DE19819984B4 - Drehschieberventil für ein Vakuumtoilettensystem - Google Patents

Drehschieberventil für ein Vakuumtoilettensystem Download PDF

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Abstract

Drehschieberventil für ein Vakuumtoilettensystem in einem Fahrzeug, wobei das Ventil (10) zwischen zwei Abschnitten eines Kanalisationsrohres angeordnet ist, das zwischen einer Abfallaufnahmeschüssel und einem Abfalbehälter des Toilettensystems angeschlossen ist, wobei das Drehschieberventil (10) aufweist:
ein Gehäuse (12) mit zwei Seitenwandungen (20), die gemeinsam die Seiten einer Ventilinnenkammer (32) definieren, welche eine Einlassöffnung (34) und eine entgegengesetzte Auslassöffnung (36) aufweist, wobei die Einlassöffnung (34) an dem Abschnitt des Kanalisationsrohres in Fluidverbindung mit der Abfallaufnahmeschüssel angeschlossen ist und die Auslassöffnung (36) an dem Abschnitt des Kanalisationsrohres in Fluidverbindung mit dem Abfallbehälter angeschlossen ist, wobei die Seitenwandungen (20) des Gehäuses (12) gegenüberliegend und parallel angeordnet sind;
einen Schieber (14), der zwischen den Seitenwandungen (20) zum Drehen um eine vorgegebene Achse zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung angeordnet ist und somit eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass (34) und dem Auslass (36) des Gehäuses (12) verhindert und gestattet; und
zwei...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Vakuumtoilettensysteme sind in Flugzeugen seit vielen Jahren verwendet worden. Ein derartiges Vakuumtoilettensystem hat eine Abfallaufnahmeschüssel, die durch ein Kanalisationsrohr mit einem Abfallbehälter verbunden ist. An dem Kanalisationsrohr ist ein Ablassventil angeordnet, um eine Fluidverbindung von der Schüssel zu dem Abfallbehälter selektiv zu gestatten. Um das Toilettensystem zu betreiben, wird der Abfallbehälter unter einem Druck gehalten, der im wesentlichen niedriger als der Druck in der Abfallaufnahmeschüssel ist, die typischerweise unter dem nahezu atmosphärischen Druck der Passagierkabine des Flugzeugs steht. Wenn das Ablassventil geöffnet wird, bewirkt somit die Druckdifferenz zwischen der Schüssel und dem Behälter, dass der Abfall in der Schüssel durch das Rohr in den Abfallbehälter gezogen wird.
  • Ein Vakuumtoilettensystem mit einem Ablassventil in Form eines Drehschieberventils ist in der US 4,713,847 B1 beschrieben. Dieses Ablassventil weist ein zylindrisches Gehäuse auf, das eine Innenkammer aufweist, die so bemessen ist, dass sie einen scheibenförmigen Schieber mit einem Loch darin enthält. Eine Seite des Gehäuses hat einen Einlass, der nach einem Auslass ausgerichtet ist, welcher an der anderen Seite des Gehäuses angeordnet ist. Die Abfallaufnahmeschüssel ist durch einen Abschnitt eines Kanalisationsrohres an dem Einlass des Gehäuses angeschlossen und der Abfallbehälter ist durch einen anderen Abschnitt des Kanalisationsrohres an dem Auslass des Ventilgehäuses angeschlossen.
  • Ein Antriebsmechanismus dreht selektiv den kreisförmigen Schieber zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung. In der offenen Stellung ist das Loch in dem scheibenförmigen Schieber zwischen dem Einlass und dem Auslass ausgerichtet, um zum Spülen der Toilette eine Fluidverbindung zu gestatten. In der geschlossenen Stellung blockiert der Schieber die Fluidverbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass, um die Fluidströmung aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Schüssel und dem Behälter zu verhindern.
