DE202022104912U1

DE202022104912U1 - Vakuumtoilette sowie Ventil und Steuerungseinheit für eine Vakuumtoilette

Info

Publication number: DE202022104912U1
Application number: DE202022104912.2U
Authority: DE
Original assignee: Trainvac GmbH
Current assignee: Trainvac GmbH
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2023-12-04
Anticipated expiration: 2032-09-01
Also published as: DE102023123441A1

Abstract

Vakuumtoilette, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfassend- ein Toilettenbecken mit einer Toilettenbecken-Auslassöffnung,- einen Transferbehälter mit einer Transferbehälter-Einlassöffnung und einer Transferbehälter-Auslassöffnung,- einen ersten Strömungsweg, der durch eine erste Auslassleitung verläuft, die die Toilettenbecken-Auslassöffnung mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbindet,- ein Einlassventil, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren,- einen Abwasserbehälter mit einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung,- einen zweiten Strömungsweg, der durch eine zweite Auslassleitung verläuft, die die Transferbehälter-Auslassöffnung mit der Abwasserbehälter-Einlassöffnung verbindet,- ein Auslassventil, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, gekennzeichnet durch- eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, um das Einlass- und das Auslassventil in einem Spülprozess anzusteuern und um in Zeiten außerhalb des Spülprozesses in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumtoilette, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfassend ein Toilettenbecken mit einer Toilettenbecken-Auslassöffnung, einen Transferbehälter mit einer Transferbehälter-Einlassöffnung und einer Transferbehälter-Auslassöffnung, einen ersten Strömungsweg, der durch eine erste Auslassleitung verläuft, die die Toilettenbecken-Auslassöffnung mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbindet, ein Einlassventil, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, einen Abwasserbehälter mit einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung, einen zweiten Strömungsweg, der durch eine zweite Auslassleitung verläuft, die die Transferbehälter-Auslassöffnung mit der Abwasserbehälter-Einlassöffnung verbindet, ein Auslassventil, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren.
Ferner betrifft die Erfindung ein Ventil, eine Steuerungseinheit, ein Computerprogramm, ein Schienenfahrzeug, ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumtoilette sowie eine Verwendung einer Vakuumtoilette.
Vakuumtoiletten der eingangs genannten Art werden typischerweise in Fahrzeugen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, aber auch in Luftfahrzeugen, Reisebussen oder Wasserfahrzeugen eingesetzt.
Bei Vakuumtoiletten dieser Bauart wird Abwasser aus einem Toilettenbecken zunächst in einen Transferbehälter überführt und anschließend in einen Abwasserbehälter gefördert. Ein solcher Transfer von Abwasser aus dem Toilettenbecken in den Transferbehälter und aus dem Transferbehälter in den Abwasserbehälter erfolgt typischerweise mittels Erzeugung eines Unterdrucks. Dabei wird zunächst in dem Transferbehälter ein Unterdruck aufgebaut und anschließend das Einlassventil in die Offenstellung gestellt. Durch den Unterdruck in dem Transferbehälter wird das Abwasser von dem Toilettenbecken zum Transferbehälter bewegt. Anschließend wird das Einlassventil in die Schließstellung geschaltet und ein Überdruck in dem Transferbehälter erzeugt. Dann wird das Auslassventil in die Offenstellung geschaltet, sodass das Abwasser aufgrund des Überdrucks im Transferbehälter in den Abwasserbehälter überführt wird. Der Transferbehälter dient folglich der Ansaugung des Abwassers aus dem Toilettenbecken und dem Ausdrücken des Abwassers in den Abwasserbehälter. Er ist daher strömungstechnisch zwischen dem Toilettenbecken und dem Abwasserbehälter angeordnet und wird auch als Zwischenbehälter bezeichnet.
Zur Herstellung eines Geruchsverschlusses kann typischerweise nach einem solchen Spülvorgang das Einlassventil und/oder das Auslassventil geschlossen und in der geschlossenen Stellung gehalten werden. Es kann auch ein Siphon mit einer Flüssigkeit als Geruchsverschluss vorgesehen sein. Auch in einem solchen Fall wird das Einlass- und/oder das Auslassventil in Zeiten außerhalb eines Spülprozesses permanent geschlossen gehalten. Dies ist notwendig, um zu verhindern, dass das im Siphon befindliche Wasser bei Zugbegegnungen oder Tunneleinfahrten in Folge der dabei ausgelösten Drucksituation in das Becken der Vakuumtoilette geschleudert wird und Verunreinigungen verursacht.
