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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Vakuumtoilette, umfassend eine Steuerungseinheit mit einer Betätigungseinheit mit einem manuell durch einen Benutzer zu betätigenden Betätigungselement, einer Verteilerventileinheit mit einem Luftanschluss und einem Abwasserventilsteuerungsanschluss sowie einem Absperrventil zur Unterbrechung oder Freigabe einer Verbindung zwischen Luftanschluss und Abwasserventilsteuerungsanschluss, und einer Betätigungskopplungseinheit, welche die Verteilerventileinheit mit dem Betätigungselement koppelt, so dass der Luftanschluss der Verteilerventileinheit mit dem Abwasserventilsteuerungsanschluss in einer ersten Stellung der Betätigungskopplungseinheit über das Absperrventil in Verbindung steht und die Verbindung zwischen dem Luftanschluss der Verteilerventileinheit und dem Abwasserventilsteuerungsanschluss in einer zweiten Stellung der Betätigungskopplungseinheit durch das Absperrventil unterbrochen ist.
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Steuerungsvorrichtungen dieser Bauart werden dazu eingesetzt, um den Spülvorgang einer Vakuumtoilette zu steuern. Der von der Steuerungseinheit zu steuernde Prozess besteht dabei darin, ein Abwasserventil solcher Art anzusteuern, dass Fäkalien aus der Toilette in einen Zwischenbehälter und nachfolgend einen Abwassertank abgesaugt werden und ein Spülwasserventil solcher Art anzusteuern, dass die Toilette mit Spülwasser gespült wird.
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Um diese beiden Prozessschritte in einer guten Funktionalität zu realisieren ist es bekannt, den Zwischenbehälter mit einem Unterdruck zu beaufschlagen und ein Abwasserventil zwischen der Vakuumtoilette und diesem Zwischenbehälter zu öffnen, um die Vakuumtoilette mit einem hohen Unterdruck zu entleeren. Hierzu ist es notwendig, ein ausreichend starkes Vakuum im Zwischenbehälter zu erzeugen. Der Zwischenbehälter wird in einen Abwassertank entleert. Bei anderen Systemen wird die Vakuumtoilette direkt in einen Abwassertank entleert (Zentralvakuumsystem).
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Weiterhin ist es bekannt, die Spülung mit einem hohen Wasserüberdruck durchzuführen, um durch den Spülvorgang eine zuverlässige Reinigung der Vakuumtoilette zu erzielen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Wasser aus einem Spülwassertank mittels einer Wasserpumpe unter Druck zu setzen und das so unter Überdruck stehende Wasser zur Spülung zu benutzen. Zu diesem Zweck wird die Stromversorgung des Zuges verwendet, um die Wasserpumpe anzutreiben.
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Ein Problem dieser Steuerungseinheiten liegt darin, dass Zugriff auf unterschiedliche Energiequellen innerhalb des Zuges benötigt wird. Dies erfordert eine planerische Anpassung des Sanitärbereichs mit entsprechenden Versorgungsleitungen, die aufwendig ist und ermöglicht in vielen Fällen nicht die Ausrüstung oder Nachrüstung von Vakuumtoiletten in bestehende Zugsysteme.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung für eine Vakuumtoilette bereit zu stellen, welche sowohl in der Erstausrüstung als auch der Nachrüstung in bestehende Zugsysteme weniger Versorgungsaufwand erfordert als bekannte Steuerungsvorrichtungen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich auszeichnet durch eine mittels einer Spülsteuerdruckleitung mit einem an der Verteilerventileinheit ausgebildeten Spülventilsteuerungsanschluss verbundene Spülsteuereinrichtung mit einem Spülsteuerungselement, eine Spülwassereinheit, mit einem Wasserzufuhranschluss und einem Druckluftanschluss, der mittels einer Druckluftleitung mit einem Druckluftzufuhranschluss verbunden ist, eine in die Druckluftleitung zwischen Druckluftzufuhranschluss und Druckluftanschluss eingesetzte Druckluftventileinheit, eine Spülkopplungseinrichtung, welche die Druckluftventileinheit mit dem Spülsteuerungselement koppelt, so dass die Druckluftventileinheit in einer ersten Stellung des Spülsteuerungselementes den Druckluftzufuhranschluss mit dem Druckluftanschluss verbindet und die Druckluftventileinheit in einer zweiten Stellung des Spülsteuerungselementes die Verbindung zwischen dem Druckluftzufuhranschluss und dem Druckluftanschluss unterbricht.
