DE102009051351A1

DE102009051351A1 - Schienenfahrzeug mit Füllstandsüberwachung eines Abwasserbehälters

Info

Publication number: DE102009051351A1
Application number: DE102009051351A
Authority: DE
Inventors: Ralph GÄRTNER; Torge Kamphausen; Walter Lindermuth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2029-10-31
Also published as: US8931510B2; WO2011051345A1; ES2560288T3; DK2493743T3; EP2493743B1; EP2493743A1; BR112012010189A2; DE102009051351B4; CN102596678A; CN102596678B; RU2501689C1; US20120222758A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Sanitärsystem, das einen Abwasserbehälter (1) und einen Frischwasserbehälter (2) aufweist, die jeweils mit zugeordneten Füllstandssensoren (3) ausgestattet sind, wobei eine Steuervorrichtung (4) zur steuerungstechnischen Verknüpfung zwischen den Füllständen im Frischwasserbehälter (2) und Abwasserbehälter (1) vorgesehen ist, die den Füllstand im Abwasserbehälter (1) mit Hilfe der zugehörigen Sensoren (3) überwacht und, abhängig von einem erfassten Füllstand im Abwasserbehälter (1), den Füllstand im Frischwasserbehälter (2) steuert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einem Sanitärsystem, das einen Abwasserbehälter und einen Frischwasserbehälter aufweist, die jeweils mit zugeordneten Füllstandssensoren ausgestattet sind.
Im Stand der Technik ist es bekannt, die Füllstände des Abwasserbehälters und des Frischwasserbehälters eines Sanitärsystems zu überwachen, um es bei Bedarf außer Betrieb nehmen zu können. Eine Außerbetriebnahme erfolgt insbesondere dann, wenn beim Abwasserbehälter ein Füllstand von 95% erreicht ist oder für den Frischwasserbehälter eine Leermeldung erfolgt.
Bei Schienenfahrzeugen besteht die allgemeine Aufgabe, das Fahrzeuggewicht bzw. die Fahrzeugmasse möglichst gering zu halten. Eine zugrunde gelegte Fahrzeugmasse bestimmt nämlich die Bemessung von Betriebsstoffvorräten, die ebenfalls möglichst gering gehalten werden sollen. Für die Berechnung der Betriebsstoffvorräte werden derzeit der Frischwasserbehälter sowie der Abwasserbehälter jeweils als zu 100% gefüllt in die Berechnung der Fahrzeugmasse einbezogen, was damit zu erhöhten Betriebsstoffvorräten führt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Schienenfahrzeug das Sanitärsystem derart weiterzuentwickeln, dass für die Einheit aus Frischwasserbehälter und Abwasserbehälter eine geringere Fahrzeugmasse für die Berechnung der Betriebsstoffvorräte ansetzbar wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Steuervorrichtung zur steuerungstechnischen Verknüpfung zwischen den Füllständen im Frischwasserbehälter und Abwasserbehälter vorgesehen ist, die den Füllstand im Abwasserbehälter mit Hilfe zugehöriger Sensoren überwacht und, abhängig von einem erfassten Füllstand im Abwasserbehälter, den Füllstand im Frischwasserbehälter steuert.
Die vorgesehene Verknüpfung zwischen den Füllständen im Frischwasserbehälter einerseits und Abwasserbehälter andererseits gestattet es, die Gesamtfüllmenge in den Wasserbehältern des Sanitärsystems so zu steuern, dass beispielsweise ein vorgegebener Maximalwert für die Gesamtbefüllung des Frischwasser- und Abwasserbehälters nicht überschritten wird. Damit wird es ermöglicht, diesen Maximalwert in die Berechnung der Fahrzeugmasse eingehen zu lassen.
Die Überwachung des Füllstands des Abwasserbehälters kann in verschiedener Weise erfolgen, beispielsweise kontinuierlich, zyklisch oder auf Erreichen eines vorbestimmten Grenzwertes für den Füllstand im Abwasserbehälter. Unabhängig von der Art der Überwachung des Füllstands im Abwasserbehälter kann die Steuereinrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes im Abwasserbehälter Befüllleitungen des Frischwasserbehälters verriegeln. Dadurch ist sichergestellt, dass der Frischwasserbehälter nicht durch Befüllen auf einen solchen Füllstand gebracht wird, dass die in dem Frischwasserbehälter befindliche Wassermenge von dem Abwasserbehälter nicht mehr aufnehmbar ist. Besonders wichtig ist dabei der zu vermeidende Fall, dass beispielsweise der Abwasserbehälter bereits zu 95% gefüllt ist und trotzdem der Frischwasserbehälter in einem neuen Befüllvorgang vollständig gefüllt wird.
Eine Verriegelung der Befüllleitungen des Frischwassertanks kann in verschiedener Weise erfolgen: Die Befüllung erfolgt mit Hilfe einer Befüllstopp-Steckdose ausgestattet sein oder im Verlauf der Befüllleitungen sind Magnetventile vorgesehen, mit denen die Befüllleitungen gesperrt werden können. Auch eine Kombination dieser beiden Vorgehensweisen ist möglich. In beiden Fällen verarbeitet die Steuervorrichtung die Signale der aktiven Komponenten, nämlich die Befüllstopp-Steckdose oder Magnetventile, so dass die erwünschte Verriegelung der Befüllleitungen erreicht wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung den Frischwasserbehälter, abhängig von einem Füllstand des Abwasserbehälters, über eine Auslass- oder Überlaufleitung entleert. Diese Ausführungsform geht über die vorstehend erläuterte insofern hinaus, dass nicht nur ein weiteres Befüllen des Frischwasserbehälters vermieden wird, sondern der Füllstand des Frischwasserbehälters auf denjenigen des Abwasserbehälters abgestimmt wird. Diese Abstimmung erfolgt vorteilhafter Weise in der Art, dass die Steuereinrichtung den Frischwasserbehälter bis zu einem solchen Füllstand entleert, dass das verbleibende Frischwasser von dem Abwasserbehälter aufnehmbar ist.
