmung von dieser rotierenden Strömung in der Ablauföffnung abweichend weiter vorn in dieselbe zielt, können solche Phänomene verringert oder verhindert werden.
  • Im Stand der Technik US 2014/0289947 A1 wird dieses Problem bereits behandelt, wobei dort die Spülwasserströmung durch zwei Öffnungen in zwei Teilströme aufgeteilt werden soll, von denen eine stärker ist und durch eine relativ tiefe hintere Fläche (Bezugszeichen 42 in Figur 12) zum Teil zurückgeworfen werden soll, sodass am Ende drei Teilströmungen entstehen. Eine Teilströmung soll dabei auf die beschriebene hintere Fläche, nicht im Sinne einer Umlenkung in eine andere Richtung, sondern im Sinne einer in viele Richtungen verteilten Durchmischung, aufprallen. Dadurch soll der Wirbel in der Ablauföffnung zerstört werden und eine möglichst statistisch gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in der Ablauföffnung erreicht werden. Das Konzept geht also in die Richtung einer quasi chaotischen Störung der rotierenden Spülwasserströmung kurz vor der Ablauföffnung.
  • Die vorliegende Erfindung geht stattdessen den Weg, das Konzept der möglichst viel "Schwung" erhaltenden Schüsselinnenform weiterzuverfolgen und dabei die Strömung möglichst wenig zu stören und den "Schwung" zu erhalten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei der Auftreffwinkel des proximalen Endes der Anströmstufe oder von dessen Verlängerung auf den äußeren Rand des Wasserspiegels nicht zu klein, nämlich mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 40°, 50°, 60° oder sogar 70° groß. Die Anströmstufe liegt also zu dem äußeren Rand vorzugsweise nicht tangential, um die beschriebene Wirkung weiter zu fördern.
  • Vorzugsweise hat die Anströmstufe eine gewisse Mindesthöhe von zum Beispiel 10 mm, vorzugsweise sogar mindestens 12 mm oder 14 mm. Umgekehrt beträgt die Höhe vorzugsweise weniger als 30 mm, 28 mm, 26 mm oder sogar 24 mm. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Wert etwa 20 mm.
  • Der Anströmstufe soll die genannten Mindesthöhen natürlich nicht über ihre gesamte Erstreckung hinweg aufweisen, sondern mindestens an ihrer höchsten Stelle.
  • Bevorzugt ist ferner eine Bogenform der Anströmstufe, wobei diese aus der Perspektive des auf der ersten Strömungsbahn anströmenden Wassers konkav verlaufen soll. Dies bezieht sich zunächst darauf, dass sie zumindest abschnittsweise und vorzugsweise zumindest zum größten Teil in diesem Sinn konkav sein soll (also in der Projektion von oben gesehen), besonders bevorzugterweise auch nicht abschnittsweise konvex und ganz besonders bevorzugterweise insgesamt durchgängig konkav. Vorzugsweise überstreicht die konkave Bogenform dabei insgesamt einen Winkel von mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 40° oder sogar mindestens 50° oder 60°. Beim Ausführungsbeispiel sind es fast 90°. Auf die Definition des distalen Endes der Anströmstufe wird weiter unten noch eingegangen. Dieses und das proximale Ende sind für das Winkelmerkmal maßgeblich.
  • Zuvor wurde bereits erläutert, dass ein von der Strömungsstufe nicht umgelenkter Teil des Spülwassers über diese hinaus gelangen kann und in anderer Form und insbesondere weiter hinten in die Ablauföffnung gelangt. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise der Bereich sozusagen "auf der anderen Seite" der Strömungsstufe als weitere Strömungsbahn, nämlich als zweite Strömungsbahn, ausgestaltet. Die diese zweite Strömungsbahn begrenzenden Kanten sind einerseits die bereits in Zusammenhang mit der Strömungsstufe diskutierte zweite konvexe Kante und andererseits eine zweite konkave Kante auf der von der Anströmstufe abgewandten Seite der zweiten Strömungsbahn. Vorzugsweise verläuft diese Strömungsbahn in dieser Form dann unmittelbar in die Nähe des Wasserspiegels oder führt in diesen hinein (je nachdem, ob oberhalb des Wasserspiegels noch eine konvexe Extremwertlinie auftritt).
  • Diese zweite Strömungsbahn bildet, ähnlich wie die erste Strömungsbahn, einen günstigen Bereich der Schüsselinnenform für die grundsätzlich erwünschte rotierende und dabei abfallende Spülwasserströmung. Dementsprechend fällt die zweite Strömungsbahn vorzugsweise ebenfalls ab, wenngleich sie typischerweise hinsichtlich des Umkreisens der Ablauföffnung und des Wasserspiegels darin weniger weit reicht als die erste Strömungsbahn und dementsprechend auch typischerweise weniger Höhendifferenz ausmacht.