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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung greift einerseits auf eine einheitliche Energiequelle in Gestalt von einem Vakuum oder einem Überdruck zurück, um die Steuerungsvorgänge des Abwassers und des Spülens zu steuern. Darüberhinaus wird erfindungsgemäß der Spülvorgang mittels eines Luftüberdrucks ausgeführt und der notwendige Wasserdruck in der Spülwassereinheit mit dieser Druckluft erzeugt. Erfindungsgemäß werden hierdurch zwei Vorteile erreicht, die gegenüber bestehenden Systemen den Einbau und Anschluss der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung in bestehende Zugsysteme und die Neuplanung von Zugsystemen für den Einsatz einer solchen Steuerungsvorrichtung vereinfachen. Zum einen wird vermieden, dass zur Erzeugung des notwendigen Überdrucks des Spülwassers eine separate Wasserpumpe benötigt wird. Hierdurch entfällt ein kostenintensives und ausfallgefährdetes Bauteil, wodurch die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung einerseits hinsichtlich der Fertigungskosten verbessert wird. Zum anderen wird die gesamte Ablaufsteuerung mit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung luftgesteuert, worunter erfindungsgemäß eine Steuerung der Abläufe mittels Vakuum oder Luftüberdruck oder eine Kombination aus Vakuum und Luftüberdruck und entsprechender Ventilansteuerung verstanden werden soll.
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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ermöglicht es dadurch, den Abwasserabsaugvorgang ebenso wie den Spülvorgang einer Vakuumtoilette vollständig ohne Verwendung einer elektrischen Energiequelle zu steuern und durchzuführen. Stattdessen kann die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung alleinig mit einem Luftüberdruck und einem Vakuum betrieben werden, wobei zu verstehen ist, dass durch entsprechende Energiewandler auch aus einem Luftüberdruck ein Vakuum und umgekehrt erzeugt werden kann, wodurch der Betrieb der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung alleinig mit Luftüberdruck oder alleinig mit einem Vakuum erfolgen kann.
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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ermöglicht eine Auslösung des Spül- und Absaugvorgangs durch ein Betätigungselement an der Betätigungseinheit. Dieses Betätigungselement kann beispielsweise ein mit der Hand zu bedienenden Druckknopf sein, ebenso kann dies ein mit dem Fuß zu bedienendes Pedal oder ein Zugknopf, Drehknopf oder dergleichen sein. Das Betätigungselement ist mittels einer Betätigungskopplungseinheit mit einer Verteilerventileinheit gekoppelt. Die manuelle Betätigung des Betätigungselements bewirkt daher eine Aktuierung der Verteilerventileinheit. Die Kopplung der Verteilerventileinheit mit dem Betätigungselement kann über die Betätigungskopplungseinheit durch eine mechanische Kopplung erfolgen, ebenso kann aber auch eine Kopplung über eine Druckluftleitung, Vakuumleitung erfolgen, eine Kombination hieraus oder sonstige Kopplungsweisen wie beispielsweise magentische Kopplung. Die Betätigungskopplungseinheit wird durch diese Kopplung mit dem Betätigungselement dazu veranlasst, aus einer Ausgangsstellung in eine erste Stellung sich zu bewegen. Die Ausgangsstellung kann beispielsweise die erfindungsgemäß zweite Stellung sein, in welcher die Verteilerventileinheit durch die Betätigungskopplungseinheit zu angesteuert wird, dass der Luftanschluss und der Abwasserventilsteuerungsanschluss nicht miteinander verbunden sind. Hierdurch kann ein am Luftanschluss liegender Über- oder Unterdruck nicht auf den Abwasserventilsteuerungsanschluss weitergeleitet werden. Bewegt sich die Betätigungskopplungseinheit hingegen in die erste Stellung, so wird eine Verwendung zwischen dem Luftanschluss und dem Abwasserventilsteuerungsanschluss hergestellt, wodurch ein am Luftanschluss anliegender Überdruck oder Unterdruck auf den Abwasserventilsteuerungsanschluss weitergeleitet wird. Die Aktivierung des Abwasserventils mit entsprechender Absaugung aus der Vakuumtoilette wird hierdurch ausgelöst.