  • Die Erfahrung zeigt, dass, obwohl ein derartiges Ventil im wesentlichen zufriedenstellend arbeitet, es doch ein Problem geben kann, das mit der belagförmigen Ablagerung zusammenhängt, die an den Seiten des scheibenförmigen Drehschiebers und über seinen Innengehäuseabschnitten dadurch entsteht, dass es über Jahre hinweg den Mineralien und Chemikalien in dem Fluid des Toilettensystems ausgesetzt ist. Die Belagablagerung verringert den Abstand zwischen den Seiten der Scheibe und den Seiten der Innenkammer, wobei sich dadurch die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Scheibe in dem Gehäuse eventuell verklemmt, was das Ventil nichtbetriebsfähig macht. Wegen dieses Problems der belagähnlichen Ablagerung müssen Fluggesellschaften das Drehschieberventil reinigen oder ersetzen, bevor andere Einrichtung in dem Flugzeug eine große Wartung erfordern. Dieses Problem der Wartung verringert auf unerwünschte Weise den Zeitraum, in dem ein Flugzeug zum Erzeugen von Einnahmen verfügbar ist, was für die Fluggesellschaft zu einem Verlust bei den Einnahmen führt.
  • Ein anderer Nachteil, der mit dem oben beschriebenen Drehschieberventil verbunden ist, ist der, dass seine kreisförmige Scheibe dem Flugzeug ein zusätzliches Gewicht zuführt. Während andere Drehschieberventile für Anwendungen in anderen Bereichen als der Luftfahrt Ventile mit nichtkreisförmigen Schiebern verwenden, kennt die vorliegende Anmelderin kein derartiges Ventil, das zur Verringerung des Gewichtes in einem Vakuumtoilettensystem eines Flugzeugs einen nur teilweise kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Schieber hat. Dementsprechend kennt die Anmelderin keinen Stand der Technik, der für Anwendungen in der Luftfahrt eine Gewichtsverringerung durch einen relativ dünnen, kreissegmentförmigen Schieber lehrt oder vorschlägt.
  • Ein Drehschieberventil, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist aus der US 4, 693, 447 A bekannt. Auch bei diesem Drehschieberventil ergibt sich das Problem wie bei der bereits genannten US 4,713,847 nämlich die Ablagerungen. Insbesondere sind es diejenigen Bereiche des Schiebers, welche außerhalb der von den Ringdichtungen eingeschlossenen Fläche liegen, also zwischen den Seitenwandungen des Gehäuses, wo derartige Ablagerungen die Bewegungen des Schiebers behindern oder sogar unterbinden können.
  • Ausgehend von der US 4, 693, 447 A es demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehschieberventil zu schaffen, welches durch seinen Aufbau gestattet, dass die Wartungsintervalle des Ventils den regulären Wartungsintervallen beispielsweise eines Flugzeugs weitestgehend angeglichen werden, also ausserturnusmässige Wartungen alleine aufgrund des Ventils weitestgehend vermieden sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist demnach jede der Seitenwandungen von einem ersten Oberflächenbereich des Schiebers, der beim Drehen um die vorgegebene Achse innerhalb der Dichtungen verbleibt, um einen ersten Abstand beabstandet, der die Funktion der Dichtungen sicherstellt und die verbleibenden Abschnitte jeder Seitenwandung außerhalb der Dichtungen sind von der benachbarten Seitenfläche des Schiebers um einen zweiten, grösseren Abstand beabstandet.
  • Die vorliegende Erfindung wählt somit zur Lösung der Aufgabe den auf den ersten Blick inpraktikabel erscheinenden Weg, dass die Abstände zwischen den beiden Oberflächen des Schiebers und den benachbarten innenliegenden Seitenwandungen des Gehäuses vergrößert werden. Dies stellt an sich eine Abkehr von den beispielsweise im Flugzeugbau geltenden Bemühungen dar, Installationsteile des Flugzeugs so klein und damit leicht wie möglich zu bauen. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau geht jedoch der erhebliche Vorteil einher, dass das Drehschieberventil weitaus verlängerte Wartungsintervalle aufweist, da aufgrund des vergrößerten Abstandes zwischen den beiden Oberflächen des Schiebers und den beiden inneren Seitenwänden des Gehäuses sich am Schieber und/oder besagten Seitenwänden aufbauende Ablagerungen einen weitaus größeren Zeitraum benötigen, bis sie sich zu einer Schichtdicke aufgebaut haben, welche die Bewegungen des Schiebers behindern könnte. Dieser Vorteil gleicht den auf den ersten Blick dominierenden Nachteil einer vergrösserten und damit schwereren Baussubstanz des Ventil mehr als aus.