  • Die beschriebene zweite Strömungsbahn ist nicht zu verwechseln mit der in der EP 3 412 840 B1 so bezeichneten zweiten Strömungsbahn. Eine weitere Strömungsbahn gemäß diesem Dokument gibt es im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch und sie ist im vorliegenden Zusammenhang auch bevorzugtes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung. Sie wird hier allerdings nachrangig diskutiert, weil sie weniger mit der Strömungsstufe verbunden ist als die zweite Strömungsbahn, und dementsprechend auch als "dritte" Strömungsbahn bezeichnet. Die dritte Strömungsbahn hat im vorliegenden Zusammenhang die gleiche Funktion und Gestalt wie in dem zitierten Dokument, sodass zu Details darauf verwiesen werden kann.
  • Im Unterschied zu dieser dritten Strömungsbahn (z. B. gemäß Ausführungsbeispiel), weist die zweite Strömungsbahn vorzugsweise mindestens und besonders bevorzugter Weise genau drei spitze Enden auf (wieder in Projektion von oben), wobei, wie weiter oben schon diskutiert, alternativ eine zu dem Wasserspiegel proximale konvexe Kante oder der Wasserspiegel selbst eine Begrenzungslinie bilden. Zur Veranschaulichung wird auf die Figuren des Ausführungsbeispiels verwiesen. Dort erkennt man auch, dass die dritte Strömungsbahn genau zwei spitze Enden aufweist und im Übrigen unter Berücksichtigung der Höhendimension (also nicht nur in vertikaler Projektion) weder an den Wasserspiegel angrenzt, noch diesem besonders nah kommt. Insbesondere hat die dritte Strömungsbahn unter sich und im Ausführungsbeispiel zwischen sich und der zweiten Strömungsbahn eine Stufe, die man analog zur Anströmstufe definieren könnte. Diese Stufe hat eine deutlich größere Höhe als die Anströmstufe, nämlich im Ausführungsbeispiel etwa 60 mm im (und vorzugsweise mindestens 40 mm, vorzugsweise mindestens 45 mm oder 50 mm).
  • Außerdem ist die zweite Strömungsbahn relativ breit (und die dritte ziemlich schmal, jeweils gemeint in der vertikalen Projektion), nämlich in einer Richtung quer zur Längsrichtung des WCs, also in dessen Breitenrichtung, mindestens 30 mm, vorzugsweise sogar mindestens 30 mm, vorzugsweise sogar mindestens 35 mm oder 40 mm (im Ausführungsbeispiel sind es 45 mm).
  • Die erste Strömungsbahn umläuft, wie schon erläutert, die Ablauföffnung, konkret den Wasserspiegel. Wenn dieser Wasserspiegel mit einer Längsmittelachse in der Richtung von vorne nach hinten (wie zuvor definiert) und mit einer diese mittig teilenden Quermittelachse senkrecht dazu einen Kreuzungspunkt der Achsen und damit einen Mittelpunkt definiert, kann von diesem Mittelpunkt ausgehend eine quantitative Mindestaussage zu dem Umlaufen getroffen werden. Dazu kann die erste Strömungsbahn repräsentiert werden durch eine Mittellinie zwischen der ersten konvexen und der ersten konkaven Kante (in vertikaler Projektion). Jeweilige Verbindungslinien zwischen Punkten der Mittellinie und dem gerade definierten Mittelpunkt überstreichen dann vorzugsweise mindestens 160°, 170°, 180°, oder sogar 190°.
  • Weiter oben wurde bereits erläutert, dass das Abfallen der ersten Strömungsbahn während des Umlaufens eine tiefere Seite von einer höheren Seite der ersten Strömungsbahn unterscheidbar macht. In diesem Sinn bedeutet "Umlaufen" also auch, dass das Spülwasser, soweit es der ersten Strömungsbahn folgt, dabei letztlich an Höhe verliert, wobei lokale Abweichungen nicht zwingend ausgeschlossen sind. Vorzugsweise soll die erste Strömungsbahn allerdings monoton (im mathematischen Sinn, also ohne Ansteigen zwischendurch) abfallen, vorzugsweise streng monoton (also auch ohne horizontale Zwischenbereiche). Hierzu ist wieder die eben schon definierte Mittellinie als Bezugslinie heranzuziehen.