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An der Verteilerventileinheit ist zugleich ein Spülventilsteuerungsanschluss vorhanden, über den die Steuerung der Spülung erfolgt. Der Spülventilsteuerungsanschluss kann zu diesem Zweck in gleicher Weise wie der Abwasserventilsteuerungsanschluss und parallel an die Verteilerventileinheit angeschlossen sein und gleichzeitig mit diesem aus dem Luftanschluss mit einem Überdruck oder Unterdruck beaufschlagt werden, wenn die Betätigungskopplungseinheit in der ersten Stellung steht. Wird der Spülventilsteuerungsanschluss mit einem Über- oder Unterdruck beaufschlagt, so wird dieser Über- bzw. Unterdruck über die Spülsteuerdruckleitung auf die Spülsteuereinrichtung gegeben und das Spülsteuerungselement hierdurch betätigt. Durch diese Betätigung des Spülsteuerungselementes wird die Druckluftventileinheit aus einer zweiten in eine erste Stellung bewegt und hierdurch eine Druckluftzufuhr aus einem Druckluftzufuhranschluss auf den Druckluftanschluss der Spülwassereinheit bewirkt. Diese Druckluft erzeugt hierdurch einen Überdruck in dem Spülwasser, welches sich in der Spülwassereinheit befindet und befördert dieses Spülwasser zur Spülung in die Vakuumtoilette.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die das Spülsteuerungselement mit der Druckluftventileinheit koppelnde Spülkopplungseinrichtung einen mit dem Spülsteuerungselement mechanisch gekoppelten Magneten umfasst, der in der ersten Stellung des Spülsteuerungselementes einen Druckluftventilkörper der Druckluftventileinheit von einem Druckluftventilsitz abhebt. Durch diese Kombination einer luftbetätigten Bewegung des Spülsteuerungselementes innerhalb der Spülkopplungseinrichtung und einer durch einen Magneten ausgelösten Freigabe der Druckluftventileinheit wird eine zuverlässige und mit einer ausreichenden Kraft Untersetzung erfolgende plötzliche Aktivierung der Druckluftventileinheit erzielt, wodurch ein wirkungsvoller Spülvorgang ausgelöst werden kann. Dabei ist grundsätzlich zu verstehen, dass die Magnetwirkung zur Abhebung des Druckluftventilkörpers vom Druckluftventilsitz genutzt werden kann, ebenso aber umgekehrt der Druckluftventilkörper durch die Magnetwirkung auf den Druckluftventilsitz gedrückt werden kann und durch eine Bewegung des Magnets infolge der Kopplung mit dem Spülsteuerungselement diese abdichtende Magnetwirkung aufgehoben werden kann und hierdurch der Spülvorgang ausgelöst wird.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Druckluftventileinheit einen Druckluftventilkörper aufweist, der durch eine Vorspanneinrichtung auf einen Druckluftventilsitz gepresst wird und durch das Spülsteuerungselement gegen die Vorspanneinrichtung von dem Druckluftventilsitz abgehoben wird, wenn das Spülsteuerungselement aus der zweiten in die erste Stellung bewegt wird. Durch diese Vorspanneinrichtung kann insbesondere eine zuverlässige Abdichtung des Druckluftzufuhranschlusses vom Druckluftanschluss der Spülwassereinheit erreicht werden, wobei beispielsweise eine Magnetaktivierung gegen diese Vorspanneinrichtung wirken kann, um den Spülvorgang auszulösen. In gleicher Weise kann auch erfindungsgemäß invers die Vorspanneinrichtung dazu dienen, um den Druckluftventilkörper vom Druckluftventilsitz abzuheben, wenn eine das Druckluftventil schließende Kraft, beispielsweise eine Magnetkraft, aufgehoben wird.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass das Spülsteuerungselement mit einer einen Druckraum begrenzenden Membran mechanisch verbunden ist und der Druckraum mittels der Spülsteuerdruckleitung mit dem Spülsteuerventilanschluss verbunden ist. Durch diese Ausführungsform wird eine wirksame Betätigung des Spülsteuerungselementes mittels eines Drucks wie eines Luftüberdrucks oder eines Vakuums erzielt. Die Membran, die alternativ auch als Kolben oder sonstige druckabdichtende, bewegliche Fläche ausgeführt sein kann, trennt hierbei den mit einem Luftüberdruck oder Vakuum beaufschlagten Raum von einem mit einer Druckdifferenz beaufschlagten Raum, beispielsweise einen mit der Umgebung verbundenen Raum. Die solcher Art ausgeführte Steuerung ermöglicht insbesondere auch eine gewünschte Zeitverzögerung durch entsprechend gedrosselte Druckluftzufuhr beziehungsweise Vakuumabfuhr aus dem so abgetrennten Druckraum, wodurch der Spülvorgang mit einer Zeitverzögerung nach dem Abwasserabsaugvorgang ausgelöst werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung fortgebildet durch ein mit dem Druckluftanschluss in Verbindung stehendes Entlüftungsventil. Ein solches Entlüftungsventil, dass insbesondere als Schnellentlüftungsventil ausgeführt sein kann, ermöglicht die Entlüftung eines Luftüberdrucks in die Umgebung, wenn der Spülvorgang ausgeführt wurde und die Spülwassereinheit durch Wasserzufuhr erneut befüllt werden soll für einen nachfolgenden Spülvorgang.