In weiteren Ausführungsformen kann ein Füllstand des Abwasserbehälters allgemein signalisiert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Füllstandssensor des Abwasserbehälters mit einer Anzeigevorrichtung an einer Schienenfahrzeugaußenseite in Verbindung steht, wobei die Anzeigevorrichtung dann als Ausgabeeinrichtung für aktuelle Zustandsmeldungen des Füllstandssensors eingesetzt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Füllstandssensor auch mit einer Diagnosevorrichtung des Schienenfahrzeugs in Verbindung stehen, welcher die aktuellen Zustandsmeldungen signalisiert werden. Bei der erstgenannten Alternative kann bei Bedarf manuell auf die angezeigte Zustandsmeldung reagiert werden, während in dem zweiten Fall die Diagnosevorrichtung automatisch Maßnahmen aus der signalisierten Zustandsmeldung über den Füllstand des Abwasserbehälters ableiten kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Blockdiagrammdarstellung eines Sanitärsystems eines Schienenfahrzeugs in einer ersten Ausführungsform,
2 eine Blockdiagrammdarstellung eines Sanitärsystems eines Schienenfahrzeugs in einer zweiten Ausführungsform,
3 eine Blockdiagrammdarstellung eines Sanitärsystems eines Schienenfahrzeugs in einer dritten Ausführungsform und
4 eine Blockdiagrammdarstellung eines Sanitärsystems eines Schienenfahrzeugs in einer vierten Ausführungsform.
Die Darstellung von 1 zeigt wesentliche Komponenten eines Sanitärsystems eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einen Abwasserbehälter 1 und einen Frischwasserbehälter 2. Der Abwasserbehälter 1 ist mit einem Füllstandssensor ausgestattet. Der Füllstandssensor 3 des Abwasserbehälters 1 steht in einer Signalisierungsverbindung mit einer Steuervorrichtung 4, die abhängig von einem aktuell erfassten Messwert für den Füllstand des Abwasserbehälters 1, einen Füllstand des Frischwasserbehälters 2 steuert.
Darüber hinaus werden aktuelle Messwerte vor dem Füllstandssensor 3 des Abwasserbehälters 1 auch einer an der Fahrzeugaußenseite angebrachten Anzeigeeinrichtung 5 und einer Fahrzeugdiagnoseeinrichtung 6 zugeleitet. Dabei kann die Anzeigevorrichtung 5 auch als einfacher Leuchtmelder ausgestaltet sein, der lediglich das Überschreiten eines Grenzwertes für den Füllstand im Abwasserbehälter 1 anzeigt.
Der Füllstand im Abwasserbehälter 1 wird kontinuierlich, zyklisch oder auf Erreichen eines Grenzwertes überwacht, und zwar mit Hilfe des Füllstandssensors 3 in Kombination mit der Steuervorrichtung 4.
In 1 ist der Frischwasserbehälter 2 mit zwei Befüllleitungen 7 versehen, an deren jeweiligem Ende ein Stutzen mit einer Befüllstopp-Steckdose 8 zum Einsatz kommt. Die Befüllstoppsteckdosen 8 werden von der Steuervorrichtung 4 im Bedarfsfall angesteuert, so dass eine weitere Befüllung des Frischwasserbehälters wirksam unterbunden wird, d. h. der Füllstand des Frischwasserbehälters 2 nicht weiter zunehmen kann. Die Steuereinrichtung 4 löst das Verschließen der Befüllleitungen 7 dann aus, wenn im Abwasserbehälter 1 ein vorgegebener Füllstand erreicht wird.
Die Ausführungsform nach 2 unterscheidet sich von derjenigen nach 1 dadurch, dass statt der Befüllstoppsteckdosen 8 im jeweiligen Verlauf der Befüllleitungen 7 Magnetventile 9 vorgesehen sind, die wiederum von der Steuervorrichtung 4 im Bedarfsfall so angesteuert werden, dass eine weitere Befüllung des Frischwasserbehälters 2 unterbunden wird.
Die beiden anhand der 1 und 2 vorgestellten Ausführungsformen des Sanitärsystems für ein Schienenfahrzeug bewirken, dass die weitere Befüllung 7 des Frischwasserbehälters 2 verriegelt wird. Die nachstehend anhand der 3 und 4 erläuterten Ausführungsformen gehen über die einfache Verriegelung des aktuellen Füllstands im Frischwasserbehälter 1 hinaus. Bei den dort beschriebenen Ausführungsformen wird aktiv auf den Füllstand im Frischwasserbehälter 2 eingewirkt. Dies bedeutet, dass bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands im Abwasserbehälter 1, signalisiert von dem Füllstandssensor 3, die Steuereinrichtung 4 eine dosierte Entleerung des Frischwasserbehälters 2 veranlasst.
Dies kann gemäß einer Ausführungsform nach 3 in der Weise geschehen, dass eine vorgesehene Frostentleerungsleitung 10 zum dosierten Entleeren des Frischwasserbehälters 2 genutzt wird. Bei der Ausführungsform nach 3 steuert die Steuerungsvorrichtung 4 ein Magnetventil 11 in der Weise an, dass mit zunehmendem Füllstand im Abwasserbehälter 1 der Füllstand im Frischwasserbehälter 2 abgesenkt wird. Dabei wird insgesamt das Steuerungsziel verfolgt, dass der Frischwasserbehälter bis zu einem solchen Füllstand entleert wird, dass das verbleibende Frischwasser von dem Abwasserbehälter 1 aufnehmbar ist. Dies leistet die Steuervorrichtung 4 durch geeignete Ansteuerung des Magnetventils 11.
Bei der Ausführungsform nach 4 ist eine zusätzliche Bypass-Leitung 12 vorgesehen, die ein weiteres Magnetventil 13 aufweist und von einem Innenraum des Frischwasserbehälters 2 zu einem Punkt der Frostentleerungsleitung jenseits des Magnetventils 11 reicht. Die Steuervorrichtung 4 steht in Verbindung mit dem weiteren Magnetventil 12, das in derselben Weise angesteuert wird, wie das in 3 verwendete Magnetventil 11 und denselben Zweck erfüllt.
Die vorgesehene Bypass-Leitung gestattet es, über das vorgesehene Magnetventil 12 eine permanente Entleerung des Frischwasserbehälters 2 bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands im Abwasserbehälter 1 vorzunehmen.