  • Die bislang beschriebenen geometrischen Merkmale der Schüsselinnenform sind vorzugsweise in einer einstückigen Ausführung realisiert, zum Beispiel in einem einstückigen Kunststoffformteil oder Keramikteil. Dementsprechend weist die Schüssel unterhalb ihrer Schüsselöffnung vorzugsweise eine die erste Strömungsbahn und die Anströmstufe enthaltende einstückige Schüsselinnenform auf. Dabei kann sich natürlich an die Eintrittsöffnung des Spülwassers eine separat ausgeführte Zuführleitung anschließen. Ausgeschlossen sind aber in der Schüsselinnenform zusätzlich vorgesehene separate Elemente, also zum Beispiel eine aufgesetzte Anströmstufe, die als separates Teil zum Beispiel aufgeklebt ist. Stattdessen soll die Anströmstufe bei dieser Ausgestaltung in dem Schüsselmaterial selbst ausgeformt sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung soll ein zu dem Wasserspiegel distales Ende der Anströmstufe so ausgerichtet und angeordnet sein, dass eine Verlängerungslinie dieses distalen Endes mit der lokalen Richtung (in Projektion von oben) die Oberkante der Schüsselinnenform in der vorderen Hälfte derselben trifft, vorzugsweise sogar in deren vorderem Drittel oder sogar deren vorderem Viertel. Dementsprechend beginnt die Anströmstufe einigermaßen weit vorn und hat dabei einen kleinen oder verschwindenden Winkel zu dem steilen Wandbereich, aus dem die Anströmstufe heraus erwächst, womit die Umlenkfunktion der Anströmstufe besonders gut umgesetzt werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Übergang in den steilen Wandbereich tangential.
  • Es ist außerdem bevorzugt, dass der Wasserspiegel in Bezug auf die Längsrichtung (von vorn nach hinten) in den hinteren zwei Dritteln der Schüsselöffnung liegt (in vertikaler Projektion), vorzugsweise in der hinteren Hälfte wie im Ausführungsbeispiel. Dazu wird jeweils auf die Längsachsen (einerseits des Wasserspiegels, andererseits der Schüsselöffnung) abgestellt.
  • Das distale Ende der Anströmstufe ist in den Fällen, in denen die die Anströmstufe begrenzende erste konkave Kante kontinuierlich in den Bereich übergeht, in dem sie lediglich die erste Strömungsbahn außen begrenzt, durch das vorderste Ende der zweite Strömungsbahn definiert, vergleiche das Ausführungsbeispiel. Durch den nahtlosen Übergang der konkaven Kante muss zur Definition insoweit nämlich auf die Auftrennung der zweiten konvexen Kante, die die Anströmstufe einerseits und andererseits die zweite Strömungsbahn begrenzt, zurückgegriffen werden. Sollte es einen solchen nahtlosen Übergang der konkaven Kante nicht geben, zwischen der ersten konkaven Kante als Begrenzung der ersten Strömungsbahn und als Begrenzung der Anströmstufe also unterschieden werden können, ist das vordere Ende der ersten konkaven Kante im Bereich der Anströmstufe als distales Ende zu verstehen. Das Ausführungsbeispiel verdeutlicht diesen Zusammenhang.
  • Außerdem soll die Anströmstufe vorzugsweise eine gewisse Mindeststeilheit erreichen, nämlich einen Anstiegswinkel relativ zur Horizontalen von mindestens 75°, vorzugsweise mindestens 80° oder sogar 85°. Dieser wird zwischen den beiden begrenzenden Kanten, also zwischen der zweiten konvexen Kante und der ersten konkaven Kante, erreicht.
  • Viele vorbekannte WC-Schüsseln mit einer zirkulierenden Spülwasserströmung verwenden eine Mehrzahl Eintrittsöffnungen für das Spülwasser, zum Beispiel das eingangs zitierte US-Dokument. Im Unterschied dazu soll bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise nur eine einzige Eintrittsöffnung für Spülwasser Verwendung finden, jedenfalls stromaufwärts von dem Wasserspiegel. Die günstige Schüsselinnenform erlaubt dennoch eine die gesamte Schüssel erfassende, reinigungseffiziente und dabei erfindungsgemäß auch im Innenbereich des Wasserspiegels schwimmende Gegenstände mitnehmende Spülung.
  • Bei dem gerade zuletzt erwähnten Fall kann im Übrigen die weiter oben bereits erwähnte dritte Strömungsbahn auch vollständig um die Ablauföffnung herum umlaufend ausgebildet sein, also durchgehend. Dies hilft bei der Verteilung des Spülwassers über den gesamten Innenbereich der Schüssel bei besonders kleinen Spülwassermengen.