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass in einem die Druckluftventileinheit mit dem Entlüftungsventil verbindenden ersten Druckluftleitungsabschnitt eine Blendenöffnung vorhanden ist, durch welche der erste Druckluftleitungsabschnitt entlüftet wird und dass das Entlüftungsventil ausgebildet ist, um bei einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckluftleitungsabschnitt und einem zweiten Druckluftleitungsabschnitt, der sich vom Entlüftungsventil zu dem Druckluftanschluss der Spülwassereinheit erstreckt, zu schalten und den zweiten Druckluftleitungsabschnitt über eine Entlüftungsöffnung zu entlüften. Durch diese Anordnung wird eine zunächst kontrolliert langsame, durch den Öffnungsquerschnitt der Blendenöffnung einstellbare Entlüftung des ersten Leitungsabschnitts bewirkt. Nach einem bestimmten Zeitraum löst diese Entlüftung das Entlüftungsventil aus, dass hierdurch eine Verbindung zwischen dem zweiten Leitungsabschnitt und der Entlüftungsöffnung herstellt. Durch diese Entlüftungsöffnung wird dann der zweite Leitungsabschnitt schnell entlüftet, wodurch sich der Luftüberdruck in der Spülwassereinheit sofortig abbaut und der Spülvorgang damit beendet wird.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Blendenöffnung einen kleineren Öffnungsquerschnitt hat als die Entlüftungsöffnung. Hierdurch kann einerseits eine durch den Öffnungsquerschnitt der Blendenöffnung definierten längeren Zeitraum gespült werden und nach Schaltung des Entlüftungsventils innerhalb eines durch den Öffnungsquerschnitt der Entlüftungsöffnung definierten kürzeren Zeitraum der Druck in der Spülwassereinheit abgebaut werden und der Spülvorgang dadurch schlagartig beendet werden.
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Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Spülwassereinheit eine mittels des Wasserzufuhranschlusses mit Wasser befüllbare Spülwasserkammer, eine mittels des Druckluftanschlusses mit Druckluft beaufschlagbare Druckluftkammer, und ein die Druckluftkammer von der Spülwasserkammer trennendes, bewegliches Trennelement. Diese Ausgestaltung der Spülwassereinheit ermöglicht eine wirksame Beaufschlagung des Spülwassers mit der Druckluft und eine Übertragung des Drucks der Druckluft auf das Spülwasser, um einen wirksamen Spülvorgang mit hohem Spülwasserdruck auszuführen. Das abdichtende, bewegliche Trennelement kann hierbei als Kolben oder Membran ausgeführt sein, um die Druckluftkammer von der Spülwasserkammer zuverlässig abzudichten.
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Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Spülwassereinheit mit einem Spülwasservorratsbehälter durch eine Spülwasserversorgungsleitung verbunden ist und das Spülwasser aus dem Spülwasservorratsbehälter alleinig durch Schwerkrafteinfluss der dem Wasserzufuhranschluss. der Spülwassereinheit zugeführt ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass das Spülwasser in die Spülwassereinheit aus einem Spülwasservorratsbehälter, der beispielsweise im Dachbereich eines Zugwaggons angeordnet sein kann, zugeführt wird und auf diese Weise die Spülwassereinheit befüllt wird. Der nur geringe Druck, der durch diese Schwerkraftbefüllung ausgeübt wird, reicht zwar nicht für einen wirkungsvollen Spülvorgang, dieser Nachteil wird jedoch durch die Beaufschlagung des Spülwassers in der Spülwassereinheit mit der Druckluft technisch gelöst und ein ausreichender Spülwasserdruck für einen Spülvorgang erzielt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Betätigungskopplungseinrichtung eine Zeitschalteinrichtung umfasst, welche eine vorbestimmte erste Zeitspanne nach Betätigen des Betätigungselementes die Verteilerventileinheit der Betätigungseinheit in die erste Stellung schaltet, und eine vorbestimmte zweite Zeitspanne nach Betätigen des Betätigungselementes die Verteilerventileinheit der Betätigungseinheit in die zweite Stellung schaltet. Durch diese Zeitschalteinrichtung wird ermöglicht, den Absaugvorgang sowie den Spülvorgang über eine bestimmte Zeitspanne laufen zu lassen und nach dieser Zeitspanne zu beenden.