  • Zwischen den Innenseitenwandungen des Gehäuses des Drehschieberventils ist ein Schieber angeordnet, der sich um eine vorgegebene Achse dreht, um zwischen dem Einlass und dem Auslass des Gehäuses selektiv eine Fluidverbindung zu gestatten. Der Schieber hat gegenüberliegende Seitenflächen, von welchen jede einer zugeordneten Seitenwandung der Seitenwandungen in dem Gehäuse gegenüberliegt und dazu parallel ist. Das Ventil kann auch eine Betätigungseinrichtung aufweisen, die zum Beispiel ein elektrischer Umkehrmotor oder ein pneumatischer Kolben/Zylinder sein kann, um den Schieber um die vorgegebene Achse zu drehen, wobei sie an dem Gehäuse angeordnet ist.
  • In einem der eingangs erwähnten Drehschieberventile liegt der Abstand zwischen jeder Seite der Scheibe und der benachbarten Innenwandung des Gehäuses beispielsweise in dem Bereich von 0,0035 Inch (0,0889 mm) bis 0,006 Inch (0,1524 mm). Der Spalt wurde durch den Abstand bestimmt, der zwischen dem Gehäuse und der Gleitringdichtung notwendig war, um ein gutes Funktionieren der Dichtung sicherzustellen. Bei einer normalen Verwendung mit durchschnittlich hartem Wasser würden in ungefähr drei Jahren Mineralablagerungen bis zu der Höhe entstehen, bei der die Bewegung der Scheibe ernsthaft unterbunden oder gestoppt werden würde. Leider ist dieser Zeitraum geringer als der Zeitraum von ungefähr vier Jahren, in dem Verkehrsflugzeuge typischerweise für eine große Generalüberholung herausgenommen werden. Die Ursachen des Problems sind über einen langen Zeitraum nicht erkannt worden und wenn sie da waren, war es nicht offensichtlich, wie sie schnell überwunden werden konnten. Die Anmelderin hat den Schritt unternommen, den Abstand zwischen der Seite des Schiebers und jeder benachbarten Innenseitenwandung des Gehäuses außerhalb des Dichtungsrings auf mehr als neun mal dem entsprechenden Abstand in dem Bereich innerhalb des Dichtungsrings zu erhöhen. Der Abstand zwischen den Flächen des Gehäuses, die dem Schieber in dem Bereich zugewandt sind, der von der Gleitringdichtung überlappt und innerhalb der Gleitringdichtung liegt, bleibt so eng wie er vorher war. Die Anmelderin hat somit einen Abstand mit zwei Niveaus erzeugt, indem von den Innenflächen des Gehäuses, die dem Schieber in dem Bereich außerhalb der Dichtung gegenüberliegen, mehr Material entfernt wird, als in dem Bereich, der innerhalb der Dichtung liegt. Dies ist ein Schritt, der nicht offensichtlich sein würde, da eine Fluggesellschaft im allgemeinen wünscht, dass die Abmessungen in der Praxis auf einem Minimum gehalten werden, um Überlegungen hinsichtlich des Gewichtes und der Entwicklung der gesamten Einrichtung zu befriedigen. Die Anmelderin hat auch gelernt, dass für den Abstand eine obere Grenze von ungefähr 0,120 Inch (3,048 mm) vorhanden ist, über der die Größe und das Gewicht des gesamten Ablassventils zu groß wird, um vom Standpunkt des Gewichtes, der Größe und der Kosten akzeptabel zu sein. Der von dem Anmelder bevorzugte Abstand zwischen jeder Seite des Ventils mit Scheibe und der benachbarten Innenwandung des Gehäuses in dem Bereich außerhalb der Dichtung liegt somit in dem Bereich von 0,050 Inch (1,27 mm) bis 0,120 Inch (3,048 mm). Der bevorzugte Abstand beträgt ungefähr 0,060 Inch (1,524 mm). In dem Bereich innerhalb der Dichtung liegt er noch in dem Bereich von 0,0035 Inch (0,0889 mm) bis 0,0060 Inch (0,152 mm).