  • Die erste Strömungsbahn schließt sich vorzugsweise in dem Sinn an die Eintrittsöffnung an, dass sie von dem aus dieser eintretenden Spülwasser durchströmt wird und dieses Spülwasser weiter verteilt. D. h. nicht zwingend, dass das gesamte Spülwasser auf der erste Strömungsbahn strömt; vielmehr wird regelmäßig ein Teil weiter außen, also außerhalb der ersten konkaven Kante und geschwindigkeitsbedingt in einem steileren Bereich der Schüsselwand strömen und wird außerdem ein weiterer Teil auch über die ersten konvexe Kante weiter nach innen herabströmen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können.
  • Figur 1
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen WC-Sitz;
    Figur 2
    ebenfalls, aber in anderer Perspektive;
    Figur 3
    zeigt eine Längsschnittdarstellung des WCs mit Hilfslinien;
    Figur 4
    zeigt eine Draufsicht wie in Figur 4, jedoch mit anderen Linien zur Illustration der konkaven und konvexen Kanten;
    Figur 5
    zeigt eine Variante zu Figur 6 zur Illustration eines Winkels;
    Figur 6
    zeigt eine Variante zu Figur 6 mit weiteren Linien zur Illustration eines Längenverhältnisses am Rand des Wasserspiegels;
    Figur 7
    zeigt eine perspektivische Ansicht analog Figur 1 zur Illustration zweier Höhen und
    Figur 8
    zeigt eine fotografische Darstellung einer realen Wasserströmung in dem Ausführungsbeispiel in einer Perspektive entsprechend den Figu-ren 4-6.
  • Figur 1 zeigt ein WC 1, konkret einen keramischen WC Körper, mit einer links vorne gut erkennbaren WC-Schüssel 2.
  • Im Folgenden geht es um die Schüsselinnenform. Zu den rechts in Figur 1 und auch in den übrigen Figuren erkennbaren Anschlussstutzen für Spülwasser und Abwasser wird auf den Stand der Technik EP 3 444 408 B1 verwiesen; die Art der Anschlüsse spielt für das folgende keine wesentliche Rolle.
  • Die Figuren 1-3 zeigen die Schüsselinnenform durch Grauschattierungen, die übrigen Figuren in Linien.
  • In Figur 3 sieht man das WC 1 im Längsschnitt. Insbesondere erkennt man dabei einen relativ steilen Wandbereich 3 der Schüsselinnenform links, der ausweislich der Figuren 1 und 2, abgesehen von einigen noch im weiteren Verlauf zu erläuternden Details, umläuft und mit seinem oberen Rand 4 die Schüsselinnenform nach oben begrenzt.
  • Außerdem erkennt man einen klassischen Geruchsverschluss 5 in Form eines Knies, das rechts mit einem Stutzen 6 an die Abwasserleitung anzuschließen ist, wobei ein kurz stromaufwärts davon unten erkennbarer Kantenbereich 7 den weiter links eingezeichneten Wasserspiegel 8 definiert. Auf den Wasserspiegel 8 kann insoweit unabhängig von der Frage Bezug genommen werden, ob tatsächlich Wasser in dem Geruchsverschluss 5 steht. Er ergibt sich bei vertikaler Ausrichtung der rechten Fläche des WCs in Figur 4 und dementsprechend horizontaler Ausrichtung der Oberseite, also in Montageposition, aus der Geometrie selbst. Oberhalb des Wasserspiegels 8 gibt es noch für eine gewisse Höhe einen umlaufend steilen Bereich der Schüsselinnform als Eingangsbereich der Ablauföffnung 9.
  • Links davon und als Zwischenbereich zwischen dem gerade beschriebenen Eingangsbereich der Ablauföffnung 9 und dem ebenfalls bereits erwähnten steilen Wandabschnitt 3 liegt die zuvor in der Beschreibung bereits behandelte erste Strömungsbahn 10, hier in ihrem vordersten (in Bezug auf die Längsrichtung des WCs) Bereich im Längsschnitt. Sie ist beidseits begrenzt durch mit X-Markierungen bezeichnete Punkte stärkster Krümmung, und zwar links mit konkaver Krümmung und rechts mit konvexer Krümmung. In dieser Form lassen sich gedanklich beliebig viele vertikale Schnittebenen jeweils durch die Mitte des Wasserspiegels (vergleiche Figur 5 bis 7) vorstellen, womit sich aus den mit den X-Markierungen bezeichneten Punkten, Linien ergeben. Diese Extremwertlinien sind in Figur 5-7 eingezeichnet, nämlich strichpunktiert.
