Toilettenanlage und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage

Abstract

 Die Toilettenanlage weist eine WC-Schüssel (10) und eine Spülvorrichtung (2) sowie eine Vorrichtung (13, 15, 17) zur Spülmengenerkennung und Spülauslösung auf. Optische Mittel (13, 17) dienen zur ständigen Überwachung des Verschmutzungsgrades der WC-Schüssel (10). Der Verschmutzungsgrad wird mittels einer Bildanalyse ermittelt und mit einem optimalen Reinheitsgrad verglichen. Bei einer Abweichung zum optimalen Reinheitsgrad wird die Spülvorrichtung (2) entsprechend angesteuert. Die Bilddaten werden vorzugsweise mit wenigstens einer Kamera (13, 17) erfasst. Die Anlage ermöglicht eine hohe Reinheit bei minimalem Spülwasserverbrauch.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Toilettenanlage mit einer WC-Schüssel und einer Spülvorrichtung sowie einer Vorrichtung zur Spülmengenerkennung und Spülauslösung. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Toilettenanlage.

[0002] Eine Toilettenanlage der genannten Art ist aus der DE 299 18 335 U1 bekannt geworden. Diese weist in einem Spülkasten ein elektrisch betätigbares Ablaufventil auf. Zudem ist im Siphon der Toilettenschüssel ein Feststoffsensor angeordnet, der Feststoffsensor dient dazu, die Anwesenheit von Feststoffen im Siphon der Toilettenschüssel festzustellen. Mit dem Feststoffsensor soll zudem die im Siphon der Toilette befindliche Menge an Feststoffen detektierbar sein. Dadurch soll es möglich sein, die Menge an Spülflüssigkeit dynamisch an einen jeweils auszulösenden Spülvorgang anzupassen. Mittels eines weiteres Sensors soll eine sogenannte Zweimengenspülung möglich sein. Für eine Toilettenanlage mit selbstständiger Auslösung ist ein Feststoffsensor zur Gewährleistung einer hohen Hygiene nicht ausreichend. Auch ein zusätzlicher Sensor, beispielsweise ein Gassensor kann nicht zu der gewünschten Sauberkeit führen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Toilettenanlage der genannten Art zu schaffen, die bei kleinem Wasserverbrauch eine noch höhere Hygiene gewährleistet. Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Toilettenanlage dadurch gelöst, dass optische Mittel zur ständigen Überwachung des Verschmutzungsgrades der WC-Schüssel vorgesehen sind. Mit einer optischen Überwachung können auch kleine, ja sogar geringfügige sowie starke Verschmutzungen erfasst und unterschieden werden. Entsprechend kann die Spülmenge stufenlos bestimmt und eingestellt werden. Die Überwachung ist dann besonders effizient, wenn dies mit einer Bildanalyse insbesondere einer qualitativen und strukturellen Bildanalyse erfolgt. Es lassen sich dann unterschiedliche Arten von Verschmutzungen erfassen und unterscheiden. Es können auch bestimmte Verschmutzungsklassen und entsprechende Spülmengen zugeordnet werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der erfasste Verschmutzungsgrad mit einem optimalen Reinheitsgrad verglichen und ausgewertet.

[0004] Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Toilette gemäss Anspruch 1. Ein solches Verfahren ist dann besonders wirksam, wenn mittels einer Auswerte- und Steuervorrichtung die ermittelten Daten ausgewertet und die Spülvorrichtung entsprechend angesteuert wird.

[0005] Ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Auswerte- und Steuervorrichtung lernfähig, so kann die Spülmenge selbsttätig und dynamisch an den Verschmutzungsgrad angepasst werden. Damit ist bei einer noch kleineren Spülmenge eine hohe Hygiene möglich. Ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Auswerteund Steuervorrichtung so ausgebildet, dass sie sich selbsttätig an die jeweilige Keramik adaptiert, so ist eine noch weitere Optimierung der Hygiene bzw. der Spülwassermenge möglich.