  • Dieser Abstand in dem Bereich außerhalb der Dichtung ist groß genug, um die Ventilwartung aufgrund eines an den Seiten des Schiebers enstandenen Belags beträchtlich zu verringern. Der Betreiber eines Flugzeugs, das das Drehschieberventil der vorliegenden Erfindung verwendet, erlangt somit den Vorteil von Kosteneinsparungen aufgrund der verringerten Wartung. Weil die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass die Scheibe verklemmt, ist zudem die Wahrscheinlichkeit geringer, dass das Toilettensystem ausfällt, wobei dadurch auf vorteil hafte Weise sichergestellt wird, dass die volle Anzahl von Toiletten auf einem bestimmten Flugzeug für die Passagiere verfügbar ist.
  • Über die Erfindung ist im Detail zu sagen, dass der Schieber eine kreissegmentförmige Gestalt aufweist, und er auch entlang wenigstens einer Kante des Umfangs eine scharfe Kante aufweist, um Trümmer bzw. Ablagerungen zu schneiden. Die teilweise scheibenförmige Gestalt verringert vorteilhafterweise das Gewicht der Scheibe. Die teilweise scheibenförmige Gestalt des Schiebers trägt auch dazu bei, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der Schieber in dem Gehäuse aufgrund der Entstehung eines Belages oder einer Störung durch kleine Fremdobjekte verklemmt. Dies steht im Gegensatz zu einem 360°-Schieber. Mit einem 360°-Schieber wird der Arbeitsbereich des Schiebers, der den Seitenwandungen des Gehäuses in dem durch die Gleitringdichtung verbundenen Bereich gegenüberliegt und der die Dichtung kreuzt, durch die Wischtätigkeit der Dichtung gereinigt. Die Abschnitte des 360°-Schiebers, die außerhalb der Dichtung liegen und diese zu keinem Zeitpunkt kreuzen, bewirken eventuell dort, wo Mineralablagerungen entstehen können, dass er blockiert oder verklemmt. Wenn eher ein kreissegmentförmiger Schieber als ein Vollkreis verwendet wird, wird der Flächenbereich, auf dem sich Mineralablagerungen ansammeln würden, im wesentlichen verringert, wobei das Ventil weniger als ein 360°-Ventil dafür anfällig ist, dass es blockiert oder verklemmt. Die scharfe Umfangskante des Schiebers kann vorteilhafterweise durch Mineralablagerungen zwischen dem Einlass und dem Auslass des Gehäuses hindurch schneiden, wobei dadurch ein Schließen des Schieberventil gestattet wird und ein Ausfallen des Ventils vermieden wird.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt:
  • 1 einen in einem Teilquerschnitt gezeigten Aufriss einer Drehschieberventilanordnung
  • 2 einen Aufriss von hinten der Drehschieberventilanordnung der 1;
  • 3 eine Querschnittsansicht der Drehschieberventilanordnung der 1 entlang der Linie 3-3, wobei der Schieber in einer offenen Stellung gezeigt ist;
  • 4 eine Querschnittsansicht der Drehschieberventilanordnung der 1 entlang der Linie 3-3, wobei das Ventil in einer geschlossenen Stellung gezeigt ist;
  • 5 eine Querschnittsansicht des Schiebers der 4 entlang der Linie 5-5;
  • 6 eine detaillierte Ansicht des Schiebers entlang der Linie 6-6; und
  • 7 eine detaillierte Ansicht der Drehschieberventilanordnung der 1 entlang der Linie 7-7.