  • Dabei handelt es sich um eine erste (äußere) konkave Kante 11 der ersten Strömungsbahn 10, eine erste innere konvexe Kante 12 der ersten Strömungsbahn 10, eine zweite konvexe Kante 13 einer später noch näher erläuterten zweiten Strömungsbahn 14 und eine zweite konkave Kante 15 der zweiten Strömungsbahn 14. In Figur 4 ist ferner eine Mittellinie 16 der ersten Strömungsbahn 10 eingezeichnet, nämlich eine (in Perspektive von oben) zwischen den die erste Strömungsbahn 10 definierenden Kanten 11 und 12 mittige Linie.
  • In Figur 3 erkennt man hingegen eine Reihe von nicht bezifferten Hilfslinien (des CAD-Programms), die verschiedene Flächenbereiche mit unterschiedlichen Formen voneinander trennen, zum Beispiel weitgehend zylindrische Formen wie bei dem steilen Wandbereich 3 von demgegenüber auch im Schnitt gekrümmten (wie darunter) etc. Diese Hilfslinien sind nicht mit den strichpunktierten Kanten aus den Figuren 4 bis 6 zu verwechseln, erleichtern aber in Kombination mit Figur 1 eine Vorstellung von der Geometrie.
  • Ferner zeigen die Figuren 2, 4-6 eine Eintrittsöffnung 17 für das Spülwasser, die in einer nicht erkennbaren Weise mit dem Spülwasseranschlussstutzen 18 verbunden ist. Aus dieser Eintrittsöffnung 17 strömt im Fall einer Spülung bei angeschlossenem WC 1 Spülwasser mit ungefähr tangentialer (in Perspektive von oben) und im Übrigen ungefähr horizontaler Hauptströmungsrichtung in die WC-Schüssel 2. Ersichtlich trifft das Spülwasser dabei auf den flächenmäßig größten Bereich der ersten Strömungsbahn 10 (Figur 5), die in diesem Sinn an die Eintrittsöffnung 17 anschließt. Andererseits existiert auch ein Teil der ersten Strömungsbahn 10 gewissermaßen gegen den Uhrzeigersinn neben der Eintrittsöffnung 17 (in Projektion von oben), wird also von dem eintretenden Spülwasser nicht sofort erfasst. Dieser Bereich beginnt genau genommen hinten, wo die erste Strömungsbahn gemäß den Figuren verschwindet, also ungefähr an dem Schnittpunkt des vertikalen Teils des Achsenkreuzes, das in Figur 4 und 5 in den Wasserspiegel 8 zur Definition von dessen Mitte eingezeichnet ist.
  • Von diesem Beginn an fällt die erste Strömungsbahn 10 kontinuierlich und streng monoton ab, insbesondere mit ihrer Mittellinie 16, und umläuft dabei (wiederum mit der Mittellinie 16 als Referenz) den Wasserspiegel 8. Wegen des quasi asymptotischen Schmälerwerdens der ersten Strömungsbahn 10 an ihrem Beginn in dem genannten hinteren Bereich könnte man in einem mathematischen Sinn tatsächlich den hintersten Punkt der Schüsselinnenform als Startpunkt verwenden, was zu einem Winkel dieses Umlaufens um den Wasserspiegel 8 (bezogen auf den eingezeichneten Mittelpunkt darin und von der Mittellinie 16 ausgehend definiert) von gut 230° führt. Wenn man wegen der anfänglich kaum wahrnehmbaren Existenz der ersten Strömungsbahn 10 dort diese gewissermaßen erst "später" (im Uhrzeigersinn) bei einer klar erkennbaren Breite bei 30° (relativ zu der vertikalen Linie durch den Wasserspiegel 8 in Figur 5) beginnen lässt, so ergibt sich immer noch ein Winkel von etwa 200°.