[0006] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemässen Toilettenanlage und

Figur 2

schematisch ein Schnitt durch eine Toilettenanlage gemäss Figur 1.

[0007] Die Toilettenanlage 1 gemäss den Figuren 1 und 2 weist eine üblicherweise aus Keramik hergestellte Toilettenschüssel 10 auf, die einen Spülkanal 12 und einen Siphon 5 aufweist. Am Siphon 5 ist ein Ablaufrohr 9 angeschlossen, das zu einer hier nicht gezeigten Entsorgungsleitung führt. Die Toilettenschüssel 10 wird mit einem Spülkasten 2 gespült, der über einen Spülbogen 4 an den Spülkanal 12 angeschlossen ist. Die Spülung erfolgt durch Anheben eines Ventilrohrs 18 mit einer Betätigungsvorrichtung 19. Diese Betätigungsvorrichtung 19 ist so ausgebildet, dass sie eine stufenlose Einstellung der Spülmenge ermöglicht. Es kann somit mit der vollen Spülmenge, beispielsweise mit 9 1 oder stufenlos mit jeder kleineren Spülmenge gespült werden. Solche Betätigungsvorrichtungen 19 sind bekannt. Spülkästen mit freiwählbarer Spülmenge sind beispielsweise aus der US 5,036,553 und der EP 1 156 166 A2 des Anmelders bekannt. Zusätzlich kann der Spülkasten 2 mit einer Taste 3 ausgerüstet sein, mit welcher eine Handauslösung einer Spülung möglich ist. Der Spülkasten 2 kann auch durch eine andere geeignete Spülvorrichtung ersetzt sein.

[0008] Die Betätigungsvorrichtung 19 ist über eine Signalleitung 16 oder drahtlos mit einer Steuervorrichtung 15 verbunden, die wiederum über eine Signalleitung 14 mit einer Kamera 13 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 15 ist vorzugsweise am Keramik der Toilettenschüssel 10 oder am Sitz befestigt und kann auch ein Bestandteil von diesem sein. Die Kamera 13 kann auch eine andere geeignete Aufnahmevorrichtung mit IR-Sensor, Wärmebild oder Farbspektrum sein. Die Kamera 13 ist beispielsweise eine Digitalkamera, beispielsweise eine CCD-Kamera und bildet ein Mittel zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Toilettenschüssel 10. Wie die Figur 2 zeigt, ist die Kamera 13 nach unten gegen die Eingangsöffnung 20 des Siphons 5 gerichtet. Vorzugsweise wird mit der Kamera 13 wenigstens ein Bereich der Innenseite 11 der Toilettenschüssel 10 erfasst. Die Kamera 13 ist beispielsweise fest oder beweglich am hinteren Rand 22 der Toilettenschüssel 10 befestigt. Die elektrische Versorgung der Kamera 13 erfolgt über eine Batterie oder über eine hier nicht gezeigte elektrische Leitung.

[0009] Die Kamera 13 kann ständig in Betrieb sein und überwacht somit dauernd den Verschmutzungsgrad der Toilettenschüssel 10. Sie ermittelt somit dauernd Bilddaten im Bereich der Öffnung 20 und der Innenseite 11. Die Kamera kann aber auch erst aktiviert werden, wenn ein Benutzer erkannt wird. Der Sensor dazu ist vorzugsweise in der Steuervorrichtung 15 angeordnet. Diese Bilddaten werden der Steuervorrichtung 15 laufend über die Leitung 14 übermittelt. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt beispielsweise über eine qualitative und strukturelle Bildanalyse. Bei dieser Bildanalyse werden die Daten beispielsweise mit einem fuzzy basierten Entscheidungsalgorithmus zugeordnet und sortiert. Hierdurch kann beispielsweise unterschieden werden, ob eine Verschmutzung durch einen Festkörper 7 im Siphon 5 oder durch eine Verschmutzung durch Teile 8 der Innenseite 11 vorliegt. Diese Verschmutzungsarten können auch bezüglich ihrer Stärke unterschieden werden. Beispielsweise kann ein unterschiedlicher Verschmutzungsgrad der Innenseite 11 oder ein unterschiedlicher Verschmutzungsgrad durch Festteile 7 unterschieden werden. Solche Bildanalysen erfolgen mit einer geeigneten Software, die an sich bekannt ist. Hierbei können insbesondere künstliche neuronale Netze zum Einsatz kommen. Bei diesen ist auch ein Lernprozess möglich. Die Kamera 13 und die Steuervorrichtung 15 zusammen mit den Programmen für die Bildanalyse ersetzen im Prinzip die Beobachtung eines Menschen, können jedoch ständig und schneller arbeiten.