Ein Problem bekannter Vakuumtoiletten liegt darin, dass die Ventile der Vakuumtoilette verschleißen und/oder sich irreversibel verformen. Wenn sich die Ventile, die typischerweise als Quetschventile ausgeführt sind, dauerhaft verformen, kann das Problem auftreten, dass der Durchtrittsquerschnitt des Ventils so verformt ist, dass in dem Abwasser befindliche Feststoffe nicht mehr zuverlässig und/oder nicht mehr in einer dafür vorgesehenen Zeit durch den Durchtrittsquerschnitt hindurchtreten können. Die in Vakuumtoiletten typischerweise verwendeten Quetschventile weisen einen elastisch verformbaren Schlauchabschnitt auf, der durch eine äußere radial wirkende Kraft zusammengequetscht wird. Dadurch werden die Innenwände des elastischen Schlauchabschnitts aufeinandergepresst, sodass ein Verschluss des Ventils bewirkt wird. Zum Öffnen des Ventils wird die äußere radiale Kraft entfernt, wodurch sich das Ventil aufgrund einer elastischen Rückverformung wieder öffnet. Durch ein häufiges und insbesondere lange andauerndes Halten der Ventile in der Schließstellung entsteht typischerweise nach einiger Zeit eine dauerhafte Verformung des Ventils. Dadurch kann die Funktion der Vakuumtoilette beeinträchtigt werden. Insbesondere kann dies dazu führen, dass das Abwasser nicht zuverlässig in den Transferbehälter und/oder in den Abwasserbehälter überführt werden kann.
Aus EP 3 047 077 A1 ist eine Vakuumtoilette bekannt, bei der nach einem Spülvorgang nur eins der zwei vorgesehenen Quetschventile, nämlich entweder das Einlassventil oder das Auslassventil, geschlossen gehalten wird, während das andere Ventil geöffnet gehalten wird. Dadurch, dass immer nur eins der beiden Ventile geschlossen gehalten wird, soll der Verschleiß der Ventile verringert werden. Das eingangs beschriebene Problem, dass die Quetschventile sich nach einiger Zeit dauerhaft verformen, bleibt jedoch auch bei einer solchen Vakuumtoilette bestehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumtoilette bereitzustellen, welche diese Probleme vermeidet. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumtoilette bereitzustellen, bei der die Ventile eine höhere Lebensdauer aufweisen, sodass ein zuverlässiges Öffnen und Schließen der Ventile über einen langen Zeitraum gewährleistet werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Vakuumtoilette nach Anspruch 1. Erfindungsgemäß umfasst die Vakuumtoilette eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen. Ein weiterer Aspekt ist eine Steuerungseinheit nach Anspruch 19. Dabei erfolgt diese Ansteuerung nur in Zeiten außerhalb eines Spülprozesses, also dann, wenn die Steuerungseinheit der Vakuumtoilette nicht eine Steuerungsabfolge zur Spülung der Vakuumtoilette ansteuert. Die Steuerungseinheit ist weiterhin ausgebildet, um das Einlass- und das Auslassventil in einem Spülprozess anzusteuern.
Ein Spülprozess kann beispielsweise durch Betätigen eines Spülknopfes, in bestimmten zeitlichen Intervallen oder durch ein Sensorsignal, welches zum Beispiel die Anwesenheit oder Bewegung eines Benutzers im Bereich der Vakuumtoilette erfasst, ausgelöst werden. Als Spülprozess ist das Befördern von Abwasser aus dem Becken der Vakuumtoilette über den Transferbehälter in den Abwasserbehälter zu verstehen und entsprechend der Zeitraum, in dem dieser Vorgang stattfindet. Ein Spülprozess kann zum Beispiel in bekannter Weise das Schließen des Ein- und Auslassventils, den Aufbau eines Unterdrucks im Transferbehälter, das Öffnen des Einlassventils nach Aufbau eines ausreichenden Unterdrucks, und das hierauf folgende Schließen des Einlassventils, das Aufbauen eines Überdrucks und das Öffnen des Auslassventils nach Aufbauen eines ausreichenden Überdrucks im Transferbehälter umfassen. Im Sinne der Erfindung sind alle Öffnungs- und- Schließvorgänge, die im Zuge eines solchen Spülprozesses erfolgen, nicht als ein Stellen eines Einlass- oder Auslassventils von der Offen- in die Schließstellung in Zeiten außerhalb eines Spülprozesses zu verstehen.
Die Toilettenbecken-Auslassöffnung ist vorzugsweise im unteren Bereich des Toilettenbeckens angeordnet. Die erste Auslassleitung ist vorzugsweise mit einem ersten Ende mit der Toilettenbecken-Auslassöffnung verbunden und mit einem zweiten Ende mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbunden. Über die erste Auslassleitung kann somit von dem Toilettenbecken zum Transferbehälter Abwasser überführt werden. Das Einlassventil ist vorzugsweise in der ersten Auslassleitung angeordnet. Das Einlassventil kann somit den ersten Strömungsweg freigeben oder sperren. Vorzugsweise ist das Einlassventil als Quetschventil ausgebildet.
