Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumtoilette mit einem eine Toilettenschüssel bildendenden Gehäuse, einem mit einer ersten Scharniervorrichtung schwenkbar daran angebrachten Toilettensitz und einem mit einer zweiten Scharniervorrichtung schwenkbar daran angebrachten Toilettendeckel, wobei die erste und/oder die zweite Scharniervorrichtung dazu ausgestaltet ist, den Toilettensitz und/oder den Toilettendeckel in einer hochgeschwenkten geöffneten Stellung zu arretieren.

Vakuumtoiletten werden beispielsweise als Toiletten in Fahrzeugen (wie z.B. Schienenfahrzeugen, Flugzeugen, Wasserfahrzeugen, Bussen, etc.) eingesetzt und bieten die Möglichkeit, Absaugmasse mithilfe eines Vakuums aus dem Toilettenbecken abzusaugen und in ein Abwasserreservoir, bspw. einen Tank, weiterzu leiten.

Solche Vakuumtoiletten können mit einer arretierenden Scharniervorrichtung versehen sein, d.h. einer Scharniervorrichtung, die Deckel und/oder Sitz in einer geöffneten Stellung festhält. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass der durch die erste Scharniervorrichtung schwenkbar gelagerte Toilettensitz und/oder der durch die zweite Scharniervorrichtung schwenkbar gelagerte Toilettendeckel zumindest in der hochgeklappten, geöffnete Stellung, manchmal auch in der heruntergeklappten Stellung, durch einen an der Scharniervorrichtung ausgebildeten Arretiermechanismus gegen ungewolltes Herunterklappen oder Heraufklappen festgehalten wird, so dass er nur bei Anwendung eines einen Schwellwert überschreitenden Drehmoments aus der Arretierung gelöst und aus der geöffneten Stellung heraus geschwenkt werden kann.

Eine derartige Scharniervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der EP 2 233 052 B1 bekannt. Die Scharniervorrichtung weist eine mit dem Deckel und/oder dem Sitz verbindbare Buchse auf, die drehbar an einer mit der Toilettenschüssel verbundenen Scharnierachse gelagert ist. Mit der Buchse ist ein Halteelement verbunden, das zur Befestigung des Deckels und/oder des Sitzes daran dient. Dem Halteelement diametral gegenüberliegend geht von der Buchse ein erstes Fixierungselement aus, das durch einen stangenförmigen Fortsatz gebildet wird und das an seiner von der Buchse abgewandten Endfläche eine zylindersegmentförmige Ausnehmung hat. Parallel zur Scharnierachse verlaufend ist als zweites Fixierungselement eine um ihre eigene Längsachse drehbare Welle mit der Toilettenschüssel verbunden. Bei Annäherung des Deckels und/oder des Sitzes an die geöffnete Stellung nähert sich der stangenförmige Fortsatz der drehbaren Welle, die federnd nachgiebig ist, und schiebt sich bei Erreichen der geöffneten Stellung über die drehbare Welle, so dass die Ausnehmung in der Endfläche des Fortsatzes auf der drehbaren Welle sitzt und dadurch festgehalten wird. Eine derartige Scharniervorrichtung umfasst also eine Scharnierachse, um die das Halteelement drehbar über eine Buchse gelagert ist und eine drehbare Welle, die außerdem radial zur Drehachse des Halteelements federnd nachgibt. Die Drehbarkeit mehrerer Teile der Vorrichtung, d.h. nicht nur des Haltelements, sondern auch der drehbaren Welle als zweites Fixierungselement, bedingt eine erhöhte Abnutzung bzw. einen erhöhten Abrieb der einzelnen Teile und erschwert die Montage. Die Achse, um die die Buchse drehbar gelagert ist, und die drehbare Welle, die außerdem translatorisch entlang den Verbindungsstücken verschiebbar gelagert ist, nehmen den gesamten Raum des hinteren Teils der Toilettenschüssel ein und beeinträchtigen durch ihren Aufbau und ihre Ausdehnung die Reinigung der Scharniervorrichtung und der Toilettenschüssel erheblich. Ferner bieten sich große Angriffsflächen für Verschmutzungen, beispielsweise kann Schmutz in den Zwischenraum zwischen Welle und Buchse eindringen und ist dort nur sehr schwer wieder zu entfernen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumtoilette mit Scharniervorrichtungen für den Toilettensitz und/oder den Toilettendeckel so ausgestalten, dass die Scharniervorrichtungen in der geöffneten Stellung verlässlich arretiert werden, wobei die Arretierung möglichst geringe Reibungskräfte erzeugen soll, wodurch reibungsbedingter Verschleiß minimiert werden soll. Ferner sollen die Scharniervorrichtungen der Vakuumtoilette möglichst wenig Bauraum einnehmen und dadurch die Reinigungsmöglichkeiten im Verbindungsbereich von Toilettensitz und -deckel mit der Toilettenschüssel möglichst wenig beinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Vakuumtoilette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Erfindungsgemäß weist die erste und/oder die zweite Scharniervorrichtung der Vakuumtoilette jeweils einen Arretiermechanismus mit einem Federdruckstück und einem Fortsatz auf, der an einem freiliegenden Ende mit einer Einrastbahn mit einer mittigen Rastvertiefung versehen ist. Das Federdruckstück und der Fortsatz sind so ausgestaltet und an der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung positioniert, dass sie sich beim Schwenken der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung relativ zueinander bewegen und bei Annäherung der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung an die geöffnete Stellung die Einrastbahn des Fortsatzes auf das Federdruckstück einwirkt, um es entgegen der Federspannung weiter zu verschieben, so dass das vorgespannte Federdruckstück bei Erreichen der geöffneten Stellung der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung in die mittige Rastvertiefung des Fortsatzes gedrückt wird, um den Toilettensitz bzw. den Toilettendeckel in der geöffneten Stellung zu arretieren. Das Federdruckstück und die damit zusammenwirkende Einrastbahn schaffen eine verlässliche Arretierung in der geöffneten Stellung.

Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik gemäß EP 2 233 052 B1 bietet die vorliegend beanspruchte Lösung eine Reihe von Vorteilen.

Federdruckstücke sind im Aufbau kompakt, so dass auch bei Einbeziehung der damit zusammenwirkenden Einrastbahnen an den damit zusammenwirkenden Fortsätzen der Aufbau der Arretiermechanismen an den Scharniervorrichtungen nur sehr wenig Bauraum in Anspruch nimmt. Ferner stehen Federdruckstücke zur Verfügung, bei denen eine Kugel den Druckkörper bildet, die drehbar ist und daher auf der Einrastbahn abrollen kann und daher sehr geringe Reibungskräfte erzeugt. Im Gegensatz dazu ist die auf einer ausgedehnten Welle drehbar gelagerte Buchse mit relativ großen Reibungsflächen verbunden und daher in ihrer Funktion unbequem und im Betrieb Verschleiß ausgesetzt. Schließlich stören die Arretiermechanismen nach der vorliegenden Erfindung die Reinigungsmöglichkeiten im Verbindungsbereich von Toilettensitz und -deckel mit der Toilettenschüssel weit weniger als im Stand der Technik, da hier keine über die Querausdehnung der Toilettenschüssel ausgedehnte Komponenten, wie im genannten Stand der Technik die Welle und die darauf gelagerte Buchse, vorhanden sind.

Darüber hinaus verursacht die erfindungsgemäße Ausgestaltung nur wenig Angriffsfläche für Eindringen oder Anhaften von Schmutzpartikeln und bietet keine Öffnungen oder Zwischenräume in die Schmutz eindringen und sich ansammeln könnte.

Als Federdruckstück oder federndes Druckstück wird in der vorliegenden Beschreibung eine Komponente bezeichnet, die einen verschiebbar gelagerten Druckkörper, zum Beispiel einen kugelförmigen Druckkörper, aufweist, der durch Federkraft in eine ausgestellte Stellung vorgespannt ist und gegen die Federkraft unter weiterer Anspannung der Feder verschoben werden kann. Beispielsweise kann der Druckkörper axial verschiebbar in einer Hülse gelagert sein, wobei der Druckkörper durch die Federkraft in einer ausgestellten Stellung teilweise durch die Öffnung der Hülse nach oben vorragt. Die Lagerung des Druckkörpers ist dabei derart, dass die Bewegung des Druckkörpers aus der Hülse heraus begrenzt ist, so dass der Druckkörper nicht über die ausgestellte Stellung hinaus aus der Öffnung der Hülse bewegt werden kann. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Druckkugel drehbar gelagert ist, so dass sie bei Bewegung entlang der Einrastbahn daran abrollen kann.