[0010] Aufgrund der Bildanalyse bzw. der Zuordnung des Verschmutzungsgrades zu bestimmten Verschmutzungsklassen, wird an die Betätigungsvorrichtung 19 ein Signal abgegeben, das eine vorbestimmte Spülmenge auslöst. Diese Spülmenge ist somit an den Verschmutzungsgrad angepasst. Bei starker Verschmutzung wird dann in der Regel mit der gesamten im Spülkasten vorliegenden Spülwassermenge gespült. Diese beträgt beispielsweise 9 oder 6 1. Bei einer geringeren Verschmutzung wird hingegen mit einer kleineren Spülmenge, beispielsweise mit 1 1 gespült. Grundsätzlich ist jede Spülmenge unterhalb einer Vollspülung möglich. Ist nach einer Spülung der vorgegebene optimale Reinheitsgrad nicht erreicht, so wird mit der angepassten Spülmenge nochmals gespült.

[0011] Die Auslösung einer Spülung erfolgt selbsttätig. Sobald ein Verschmutzungsgrad erfasst wird, der vom optimalen und vorgegebenen Reinheitsgrad abweicht, wird automatisch eine Spülung ausgelöst. Die Spülungen erfolgen somit berührungslos. Der Spülkasten 2 kann aber wie oben erwähnt auch mit einer Taste 3 oder einer anderen Betätigung ausgerüstet sein, mit der von Hand eine Spülauslösung möglich ist, wobei auch diese berührungslos sein kann.

[0012] Die Steuervorrichtung 15 ist vorzugsweise lernfähig und passt die Spülmenge selbsttätig und dynamisch an die vorliegenden Bedingungen an. Dadurch ist es möglich, den Spülwasserverbrauch zu optimieren.

[0013] Anstelle der Kamera 13 oder zusätzlich kann an einem Anschlusstutzen 23 über dem Siphonwasser 6 eine Kamera 17 angeordnet sein, die gleich wie die Kamera 13 ausgebildet und über eine Signalleitung 24 mit der Steuervorrichtung 15 verbunden ist. Mit der Kamera 17 sind Feststoffe 7 sowie andere Verschmutzungen des Siphonwassers 6 erfassbar.

[0014] Nachfolgend wird das Verfahren zum Betrieb der Toilettenanlage 1 näher erläutert.

[0015] Nach einer Benutzung der Toilettenanlage 1 ist diese wie üblich verschmutzt. Die Kamera 13 und/oder die Kamera 17 erfasst und sendet Bilddaten an die Auswerte- und Steuervorrichtung 15. Diese Bilddaten werden mit einem geeigneten Programm dauernd einer Bildanalyse unterworfen und mit einem vorgegebenen optimalen Reinheitsgrad verglichen. Aufgrund des Vergleichs wird der Verschmutzungsgrad bestimmt. Dieser dient nun zur Ermittlung der geeigneten Spülmenge. Bei einem sehr starken Verschmutzungsgrad wird die vorgesehene Spülmenge die volle im Spülkasten vorhandene Spülmenge sein. In anderen Fällen wird mit einer Teilmenge gespült. Wird nach einer Spülung weiterhin ein vom optimalen Reinheitsgrad abweichender Verschmutzungsgrad ermittelt, so wird nochmals eine Spülung mit einer entsprechenden Spülmenge ausgelöst. Kann sich das System nicht selber reinigen, so kann es den Benutzer auf eine nötige Reinigung aufmerksam machen, z.B. akustisch, oder das Reinigungspersonal benachrichtigen. Ist in der Toilettenschüssel 10 der vorgegebene optimale Reinheitsgrad erreicht, so führt ein Vergleich der ermittelten Bilddaten mit den vorgegebenen Vergleichsdaten zu keiner relevanten Abweichung und auch zu keiner Spülauslösung. Die Überwachung bleibt auch nach einem abgeschlossenen Spülvorgang aufrecht und dauert an. Zur Energieeinsparung kann ein sogenannter "Sleepmodus" vorgesehen sein, der einen Betriebszustand mit reduziertem Stromverbrauch darstellt und der bei einer Benutzung der Toilettenanlage wieder in den Normalzustand geschaltet wird.