  • Es wird nun auf die Zeichnung und insbesondere auf die 1, 2 und 3 Bezug genommen. Die Erfindung wird vorzugsweise in einer speziellen Drehschieberventilanordnung, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist, für ein Vakuumtoilettensystem eines Flugzeugs dargestellt. Die Ventilanordnung 10 mit Schieber umfasst ein Gehäuse 12, das einen Schieber 14 einschließt, der von einer an dem Gehäuses 12 angeordneten Motoranordnung 16 gedreht wird. Wie unterhalb beschrieben wird, beträgt der Abstand zwischen den Seiten 18 des Schiebers 14 und den Innenseitenwandungen 20 des Gehäuses in dem Bereich außerhalb der Dichtungen 72 0,050 Inch (1,27 mm) bis 0,120 Inch (3,048 mm).
  • Ein Abstand zwischen dem Schieber 14 und dem Gehäuse 12 in diesem Bereich liefert verschiedene wichtige Vorteile, die mit einem Abstand von ungefähr 0,006 Inch (0,1524 mm) nicht erzielt werden können. Von Bedeutung ist, dass, während der Abstand zwischen den Seitenwandungen 18 des Schiebers 14 und den Innenwandungen des Gehäuses 12 noch eng genug ist, um kleine, feste Objekte im Abfall daran zu hindern, dass sie zwischen der Scheibe und dem Gehäuse 12 eingeklemmt werden, dieser vergrößerte Abstand vorteilhafterweise ausreicht, um den Aufwand für die Ventilreinigung von einem Belag, der an den Seiten 18 des Schiebers 14 oder den Innenseitenwandungen 20 des Gehäuses in dem Bereich außerhalb der Dichtungen entstanden ist, bedeutend zu verringern. Insbesondere gestattet der Abstand dem Drehschieberventil 10, dass es trotz des entstandenen Belages länger funktionsfähig bleibt. Es werden somit Wartungseinsparungen realisiert, weil sich der Zeitraum zwischen dem Erneuern des Schiebers oder dem Reinigen des Schiebers aufgrund von Belagablagerungen vergrößert, die andernfalls die freie Bewegung des Schiebers 14 stören könnten. Der Betreiber eines Flugzeugs, der das bevorzugte Drehschieberventil 10 verwendet, kann sich vorteilhafterweise über die Kosteneinsparungen freuen, die mit einer derartigen verringerten Wartung verbunden sind. Weil die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass der Schieber 14 aufgrund eines entstandenen Belages verklemmt, ist zudem die Wahrscheinlichkeit geringer, dass das Toilettensystem ausfällt, wobei dadurch vorteilhafterweise sichergestellt wird, dass für die Verwendung durch Passagiere die volle Anzahl der Toiletten an einem bestimmten Flugzeug verfügbar ist. Unterhalb werden weitere Vorteile beschrieben, die andere Aufbaumerkmale betreffen.
  • Das Gehäuse 12 weist einen im allgemeinen kreisförmigen vorderen Abschnitt 22 und einen im allgemeinen kreisförmigen hinteren Abschnitt 24 auf, von welchen jeder einen Umfangsflansch 26 mit Öffnungen 28 aufweist, die darin ausgeformt sind, um Muttern und Schrauben 30 aufzunehmen, die die zwei Gehäuseabschnitte 22 und 24 miteinander verbinden. Der vordere Gehäuseabschnitt 22 weist einen kreisförmigen Schlitz 29 auf, um einen O-Ring 31 darin aufzunehmen, damit eine Innenkammer 32 in dem Gehäuse 12 abgedichtet wird. In Bezug auf die Innenkammer 32 weist jeder Gehäuseabschnitt 22 und 24 eine Seitenwandung 20 auf, die die Innenkammer 32 definiert, welche so bemessen ist, dass sie den Schieber 14 einschließt.
  • Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist, dass die Innenwandungen 20 des Gehäuses, die dem kreissegmentförmigen Ventil mit Scheibe außerhalb des von der Dichtung 31 eingeschlossenen Bereichs zugewandt sind, in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehebene des Schiebers 14 um einen größeren Abstand beabstandet sind, als die Seitenwandungen in den Bereichen innerhalb des Umfangs der Dichtung. Diese Anordnung sichert den korrekten Abstand des Schiebers von den Gehäuseseitenwandungen in dem Bereich, wo ein kleinerer Abstand dafür notwendig ist, dass die Dichtung gut funktioniert, während in dem Bereich, der außerhalb der Dichtung liegt, wo die Wahrscheinlichtkeit größer ist, dass ein entstandener Belag mit der Zeit die Bewegung stört, ein größerer Abstand der Seitenwandungen von der Scheibe vorgesehen ist.
  • Der vordere Gehäuseabschnitt 22 weist einen kreisförmigen Einlass 34 zum Anschließen an das Kanalisationsrohr auf, das mit einer Abfallaufnahmeschüssel des (nicht gezeigten) Toilettensystems eines Flugzeugs verbunden ist. Der hintere Gehäuseabschnitt 24 weist einen Auslass 36 zum Anschließen an das Kanalisationsrohr auf, das zu dem Abfallbehälter des (nicht gezeigten) Toilettensystems eines Flugzeugs führt. An der Außenseite von jedem Gehäuseabschnitt 22 und 24 sind horizontale und vertikale Rippen 38 zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit ausgeformt. Die Bauteile der Gehäuseanordnung 12 können in einem allgemein bekannten Herstellungsverfahren aus einem Material von ausreichender Festigkeit, das Aluminium, Titan, Kunststoffe, rostfreien Stahl oder andere derartige geeignete Materialien enthält, hergestellt werden.
  • Durch die obere Kante des vorderen Gehäuseabschnitts 22 hindurch ist eine Leitung 40 angeschlossen. Die Leitung 40 sieht das Entlüften des Inneren der Ventilkammer vor, um Abfallmaterial daran zu hindern, in das Gehäuse gesaugt zu werden.
  • Die Motoranordnung 16 umfasst einen elektrischen Motor 42, der an einem Getriebegehäuse 43 angeordnet ist, das mit dem hinteren Gehäuseabschnitt 24 durch Schrauben 44 verbunden ist. Der Motor 42 weist eine Abtriebswelle 46 auf, die mit einem Getriebe 48 verbunden ist, das eine Antriebswelle 50 dreht, die in einem Durchlass 52 angeordnet ist, der sich durch die Mitte des Gehäuses 12 erstreckt. Lager 54, die zwischen dem Durchlass 52 und der Antriebswelle 50 angeordnet sind, erleichtern das Drehen der Antriebswelle 50 und des Schiebers 14. Zwei Anschlussleitungen 56 und 58 führen dem Motor 42 Strom und Steuersignale zu. Nachdem sich dem Gehäuse 12 und der Motoranordnung 16 gewidmet worden ist, wird nun der spezielle Schieber 14 des Ventils 10 beschrieben.