Ein solches Federdruckstück oder federndes Druckstück ist zur Zusammenwirkung mit einer Einrastbahn geeignet, die wenigstens eine Rastvertiefung aufweist und entlang derer die Druckkugel in Anlage an der Rastbahn bewegt werden kann, so dass das Federdruckstück eine Arretierung an der Rastbahn realisiert, sobald das Federdruckstück die Rastvertiefung erreicht.

Grundsätzlich könnte das Federdruckstück mit dem Toilettensitz oder dem Toilettendeckel schwenken und die Einrastbahn relativ zum Toilettengehäuse fixiert sein und dadurch die Arretierung der Scharniervorrichtung in der geöffneten Stellung bewirkt werden, indem das Federdruckstück in der Rastvertiefung der Einrastbahn einrastet, wenn die geöffnete Stellung erreicht ist.

Bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform, in der das Federdruckstück der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung in Bezug auf das Gehäuse fixiert ist und der Fortsatz an dem sich schwenkenden Teil befestig ist und damit relativ zum fixierten Federdruckstück geschwenkt wird. Das Federdruckstück kann eine mit dem Gehäuse verbundene Hülse und einen darin axial verschiebbar gelagerten, unter Federvorspannung stehenden Druckkörper aufweisen, der teilweise aus der Öffnung der Hülse nach oben über die umgebende Oberfläche des Gehäuses vorsteht. In der ersten Scharniervorrichtung ist der Fortsatz mit dem Toilettensitz verbunden, und in der zweiten Scharniervorrichtung ist der Fortsatz mit dem Toilettendeckel verbunden, wobei jeder Fortsatz senkrecht zur Schwenkachse der zugehörigen ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung über die Schwenkachse vorsteht, wobei das von der Schwenkachse abgewandte Ende des Fortsatzes jeweils mit der Einrastbahn mit der mittigen Rastvertiefung versehen ist, wobei die Einrastbahn so positioniert und ausgestaltet ist, um mit dem Federdruckstück der zugehörigen ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung so zusammenzuwirken, dass der Druckkörper des Federdruckstücks bei Annäherung der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung an die geöffnete Stellung auf den Druckkörper des Federdruckstücks einwirkt, um ihn entgegen der Federspannung weiter zu verschieben, so dass das vorgespannte Federdruckstück bei Erreichen der geöffneten Stellung der ersten bzw. zweiten Scharniervorrichtung in der mittigen Rastvertiefung einrastet, um die ersten bzw. zweite Scharniervorrichtung in der geöffneten Stellung zu arretieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckkörper jedes Federdruckstücks eine Druckkugel, die aus der Öffnung der Hülse teilweise herausragt und darin abrollen kann und in axialer Richtung in die Hülse verschiebbar gelagert ist. Dazu kann der Druckkugelkörper beispielsweise in einer Lagerschale aus Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten abrollfähig gelagert sein, wobei die Lagerschale ihrerseits in der Hülse des Federdruckstücks in deren axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und in der Hülse eine Kompressionsfeder auf die Lagerschale einwirkt, so dass die Federvorspannung erhöht wird, wenn die Druckkugel weiter in die Öffnung der Hülse hineingedrückt wird.

Auf diese Weise kann das Federdruckstück in besonderer reibungsarmer Weise mit der Einrastbahn an dem an dem Fortsatz Zusammenwirken.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrastbahn des Fortsatzes so geformt, dass die mittige Rastvertiefung zu beiden Seiten durch jeweils eine abgerundete Erhebung definiert ist, wobei die Erhebungen nach außen hin mit zunehmender Entfernung von der mittigen Rastvertiefung wieder abfallen. Durch diese Formgebung ist gewährleistet, dass das Druckstück bei Annäherung der Scharniervorrichtung an die geöffnete Stellung zunächst auf eine ansteigende Flanke einer der beiden Erhebungen aufgleitet, dann beim Abrollen auf die Erhebung zunehmend komprimiert wird, wonach das Federdruckstück nach Überschreien der Erhebung in die mittige Vertiefung der Einrastbahn einrastet, um die Arretierung zu bewirken.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl die erste Scharniervorrichtung als auch die zweite Scharniervorrichtung jeweils ein Federdruckstück und einen über die Schwenkachse hinausragenden Fortsatz 14 auf, der an seine freiliegenden Ende mit der Einrastbahn 16 mit der mittigen Rastvertiefung versehen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl die erste Scharniervorrichtung als auch die zweite Scharniervorrichtung jeweils zwei auf Abstand zueinander liegende Scharniere jeweils mit zugehörigem Arretiermechanismus auf. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen erläutert, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Vakuumtoilette im Verbindungsbereich von Toilettensitz und -deckel mit dem Gehäuse der Toilettenschüssel zeigt,