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Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Zeitschalteinrichtung luftbetrieben ist, insbesondere vakuumbetrieben. Durch einen Luftbetrieb, insbesondere einen Vakuumbetrieb, der Zeitschalteinrichtung wird die alleinig auf Druckluft, Vakuum oder Druckluft und Vakuum gestützte Betriebsweise der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung beibehalten und ein vollständiger Verzicht auf elektrische Energie ermöglicht.
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Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Verteilerventileinheit der Steuerungseinheit eine erste Ventileinheit, welche in einem Luftleitungspfad zwischen dem Luftanschluss und dem Abwasserventilanschluss angeordnet ist, und eine zweite Ventileinheit, welche in einem Belüftungspfad zwischen der Umgebung und dem Abwasserventilanschluss angeordnet ist, aufweist. Durch die Bereitstellung von einer ersten und einer zweiten Ventileinheit kann durch die Verteilerventileinheit der Abwasserabsaugvorgang und der Spülvorgang sowohl ausgelöst als auch beendet werden, in dem zur Auslösung der Luftanschluss mit dem Abwasserventilsteuerungsanschluss und ggf. dem Spülwasserventilsteuerungsanschluss in Verbindung gebracht wird und diese beiden Anschlüsse durch die zweite Ventileinheit gegen die Umgebung entlüftet oder belüftet werden und hierdurch auf Umgebungsdruck gesetzt werden, um den Abwasserabsaugvorgang und den Spülvorgang zu beenden.
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Dabei kann insbesondere weiterhin vorgesehen sein, dass sowohl die erste Ventileinheit als auch die zweite Ventileinheit durch die Betätigungskopplungseinrichtung geöffnet wird. Die Betätigungskopplungseinrichtung kann hierzu beispielsweise aus der zweiten Stellung, in der die erste Ventileinheit geöffnet wird, in die erste Stellung während des laufenden Spülvorgangs und Abwasserabsaugvorgangs bewegt werden. In dieser ersten Stellung wird dann die zweite Ventileinheit geöffnet und der Spülvorgang und der Abwasserabsaugvorgang durch Belüftung beendet.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Betätigungskopplungseinheit ausgebildet ist, um mittels eines Unterdrucks und einer gegen den Unterdruck wirkenden Kraft zwischen der ersten und der zweiten Stellung hin- und herbewegt zu werden. Bei dieser Ausgestaltung kann die Betätigungskopplungseinheit durch den Unterdruck von der ersten in die zweite Stellung bewegt werden und durch eine gegen den Unterdruck wirkende Kraft, beispielsweise die Schwerkraft oder eine Federkraft aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zurückbewegt werden, wenn der Unterdruck nicht mehr wirkt. Ebenso kann eine umgekehrte Wirkungsweise realisiert werden.
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So kann bei dieser Ausgestaltung die Betätigungskopplungseinheit einen Kolben aufweisen, der durch ein Vakuum gegen eine Federkraft bewegbar ist und hierdurch die Bewegung der Betätigungskopplungseinheit darstellt, welche die Verteilerventileinheit betätigt, insbesondere die erste und zweite Ventileinheit durch den Kolben aus der geschlossenen in die offene Stellung bringt.
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Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Spülsteuerungselement mittels eines Unterdrucks und einer gegen den Unterdruck wirkenden Kraft zwischen der ersten und der zweiten Stellung hin- und herbewegt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird das Spülsteuerungselement mittels eines Vakuums betätigt, was den Vorteil aufweist, dass eine Vakuumansteuerung sowohl des Spülsteuerungselementes als auch des Abwasserventils aus demselben Vakuum möglich ist. Auch hier ist es möglich, dass das Spülsteuerungselement durch den Unterdruck aus der ersten in die zweite Stellung bewegt wird und durch die gegen den Unterdruck wirkende Kraft zurück aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt wird oder umgekehrt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Vakuumtoilette, mit den Schritten: Bewegen einer Betätigungskopplungseinheit aus einer zweiten in eine erste Stellung durch Betätigen eines Betätigungselementes, Betätigen einer ersten Ventileinheit durch die Betätigungskopplungseinheit in der ersten Stellung, Verbinden eines Luftanschlusses mit einem Abwassersteuerungsanschluss und einem Spülventilsteuerungsanschluss mittels der ersten Ventileinheit, Aktivieren eines Spülsteuerungselementes mittels eines an dem Spülventilsteuerungsanschluss liegenden Luftdrucks, Aktivieren eines Druckluftventils mittels des Spülsteuerungselementes zur Durchleitung von Druckluft aus einem Druckluftzufuhranschluss zu einem Spülwasserdruckbehälter, und Auspressen von Spülwasser aus dem Spülwasserdruckbehälter mittels der Druckluft.