  • Der Schieber 14 weist eine flache Teilscheibe, d. h. in Form eines Kreissegments (siehe 3 und 5) auf. In der Mitte des Durchmessers, den die Außenkante 63 bilden würde, ist ein Schlitz 60 angeordnet, der so bemessen ist, dass er um die Antriebswelle 50 passt. In der Nähe der Außenkante 63 des Schiebers 14 ist eine Öffnung 62 vorgesehen, die den gleichen Durchmesser wie der Gehäuseeinlass 34 und der Gehäuseauslass 36 aufweist (siehe 6). Die Motoranordnung 16 dreht den Schieber 14 selektiv zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung. In der offenen Stellung ist die Öffnung 62 in dem Schieber 14 nach dem Einlass 34 und dem Auslass 36 des Gehäuses 12 ausgerichtet, um durch das Ventil 10 zum Spülen der Toilette eine Fluidströmung zu gestatten. Die geschlossene Stellung des Schiebers 14 ist in 4 gezeigt, wo die Öffnung 62 in dem Schieber 14 nach dem Einlass 34 und dem Auslass 36 des Gehäuses 12 nicht ausgerichtet ist und wo der Schieber 14 die Fluidströmung durch das Ventil 10 blockiert, um das Spülen der Toilette zu stoppen. Die vorderen und hinteren Kanten 68 des Segments, das das Ventil mit Scheibe bildet, sind weder abgerundet noch abgefasst, sondern durch eine scharfe, abrupte Kante zwischen zwei Schnittebenen definiert, um dadurch gute Schneideeigenschaften zu haben, so dass jeder entstandene Belag an der Innenseitenwandung 20 besonders wirksam weggeschabt werden kann, um ein Verklemmen der Scheibe zu vermeiden. Wie in 7 gezeigt ist, hat jeder Einlass 34 und jeder Auslass 36 des Gehäuses 12 kreisförmige Schlitze 70, die so bemessen sind, dass sie die Gleitringdichtungsanordnung 72 aufnehmen können. Die Gleitringdichtungsanordnung 72 hat ein kreisförmiges kanalförmiges Bauteil 74, das einen O-Ring 76 hält.
  • Der Schieber 14 kann aus einem rostfreien Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden, das zu einem glatten Endprodukt geschliffen wird. Es ist von Bedeutung, dass die Innenausnehmung in den vorderen und hinteren Gehäuseabschnitten 22 und 24, die die Kammer 32 in dem Bereich außerhalb der Gleitringdichtung definieren, berechnet ist, um zwischen den flachen Seiten 18 des Schiebers 14 von den Innenseitenwandungen 20 des Gehäuses 12 einen bestimmten Abstand vorzusehen. Dieser Abstand zwischen jeder Seite 18 der Scheibe und seiner zugeordneten Gehäusewandung 20 kann in dem Bereich außerhalb der Dichtung zwischen 0,050 Inch (1,27 mm) und 0,120 Inch (3,048 mm) liegen. Die Erfahrung des Anmelders mit Auslassventilen für Abfallsysteme von Fahrzeugen, nämlich einen derartig grossen Abstand vorzusehen, steht der herkömmlichen Erfahrung mit Ventilen mit Schiebern entgegen und dieses Vorgehen ist nicht offensichtlich.
  • Der obige Abstand liefert bedeutende Vorteile, die oben dargelegt sind. Zusätzlich zu diesen Vorteilen führt die teilweise scheibenförmige oder kreissegmentförmige Gestalt des Schiebers 14 zu einem kleineren Seitenflächenbereich 18 in der Nähe der Innenseitenwandungen 20 des Gehäuses 12. Die teilweise scheibenförmige Gestalt führt auch zu einer verbesserten Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Drehschieberventil 10, wobei dadurch die Wartungskosten und die Ausfallzeit eines Toilettensystems eines Flugzeugs verringert werden.
  • Die Erfindung kann auch bei Vakuumtoiletten für andere Arten von Fahrzeugen, wie zum Beispiel für Züge, Busse oder dergl. verwendet werden.