Fig. 2a - 2c eine Sequenz von drei Stellungen eines Scharniermechanismus der Vakuumtoilette zeigt, wenn das mit dem Scharniermechanismus verbundene Teil (Toilettensitz oder -deckel) aus der geschlossenen in die geöffnete Stellung geschwenkt wird, und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Scharnierträgers mit Scharniervorrichtung und eines in dem Scharnierträger befestigten Federdruckstücks zeigt. Die Vakuumtoilette aus Fig. 1 hat ein eine Toilettenschüssel bildendes Gehäuse (nicht gezeigt), mit dem ein Toilettensitz 4 über eine erste Scharniervorrichtung 10 und ein Toilettendeckel 6 über eine zweite Scharniervorrichtung 20 schwenkbar verbunden sind. Jede der ersten und zweiten Scharniervorrichtungen 10, 20 weist zwei auf Abstand zueinander liegende Scharniere mit jeweils zugehörigen Arretiermechanismus auf. Benachbarte erste und zweite Scharniervorrichtungen werden jeweils von einem Scharnierträger 30 getragen. Die beiden Scharnierträger sind auf Abstand zueinander an einem hinteren Endbereich der Toilettenschüssel (nicht gezeigt) montierbar.

Der Arretiermechanismus jeder Scharniervorrichtung weist einen Fortsatz 14 auf, der auf der einem Verbindungssteg gegenüberliegenden Seite über die Schwenkachse der Scharniervorrichtung hinaus vorsteht. An dem gegenüberliegenden Verbindungssteg ist das jeweilige Teil von Toilettensitz 4 oder Toilettendeckel 6 befestigt. Der Fortsatz 14 ist an seinem von der Schwenkachse weg weisenden Ende mit einer Einrastbahn 16 mit zwei seitlichen abgerundeten Erhebungen und einer dazwischenliegenden mittigen Rastvertiefung 18 versehen.

Ferner umfasst jeder Arretiermechanismus ein Federdruckstück 12. Jedes Federdruckstück 12 kann beispielsweise einen hohlen Bolzen mit Außengewinde aufweisen, wie in der Schnittdarstellung in Fig. 3 zu sehen ist. Der Bolzen ist in eine Gewindebohrung des Scharnierträgers 30 eingeschraubt wobei der Scharnierträger 30 wiederum fest mit dem Gehäuse der Toilettenschüssel verbunden ist. In der Bohrung des Bolzens ist der Druckkörper in Form einer Druckkugel drehbar in einem Lagerkörper gelagert, der in axialer Richtung der Bohrung verschiebbar ist, wobei eine Kompressionsfeder in der Bohrung des Bolzens auf den Lagerkörper einwirkt, um die Druckkugel mit diesem in eine ausgestellte Stellung zu drücken, in der ein Teilsegment der Druckkugel über die Öffnung des Bolzens hinaus nach oben vorsteht.

Die Funktionsweise des Arretiermechanismus der Scharniervorrichtungen 10, 20 ist am besten anhand der Sequenz der Stellungen in den Fig. 2a - 2c nachzuvollziehen. Fig. 2a zeigt die Stellung, in der der dem Fortsatz 14 gegenüberliegende Verbindungssteg der ersten Scharniervorrichtung 10 mit dem daran befestigten Toilettensitz (nicht gezeigt) in der geschlossenen Stellung ist.

In Fig. 2b ist der Toilettensitz bereits um einen gewissen Winkel nach oben geschwenkt. In dieser Phase beginnt eine ansteigende Flanke einer der beiden Erhebungen der Einrastbahn 16 des Fortsatzes 14 auf das Federdruckstück 12 einzuwirken, wodurch die Druckkugel des Federdruckstücks auf der Oberfläche der Einrastbahn 16 abrollt und die Druckkugel dabei tiefer in den Bolzen des Federdruckstücks hineingedrückt und dadurch weiter vorgespannt wird.

Beim Weiterschwenken des Toilettensitzes rollt die Druckkugel über den Gipfel der Erhebung der Einrastbahn 16 und dann wird die Druckkugel des Federdruckstücks beim Abrollen über die Einrastbahn 18 durch die sich teilweise entspannende Vorspannung der Feder in die mittige Vertiefung 18 hinein gedrückt, um so in der geöffneten, etwa vertikalen Stellung arretiert zu werden.