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Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Betätigungskopplungseinheit und das Spülsteuerungselement durch einen Unterdruck und eine gegen den Unterdruck wirkende Kraft bewegt wird.
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Das Verfahren kann weiter fortgebildet werden, indem die Betätigungskopplungseinheit eine vorbestimmte Zeitspanne nach Betätigen eines manuell durch einen Benutzer betätigbaren Betätigungselementes ausgehend von der zweiten Stellung die erste Stellung erreicht und eine vorbestimmte Zeitspanne nach Betätigen eines manuell durch einen Benutzer betätigbaren Betätigungselementes eine dritte Stellung erreicht, in der eine zweite Ventileinheit betätigt wird zur Belüftung des Abwassersteuerungsanschluss und des Spülventilsteuerungsanschluss gegen die Umgebung.
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Schließlich kann das Verfahren weiter fortgebildet werden, indem die Dauer des Auspressens des Spülwassers begrenzt wird, indem das Druckluftventil geschlossen wird, ein sich von dem Druckluftventil zu einem geschlossenen Schnellentlüftungsventil erstreckender erster Druckluftleitungsabschnitt über eine Blendenöffnung belüftet wird, das Schnellentlüftungsventil bei einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckluftleitungsabschnitt und einem zweiten Druckluftleitungsabschnitt, der sich von dem Schnellentlüftungsventil zu dem Spülwasserdruckbehälter erstreckt, öffnet und so eine Verbindung zwischen dem Spülwasserdruckbehälter und einer Entlüftungsöffnung herstellt, der zweite Druckluftleitungsabschnitt über die Entlüftungsöffnung belüftet wird, wobei die Entlüftungsöffnung einen größeren Öffnungsquerschnitt aufweist als die Blendenöffnung.
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Bezüglich dieses Verfahrens und der bevorzugten Ausführungsformen dieses Verfahrens wird auf die hierzu korrespondierenden Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung, die hierzu voranstehend erläuterten Varianten und Vorteile sowie Funktionsweisen bezuggenommen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Figur erläutert. In der Figur ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung abgebildet.
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Die Figur zeigt eine Steuerungseinheit 100, die eine Betätigungseinheit 110, eine Verteilerventileinheit 130 und eine Betätigungskopplungseinheit 150 umfasst. Weiterhin ist eine Spülsteuereinrichtung 170 Bestandteil der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung. Die Spülsteuereinrichtung 170 steuert eine Spülwassereinheit 190 an.
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Eine Energieversorgung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung erfolgt über einen Vakuumanschluss 131 an der Verteilerventileinheit 130. Der Vakuumanschluss 131 ist über die Verteilerventileinheit in permanenter Verbindung mit einer Unterdruckkammer 111 der Betätigungseinheit 110. Die Unterdruckkammer 111 ist durch ein Dichtungselement 121, das an einem Stempel 120 angeordnet ist, gegenüber einer Zwischenkammer 112 der Betätigungseinheit abgedichtet.
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Der Stempel trägt an seinem oberen Ende einen Druckknopf 122, der durch einen Benutzer heruntergedrückt werden kann. Durch Betätigen dieses Druckknopfs wird die Abdichtung zwischen der Unterdruckkammer 111 und der Zwischenkammer 112 durch das Dichtungselement 121 aufgehoben und das Vakuum tritt über die Zwischenkammer 112 und einen Anschluss 113 in einen Vakuumleitung 151 ein, welche die Zwischenkammer 112 mit der Betätigungskopplungseinheit 150 verbindet.
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Die Betätigungskopplungseinheit 150 umfasst einen Zylinderabschnitt 155 und einen Kolbenabschnitt 160. Der Zylinderabschnitt 155 und der Kolbenabschnitt 160 sind mittels eines elastischen Kunststoffbalges 154 miteinander solcher Art verbunden, dass der Kolbenabschnitt 160 axial zu dem Zylinderabschnitt 155 beweglich ist.