[0016] Die Auswerte- und Steuervorrichtung 15 kann so ausgebildet sein, dass sie lernfähig ist, wie dies beispielsweise durch die Verwendung von künstlichen neuronalen Netzen möglich ist. Die Lernfähigkeit betrifft insbesondere die Optimierung des Spülwasserverbrauchs im Hinblick auf die unterschiedlichen Verschmutzungsarten. Die Spülmengen können damit selbsttätig und dynamisch an die Verschmutzungsarten angepasst werden. Hierzu gehört auch eine Anpassung an die jeweilige Keramik der Toilettenschüssel 10.

Ansprüche

1. Toilettenanlage mit einer WC-Schüssel (10) und einer Spülvorrichtung (2) sowie einer Vorrichtung (13, 15, 17) zur Spülmengenerkennung und Spülauslösung, gezeichnet durch optische Mittel (13, 17) zur ständigen Überwachung des Verschmutzungsgrades der WC-Schüssel.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (13, 17) eine Bildaufnahmevorrichtung zur Erfassung des Verschmutzungsgrades ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (13, 17) wenigstens die Einlauföffnung (20) eines Siphons (5) erfassen.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (13, 17) wenigstens einen Teilbereich der Innenseite (11) der Toilettenschüssel (10) erfassen.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (15) vorgesehen ist, welche den Verschmutzungsgrad mit einem optimalen Reinheitsgrad vergleicht.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (15) vorgesehen ist, die lernfähig ist und die Spülmenge selbsttätig und dynamisch anpasst.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (17) den Siphon (5) ausgangsseitig erfassen.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (13, 17) wenigstens eine Kamera aufweisen.

9. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine CCD-Kamera ist.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kameras (13, 17) vorgesehen sind, wobei die eine Kamera (13) eingangsseitig und die andere Kamera (17) ausgangsseitig zum Siphon (5) angeordnet sind.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (15) Bilddaten aufnimmt, diese auswertet und eine entsprechende minimale Wassermenge dosiert.

12. Verfahren zum Betrieb einer Toilettenanlage, die eine Toilettenschüssel (10), eine Spülvorrichtung (2) sowie eine Vorrichtung (13, 15, 17) zur Spülmengenerkennung und Spülauslösung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschmutzungsgrad der Toilettenschüssel dauernd optisch erfasst wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der genannten Vorrichtung (13, 15, 17) Bilddaten der Toilettenschüssel (10) ausgewertet werden und die Spülvorrichtung (2) entsprechend angesteuert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Bilddaten aus einer Draufsicht auf die Eingangsöffnung (20) des Siphons (20) und/oder eines Bereichs der Toiletteninnenseite (11) erfasst und ausgewertet werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Verschmutzungsgrad mit einem optimalen Reinheitsgrad verglichen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (13, 15, 17) lernfähig ist und die Spülmenge selbsttätig und dynamisch anpasst.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (13, 15, 17) sich selbsttätig an die jeweilige Keramik der Toilettenschüssel (10) anpasst.

Zeichnung