  • Die äußere konkave Kante, die sogenannte erste konkave Kante 11, läuft während des beschriebenen Umlaufens der ersten Strömungsbahn 10 ungefähr am unteren Rand des bereits erwähnten steilen Wandbereichs 3 der Schüsselinnenform, vergleiche z.B. die X-Markierung links in Figur 3 und außerdem natürlich Figur 4. Dies gilt von "hinten" ausgehend im Uhrzeigersinn bis "unten" und noch ein Stückchen weiter. Dann läuft sie kontinuierlich, bogenförmig und konkav weiter nach innen, wobei zwischen ihr und dem steilen Wandbereich 3 gemäß Figur 5 zusätzliche Strukturen entstehen. Dies betrifft die bereits erwähnte zweite konvexe Kante 13 und die zweite konkave Kante 15 und eine zwischen diesen definierte zweite Strömungsbahn 14. Anschaulicher wird das aus Figur 1, gemäß der dort, wo die erste konkave Kante 11 den steilen Wandbereich 3 verlässt, gewissermaßen von diesem steilen Wandbereich 3 eine Stufe, nämlich die Anströmstufe 18, abzweigt. Diese Anströmstufe 18 läuft konkav bogenförmig weiter nach innen und mündet in dem Eingangsbereich der Ablauföffnung, etwas oberhalb des Wasserspiegels 8. Insbesondere beginnt die Anströmstufe 18 relativ weit vorne, also weit in der vorderen Hälfte der Schüsselöffnung 2, wie die Figuren 4-6 zeigen. (In Figur 4-6 ist übrigens die Mittellinie zwischen den Kanten 11 und 13 durchgezogen eingezeichnet und mit 18 beziffert, weil sie die Anströmstufe repräsentiert.)
  • Anhand Figur 1 erkennt man recht anschaulich, dass die Anströmstufe 18 sozusagen die ersten Strömungsbahn 10 ein Stück in der Höhe versetzt, wobei deren qualitative Form danach, also gemäß Figur 4 im Uhrzeigersinn jenseits der Strömungsstufe 18, ähnlich weiterläuft wie zum Beispiel in den eingangs zitierten beiden EP-Dokumenten. Da aber die Strömungsbahn als zwischen einer äußeren konkaven und einer inneren konvexen Kante definiert gilt, ist es konsequent, die erste Strömungsbahn 10 durch die infolge der Anströmstufe 18 nach innen laufende Form der ersten konkaven Kante 11 beendet zu betrachten, daher auch der deutlich nach innen abbiegende Verlauf der Mittellinie 16 in Figur 4.
  • In diesem Sinn definieren die zweite konvexe Kante 13 und die zweite konkave Kante 15 eine zweite Strömungsbahn 14 zwischen sich, wobei in Figur 4 die zweite konvexe Kante 13 knapp vor dem Rand der Ablauföffnung abknickt, weil dort die stärksten konvexen Krümmungen auftreten. Gleichzeitig bildet die zweite konkave Kante 15 in einem gewissen Sinn, abgesehen von dem durch die Anströmstufe 18 bedingten Höhenversatz, eine Fortsetzung der ersten konkaven Kante 11, vergleiche die Figuren 1 und 4-6. Die zweite Strömungsbahn 14 hat damit vorn und hinten jeweils ein, von oben gesehen, spitzes Ende und ungefähr mittig innen eine weitere Ecke.
  • Die zweite Strömungsbahn 14 ist im Übrigen deutlich breiter als die dritte Strömungsbahn 19, nämlich etwa 45 mm. Dies bezieht sich auf die Querrichtung gemäß den Figuren 4-6, also auf die breiteste Stelle bei der inneren Ecke der zweiten Strömungsbahn 14.
  • Man kann sich anhand der Figuren leicht vorstellen, dass das aus der Eintrittsöffnung 17 herausströmende Spülwasser zunächst im Uhrzeigersinn größtenteils über die erste Strömungsbahn 10 und wegen der Fliehkraft auch etwas außerhalb davon strömt, die Spülwasserströmung dann in den Bereich der Anströmstufe 18 gerät, ein Teil davon durch die Anströmstufe 18 nach innen ungefähr in die Mitte des Wasserspiegels 8 geleitet wird und ein anderer Teil über die Anströmstufe 18 hinaus über die zweite Strömungsbahn 14 zumindest ungefähr die ursprüngliche rotierende Strömung fortsetzt. Der letztgenannte Teil fällt dabei abgesehen von der Anströmstufe 18 (bis zu dieser und ab dieser wieder) über die zweite Strömungsbahn 14 in der Höhe ab. Er sorgt insoweit für eine schwungvolle rotierende Spülwasserströmung auch in der Ablauföffnung, wie schon im zitierten Stand der Technik beschrieben, wobei die Anströmstufe 18 zusätzlich einen Teil der Strömung ungefähr in das Auge der rotierenden Strömung in der Ablauföffnung richtet.
  • Figur 8 zeigt die gerade beschriebene Wasserströmung mit einem Foto eines realen Ausführungsbeispiels analog den übrigen Figuren. Die Perspektive entspricht der Draufsicht der Figuren 4-6. Das Wasser ist angefärbt, was die vor allem im unteren Bereich dunkle Tönung erklärt. Im Übrigen wird auf die gerade zuvor gegebene Erläuterung verwiesen.