Claims

Schienenfahrzeug mit einem Sanitärsystem, das einen Abwasserbehälter (1) und einen Frischwasserbehälter (2) aufweist, die jeweils mit zugeordneten Füllstandssensoren ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (4) zur steuerungstechnischen Verknüpfung zwischen den Füllständen im Frischwasserbehälter (2) und Abwasserbehälter (1) vorgesehen ist, die den Füllstand im Abwasserbehälter (1) mit Hilfe zugehöriger Sensoren (3) überwacht und, abhängig von einem erfassten Füllstand im Abwasserbehälter (1), den Füllstand im Frischwasserbehälter (2) steuert.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Füllstand des Abwasserbehälters (1) kontinuierlich überwacht.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Füllstand im Abwasserbehälter (1) zyklisch überwacht.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Füllstand im Abwasserbehälter (1) auf Erreichen eines vorbestimmten Grenzwertes überwacht.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes im Abwasserbehälter (1) Befüllleitungen (7) des Frischwasserbehälters (2) verriegelt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung der Befüllleitungen (7) durch Ansteuern jeweils einer Befüllstopp-Steckdose (8) erfolgt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung der Befüllleitungen (7) durch Ansteuern von Magnetventilen (9) in den Befüllleitungen (7) erfolgt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Frischwasserbehälter (2), abhängig von einem Füllstand des Abwasserbehälters (1), über eine Auslassleitung (10) entleert.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Frischwasserbehälter (2) bis zu einem solchen Füllstand entleert, dass das verbleibende Frischwasser von dem Abwasserbehälter (1) aufnehmbar ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (3) des Abwasserbehälters (1) mit einer Anzeigevorrichtung (5) an einer Schienenfahrzeugaußenseite in Verbindung steht und die Anzeigevorrichtung (5) aktuelle Zustandsmeldungen über den Füllstand des Abwasserbehälters (1) ausgibt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (3) des Abwasserbehälters (1) mit einer Diagnosevorrichtung (6) des Schienenfahrzeugs in Verbindung steht und dieser aktuelle Zustandsmeldungen über den Füllstand des Abwasserbehälters (1) signalisiert.