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Das Vakuum aus der Zwischenkammer 112 wird über eine Düse 152 in einen Rohrraum 153 im Zylinderabschnitt 155 eingeleitet. Dies bewirkt ein Anheben des Kolbenabschnitts 160 aufgrund eines innerhalb der Betätigungskopplungseinheit auftretenden Unterdrucks.
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An der Kolbeneinheit 160 der Betätigungskopplungseinheit ist ein Auslösefinger 161 seitlich angeordnet. Dieser Auslösefinger 161 ist so geführt, dass er bei der Aufwärtsbewegung der Kolbeneinheit 160 an einem Betätigungshebel 132 der Verteilerventileinheit vorbeiläuft. Der Betätigungshebel 132 weist hierzu ein nach oben verschwenkbares Fingerelement 132a auf, welches nach Durchlauf des Betätigungsfingers 161 wieder in die abgebildete Position zurückschwenkt.
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Am Stempel 122 der Betätigungseinheit 110 ist im Bereich unterhalb der Dichtung 121 eine konische Dichtfläche 123 ausgebildet, welche beim Herunterdrücken des Stempels 122 gegen eine ringförmige Dichtung 124 abdichtet. Hierdurch wird die Unterdruckkammer 111 und die Zwischenkammer 112 gegenüber einer Umgebungsdruckkammer 125 abgedichtet. Diese Abdichtung bewirkt eine Druckdifferenz innerhalb der Betätigungseinheit, die dazu führt, dass der Stempel 120 ab einem bestimmten Betriebsvakuum in der Unterdruckkammer 111 wieder nach oben geführt wird. Hierdurch wird die Unterdruckkammer 111 wieder gegenüber der Zwischenkammer 112 durch die Dichtung 120 abgedichtet, indem sich die Dichtung 121 an einen konischen Abschnitt des Gehäuses der Betätigungseinheit anlegt. Zugleich wird die konische Dichtfläche 123 von der ringförmigen Dichtung 124 abgehoben, wodurch die Zwischenkammer mit Umgebungsdruck aus der Umgebungsdruckkammer 125 belüftet wird. Das Vakuum in der Vakuumleitung 151 bricht hierdurch zusammen, wodurch die Kolbeneinheit 160 aus der zuvor angehobenen Position durch die Kraft einer Druckfeder 156 wieder absinkt.
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Im Zuge dieses Absinkens, dessen Geschwindigkeit über den Bohrungsdurchmesser der Düse 152 einstellbar ist, wird zunächst der Betätigungshebel 132 an der Verteilerventileinheit durch den Betätigungsfinger 161 ausgelöst. Dieser Betätigungshebel 132 hebt ein Ventil 133 aus seinem Sitz, wodurch ein Vakuum aus dem Vakuumanschluss 131 einen Stößel 134 anhebt und das Vakuum parallel auf einen Spülventilsteuerungsanschluss 135 und einen Abwasserventilsteuerungsanschluss aufgegeben wird.
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Das auf den Abwasserventilsteuerungsanschluss 136 aufgegebene Vakuum bewirkt eine Aktivierung des Abwasserventils (nicht dargestellt), wodurch mittels eines Unterdrucks Fäkalien aus der Vakuumtoilette in einen unter Vakuum stehenden Zwischenspeicher abgesaugt werden und von dort weiter in einen Abwassertank abgeleitet werden.
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Das an dem Spülventilsteuerungsanschluss 135 anliegende Vakuum wird über eine Vakuumleitung 171 in einen Unterdruckringraum 172 der Spülsteuereinrichtung 170 geleitet. Die Spülsteuereinrichtung 170 weist eine Kolbeneinheit 180 und eine Zylindereinheit 173. Die Kolbeneinheit 180 ist mit der Zylindereinheit über einen elastischen Balg 174 verbunden, der den Ringraum 172 abdichtet und einer Bewegung der Kolbeneinheit 180 folgen kann. Die Figur zeigt die Kolbeneinheit 180 in einer angehobenen Position. Am unteren Ende der Kolbeneinheit 180 ist ein Magnet 181 angeordnet. Durch das in dem Ringraum 172 anliegende Vakuum aus dem Spülventilsteuerungsanschluss wird die Kolbeneinheit 180 mitsamt dem Magneten 181 nach unten bewegt. Der Magnet 181 zieht hierdurch einen Druckluftventilkörper 182 nach oben. Der Druckluftventilkörper 182 gibt in dieser angehobenen Position einen Druckluftweg von einem Druckluftzufuhranschluss 183 zu einem Druckluftanschluss 191 der Spülwassereinheit 190 frei.