Claims (6)

  1. Drehschieberventil für ein Vakuumtoilettensystem in einem Fahrzeug, wobei das Ventil (10) zwischen zwei Abschnitten eines Kanalisationsrohres angeordnet ist, das zwischen einer Abfallaufnahmeschüssel und einem Abfalbehälter des Toilettensystems angeschlossen ist, wobei das Drehschieberventil (10) aufweist: ein Gehäuse (12) mit zwei Seitenwandungen (20), die gemeinsam die Seiten einer Ventilinnenkammer (32) definieren, welche eine Einlassöffnung (34) und eine entgegengesetzte Auslassöffnung (36) aufweist, wobei die Einlassöffnung (34) an dem Abschnitt des Kanalisationsrohres in Fluidverbindung mit der Abfallaufnahmeschüssel angeschlossen ist und die Auslassöffnung (36) an dem Abschnitt des Kanalisationsrohres in Fluidverbindung mit dem Abfallbehälter angeschlossen ist, wobei die Seitenwandungen (20) des Gehäuses (12) gegenüberliegend und parallel angeordnet sind; einen Schieber (14), der zwischen den Seitenwandungen (20) zum Drehen um eine vorgegebene Achse zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung angeordnet ist und somit eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass (34) und dem Auslass (36) des Gehäuses (12) verhindert und gestattet; und zwei ringförmig umlaufende Dichtungen (72), die an gegenüberliegenden Seiten des Schiebers (14) in einer abdichtenden Beziehung um die Einlassöffnung (34) und die Auslassöffnung (36) herum angeordnet sind, wobei jede Dichtung (72) in einem Dichtungssitz (70) zum Anordnen der Dichtung in der Gehäuseseitenwandung (20) aufgenommen ist, und wobei je eine Dichtung (72) mit einer benachbarten Seitenfläche (18) des Schiebers (14) in abdichtendem Gleitkontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwandung (20) von einem ersten Oberflächenbereich des Schiebers (14), der beim Drehen um die vorgegebene Achse zwischen der geschlossenen und offenen Stellung radial innerhalb der Dichtungen (72) verbleibt, von dem Schieber (14) um einen ersten Abstand beabstandet ist, der einen wirksamen Betrieb der Dichtung (72) ohne ein Leckwerden während des Betriebs sicherstellt, und die verbleibenden Abschnitte jeder Seitenwandung (20) ausserhalb der Dichtung (72) von der benachbarten Seitenfläche (18) des Schiebers (14) um einen zweiten Abstand beabstandet sind, der größer als der erste Abstand ist, um Störungen bei der Bewegung des Schiebers von der geschlossenen in die offene Stellung und wieder zurück aufgrund von Ablagerungen an den Seitenwandungen (20) und dem Schieber (14) zu minimieren, wobei der Schieber (14) kreissegmentförmig ist und eine Öffnung (62) aufweist, welche in der offenen Stellung des Schiebers (14) die Einlassöffnung (34) und die entgegengesetzte Auslassöffnung (36) in Fluidverbindung miteinander bringt.
  2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, wobei der Abstand jeder Fläche der Seitenwandung (20) von der benachbarten Fläche (18) des Schiebers (14) in den Bereichen innerhalb der Dichtungen (72) in dem Bereich von 0,0889 mm bis 0,1524 mm liegt.
  3. Drehschieberventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei der relativ größere Abstand in dem Bereich von 1,27 mm bis 3,048 mm liegt.
  4. Drehschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schieber (14) desweiteren wenigstens eine scharfe Umfangskante (63) aufweist, die bei der Bewegung des Schiebers (14) von der geschlossenen in die offene Stellung und wieder zurück die Einlassöffnung (34) und die Auslassöffnung (36) kreuzt, um Ablagerungen wegzuschaben.
  5. Drehschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gehäuse (12) hohle, vordere und hintere Gehäuseabschnitte (22, 24) aufweist, die zusammengebaut den Schieber (14) einschliessen, wobei jeder Abschnitt (22, 24) eine der gegenüberliegenden Seitenwandungen (20) aufweist.
  6. Drehschieberventil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, mit einer Betätigungseinrichtung (16) zum Drehen des Schiebers (14) und damit der Öffnung (62) des Schiebers (14) um die vorgegebene Achse herum, um zwischen dem Einlass (34) und dem Auslass (36) des Ge häuses (12) selektiv die Fluidverbindung zu gestatten, wobei die Betägtigungseinrichtung (16) am Gehäuse (12) angeordnet ist.
DE19819984A 1997-05-05 1998-05-05 Drehschieberventil für ein Vakuumtoilettensystem Expired - Lifetime DE19819984B4 (de)

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US08/851,145 US6325356B1 (en) 1997-05-05 1997-05-05 Long life rotary gate valve for aircraft vacuum toilet system

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