  • Insbesondere zeigt das Ausführungsbeispiel auch eine bereits weiter vorn abstrakt erwähnte dritte Strömungsbahn 19 deutlich über und in der Perspektive von oben etwas im Uhrzeigersinn versetzt gegenüber der Anströmkante 18. Zu dieser dritten Strömungsbahn 19 kann auf das zweite eingangs zitierte EP-Dokument verwiesen werden, in dem sie umfangreich behandelt ist. Im Wesentlichen hält sie einen Teil der rotierenden Spülwasserströmung, der zunächst außerhalb der erste Strömungsbahn 10 und wegen der Fliehkraft an dem steilen Wandbereich 3 läuft, auf einer gewissen Höhe. Dieser Teil wird zum einen etwas davon abgehalten, zu stark nach unten abzusacken, insbesondere nachdem er den in Figur 4 unteren Bereich der Schüsselinnenform durchströmt hat und die für die Fliehkraft relevanten Krümmungsradien zunehmen. Dadurch wird ein Herausspritzen von Spülwasser aus der Schüsselöffnung 2 infolge von Kollisionen von derart herab sackenden Spülwasser mit zum Beispiel der zweiten Strömungsbahn 14 vermieden. Andererseits wird ein solcher oben gehaltener Teil der Spülwasserströmung über die dritte Strömungsbahn 19 nach dem Durchlaufen des hintersten Teils (in Figur 4 oben) der Schüsselöffnung 2 auf den Anfangsbereich der ersten Strömungsbahn 10 übergeleitet und benetzt auch diesen.
  • In Figur 5 erkennt man zwei gestrichelte Linien 20 und 21. Die Linie 20 ist eine Tangentiale an dem Außenrand des Wasserspiegels 8 und die Linie 21 eine Verlängerung des proximalen Endes der Anströmstufe 18 bis zu diesem Rand. Beide Linien 20 und 21 treffen sich bei einem Winkel von knapp 90°, wobei die Linie 21 ungefähr auf den Mittelpunkt des Wasserspiegels 8 gerichtet ist. Der Schnittpunkt der Linie 21 mit dem Rand des Wasserspiegels 8 liegt, was die Längsrichtung von vorn nach hinten betrifft, gemäß Figur 6 deutlich innerhalb des vordersten Drittels der Mittellängsachse des Wasserspiegels 8, nämlich ungefähr bei drei Vierteln (und teilt damit diese Mittellängsachse im Verhältnis 3:1). Insoweit ist der durch die Anströmstufe 18 abgelenkte Teil der Spülwasserströmung, obwohl er ungefähr in die Mitte des Wasserspiegels 8 zielt, nicht zu stark von der ursprünglichen Hauptströmungsrichtung der Spülwasserströmung abgelenkt und kann damit einen immer noch wesentlichen Teil des ursprünglichen "Schwungs" (also der kinetischen Energie und des Impulses) beibehalten. In diesem Zusammenhang ist auch von Vorteil, dass die Ablauföffnung und damit der Wasserspiegel 8 deutlich im hinteren Bereich der Schüsselöffnung 2 angeordnet sind.
  • Figur 5 und 6 zeigen auch, dass die Richtung der Linie 21, also die lokale Richtung der Anströmstufe 18 an ihrem inneren Ende, gegenüber der lokalen Richtung der Anströmstufe 18 an ihrem äußeren Ende um fast 90° verdreht ist, also gegenüber dem Teil der Anströmstufe 18, wo diese außen verschwindet bzw. in den steilen Wandbereich 3 übergeht (in den Figuren 4 und 5 dort, wo sich die Kanten 13 und 15 treffen). Die Anströmstufe 18 überspannt in ihrer Bogenform also einen substantiellen Winkelbereich, wobei dies infolge ihrer konkav gerundeten Gestalt sehr strömungsgünstig der Fall ist.
  • Schließlich sind in Figur 7 zur Veranschaulichung und zum Vergleich noch zwei vertikale Höhen 22 und 23 eingezeichnet. Die Höhe 22 ist der vertikale Versatz zwischen der ersten konkaven Kante 11 und der zweiten konvexen Kante 13 und damit gewissermaßen die Höhe der Anströmstufe 18, während die Höhe 23 der vertikale Versatz zwischen der zweiten konkaven Kante 15 und der inneren konvexen Kante der dritten Strömungsbahn 19 ist, also die Höhe der dritten Strömungsbahn 19 über der zweiten Strömungsbahn 14. Letztere ist deutlich größer und liegt bei etwa 60 mm im Vergleich zu etwa 20 mm für erstere. In Figur 7 sind diese Höhen ohne die in den Figuren 4-6 eingezeichneten (strichpunktierten) Kanten eingezeichnet; sie beziehen sich aber auf diese, insbesondere mit den eben angegebenen Zahlenwerten.