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Die Spülwassereinheit 190 umfasst ein Gehäuse 192, welches eine obere Spülwassereinlassöffnung 193 und eine untere Spülwasserabgabeöffnung 194 aufweist. Durch die obere Spülwassereinlassöffnung 193 wird Spülwasser aus einem Spülwasservorratsbehälter 195 gravitätisch zugeführt. Das Spülwasser sammelt sich im unteren Bereich der Spülwassereinheit und hebt einen schwimmfähigen Kolben 196 an.
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Ein im Bereich der Spülwassereinlassöffnung 192 angeordneter Verschlusshebel 197 mit Verschlusselement 197a wird bei einem vorbestimmten maximalen Pegelstand des Spülwassers innerhalb der Spülwassereinheit 190 durch den Kolben 196 angehoben und verschließt die Spülwassereinlassöffnung 192.
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Wir über den Druckluftanschluss 191 Druckluft auf die Spülwassereinheit 190 aufgegeben, so strömt diese Druckluft in einen Druckluftraum 199 drückt diese Druckluft den Kolben 196 herunter und presst hierdurch das in einem Spülwasserraum 198 befindliche Spülwasser mit hohem Druck durch die Spülwasserauslassöffnung 193, wodurch der Spülvorgang ausgeführt wird.
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Bei weiterem Absinken des Betätigungsfingers 161 im Zuge der Belüftung der Betätigungskopplungseinheit 150 über die Düse 152, gibt der Betätigungsfinger einerseits den Betätigungshebel 132 frei, wodurch das Ventil 133 wieder in die geschlossene Position durch Schwerkraft und/oder Federvorsprung zurückkehrt. Hierauf folgend löst der Betätigungsfinger 161 einen weiteren Betätigungshebel 137 aus, der ein Belüftungsventil 138 öffnet. Hierdurch werden der Abwasserventilsteuerungsanschluss 136 und der Spülventilsteuerungsanschluss 135 mit Umgebungsdruck belüftet und das Vakuum bricht an dieser Stelle zusammen. Durch dieses Aufheben des Unterdrucks wird der Abwasserabsaugvorgang innerhalb der Abwasserabsaugvorrichtung beendet. Zugleich wird der Ringraum 172 belüftet, woraufhin die Kolbeneinheit 180 durch die Federkraft einer Feder 175 in ihre abgebildete, obere Stellung zurückkehrt und die Magnetwirkung zwischen den Magneten und dem Druckluftventilkörper 182 aufhebt. Der Druckluftventilkörper 182 wird hierdurch mittels einer Druckfeder 184 wieder in die geschlossene Stellung gedrückt und unterbricht die Druckluftzufuhr vom Druckluftzufuhranschluss 183 zum Druckluftanschluss 191.
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In eine Druckluftleitung 186a, b, über welche die Druckluft vom Druckluftzufuhranschluss 183 zum Druckluftanschluss 191 geleitet wird, ist ein Schnellentlüftungsventil 185 eingesetzt. Das Schnellentlüftungsventil 185 sperrt anfänglich nachdem der Druckluftventilkörper 182 geschlossen hat. Eine Blende 187, die in einen Leitungsabschnitt 186a zwischen dem Druckluftventilkörper 182 und dem Schnellentlüftungsventil 185 eingesetzt ist, erlaubt einen Abbau des Überdrucks in dem Leitungsabschnitt 186a. Hierdurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem Leitungsabschnitt 186a und einem Leitungsabschnitt 186b, der sich von dem Schnellentlüftungsventil 185 zu dem Druckluftanschluss 191 erstreckt. Diese Druckluftdifferenz bewirkt eine Umstellung des Schnellentlüftungsventil, wodurch der Leitungsabschnitt 186b über eine Entlüftungsöffnung 188 über das Schnellentlüftungsventil entlüftet wird. Diese Entlüftung bewirkt einen schnellen Druckabbau innerhalb des Leitungsabschnitts 186b und der Spülwassereinheit 190 und beendet somit den Spülvorgang. Nach Entlüftung ist eine erneute Befüllung mit Spülwasser aus dem Spülwasservorratsbehälter 195 möglich. Über die Größe der Blende 185 kann dadurch die Spülwassermenge, die während eines Spülvorgangs aus der Spülwassereinheit abgegeben wird, beeinflusst werden.