  • Die Anströmstufe erreicht dabei zwischen den beiden Kanten 11 und 13 eine Steilheit von ungefähr 90° gegenüber der Horizontalen.
  • Der gesamte WC-Körper 1 ist in der dargestellten Form ein einstückiges Keramikteil, was insbesondere für die vollständige Schüsselinnenform gilt.
  • Auch das ergibt sich aus Figur 8, die auch im Übrigen die zuvor beschriebenen Einzelheit zeigt, wenngleich aufgrund der fotografischen Darstellung nicht mit einer den Strichzeichnungen vergleichbaren Klarheit.

Claims (14)

  1. WC (1) mit einer Schüssel, welche eine Schüsselöffnung (2) nach oben und eine Eintrittsöffnung (17) für einen Eintritt von Spülwasser in die Schüssel aufweist,
    sowie eine Schüsselinnenform mit einer ersten Strömungsbahn (10), die zwischen einer äußeren ersten konkaven Kante (11) und einer inneren ersten konvexen Kante (12) definiert ist,
    wobei die Schüssel einen Ablauf mit einer Ablauföffnung und einem Geruchsverschluss aufweist und
    wobei die erste Strömungsbahn (10) die Ablauföffnung umläuft und bei diesem Umlaufen abfällt,
    wobei die erste Strömungsbahn (10) an ihrem unteren Ende an eine Anströmstufe (18) angrenzt, welche Anströmstufe (18) zwischen einem Teil der ersten konkaven Kante (11) und einer zweiten konvexen Kante (13) auf einer von der ersten Strömungsbahn (10) abgewandten Seite der Anströmstufe (18) definiert ist und von der ersten konkaven Kante (11) zu der zweiten konvexen Kante (13) ansteigt,
    womit die Anströmstufe (18) zum Umlenken von Spülwasser in die Ablauföffnung ausgelegt ist,
    wobei ein zu einem Wasserspiegel (8) in der Ablauföffnung proximales Ende der Anströmstufe in Projektion von oben auf den Rand des Wasserspiegels (8) in einem vorderen Zweidrittelbereich des Randes gerichtet ist.
  2. WC (1) nach Anspruch 1, bei dem das proximale Ende der Anströmstufe (18) mit dem Rand Winkel von mindestens 30° bildet.
  3. WC (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Anströmstufe (18) zwischen der ersten konkaven Kante (11) und der zweiten konvexen Kante (13) mindestens teilweise mindestens 10 mm hoch ist.
  4. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Anströmstufe (18) zwischen der ersten konkaven Kante (11) und der zweiten konvexen Kante (13) einen Anstiegswinkel zur Horizontalen von mindestens 75° erreicht.
  5. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Anströmstufe (18) bogenförmig verläuft, und zwar von der ersten Strömungsbahn (10) aus gesehen konkav.
  6. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem auf einer zu der ersten Strömungsbahn (10) entgegengesetzten Seite der Anströmstufe (18) eine zweite Strömungsbahn (14) existiert, die zwischen der zweiten konvexen Kante (13) und einer zweiten konkaven Kante (15) definiert ist.
  7. WC (1) nach Anspruch 6, bei dem die zweite Strömungsbahn (14) mindestens und vorzugsweise genau drei Ecken aufweist, und zwar in Projektion von oben.
  8. WC (1) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die zweite Strömungsbahn (14) in einer Richtung quer zu einer Längsrichtung des WCs (1) von vorn nach hinten mindestens 30 mm breit ist.
  9. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Strömungsbahn (10) um einen von einer Mitte des Wasserspiegels (8) aus definierten Winkel von mindestens 160° umläuft.
  10. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Strömungsbahn (10) bei dem Umlaufen um die Ablauföffnung monoton, vorzugsweise streng monoton, abfällt.
  11. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Schüsselinnenform unterhalb der Schüsselöffnung (2) einstückig ist und die erste Strömungsbahn (10) und die Anströmstufe (18) enthält.
  12. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Anströmstufe (18) an einem zu dem Wasserspiegel (8) in der Ablauföffnung distalen Ende so ausgerichtet und angeordnet ist, dass eine Verlängerungslinie dieses distalen Endes in Projektion von oben die Oberkante der Schüsselinnenform in deren vorderen Hälfte trifft.
  13. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit genau einer Eintrittsöffnung (17) für Spülwasser.
  14. WC (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich die erste Strömungsbahn (10) an die Eintrittsöffnung (17) anschließt, um von dem eintretenden Spülwasser beströmt zu werden.
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