Die zweite Auslassleitung ist vorzugsweise mit einem ersten Ende mit der Transferbehälter-Auslassöffnung verbunden und mit einem zweiten Ende mit der Abwasserbehälter-Einlassöffnung verbunden. Somit kann Abwasser von dem Transferbehälter über die zweite Auslassleitung in den Abwasserbehälter überführt werden. Das Auslassventil ist vorzugsweise in der zweiten Auslassleitung angeordnet. Das Auslassventil kann vorzugsweise den zweiten Strömungsweg freigeben oder sperren. Vorzugsweise ist das Auslassventil als Quetschventil ausgebildet.
Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise ausgebildet, um ein Druckänderungssignal zu empfangen. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um einen Spülvorgang der Vakuumtoilette zu steuern.
Das Druckänderungssignal gibt vorzugsweise an, ob sich der Druck im Bereich der Vakuumtoilette und/oder außerhalb eines Fahrzeugs, in dem die Vakuumtoilette angeordnet ist, ändert und/oder eine Änderung des Drucks zu erwarten ist.
Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise ausgebildet, um in einer Normalstellung das Einlassventil und das Auslassventil jeweils in der Offenstellung zu halten. Es ist bevorzugt, wenn ein Schließen der beiden Ventile nur dann erfolgt, wenn dies in einem Spülvorgang notwendig ist oder wenn eine Druckänderung auftritt und/oder zu erwarten ist. Dadurch wird auf besonders vorteilhafte Weise erreicht, dass sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil die meiste Zeit in der Offenstellung gehalten werden. Die Ventile befinden sich dann nur in der Schließstellung, wenn dies im Rahmen eines Spülvorgangs erfolgt oder wenn eine Druckänderung auftritt. Dadurch, dass die Ventile die meiste Zeit in der Offenstellung gehalten werden und nur selten und zeitlich begrenzt in der Schließstellung gehalten werden, kann ein erheblich verringerter Verschleiß der Ventile über den Zeitverlauf erreicht werden. Insbesondere eine unerwünschte dauerhafte Verformung der Ventile, die ab einem gewissen Grad der Verformung die Funktion der Vakuumtoilette erheblich beeinflussen kann, kann erheblich verzögert oder ganz vermieden werden. Somit können die Ventile wesentlich länger verwendet werden und ein Austausch der Ventile ist erst deutlich später oder gar nicht notwendig. Aufgrund des deutlich verringerten bzw. verlangsamten Verschleißes der Ventile ist es möglich, die Wartungs- und Inspektionsintervalle zu vergrößern.
Vorzugsweise ist in der ersten Auslassleitung ein Siphon vorgesehen. Mittels dieses Siphons kann ein Geruchsverschluss bereitgestellt werden, sodass ein Gasaustausch zwischen Transferbehälter und/oder Abwasserbehälter und dem Toilettenbecken verhindert wird. Somit kann auch bei einer Offenstellung der beiden Ventile ein zuverlässiger Geruchsverschluss bereitgestellt werden.
Bei Druckänderungen, insbesondere Umgebungsdruckschwankungen, die beispielsweise auftreten können, wenn ein Schienenfahrzeug in einen Tunnel einfährt oder wenn eine Zugbegegnung mit einem anderen Schienenfahrzeug stattfindet, kann Wasser, das sich in dem Siphon befindet, aus dem Toilettenbecken geschleudert werden. Um dies zu verhindern, kann die Steuerungseinheit ausgebildet sein, um das Einlassventil zu schließen, bevor eine Druckänderung auftritt. Das Auslassventil kann ebenso über die Steuerungseinheit vor einer Druckänderung in die Schließstellung gestellt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder einem Zeitsignal das Einlassventil von der Schließstellung in die Offenstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Schließstellung in die Offenstellung zu stellen. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um das Einlassventil und/oder das Auslassventil wieder in die Offenstellung zu stellen, nachdem das Einlassventil und/oder das Auslassventil aufgrund des Druckänderungssignals in die Schließstellung gestellt wurde. Eine solche Öffnung des Einlassventils und/oder des Auslassventils nach einer druckänderungsbedingten Schließung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem weiteren Druckänderungssignal erfolgen. Ein Öffnen des Einlassventils und/oder des Auslassventils kann jedoch auch in Abhängigkeit von einem Zeitsignal erfolgen. Ein solches Zeitsignal kann beispielsweise eine bestimmte Zeitdauer angeben. Eine solche Zeitdauer kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Art des Druckänderungssignals bestimmt werden.
Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise sichergestellt werden, dass ein Schließen der Ventile nur beim Spülvorgang sowie bei Druckänderungen oder erwarteten Druckänderungen erfolgt und danach die Ventile zuverlässig wieder in die Offenstellung gestellt werden, wodurch eine dauerhafte Verformung der Ventile stark verringert oder ganz vermieden werden kann.
Weiter ist es bevorzugt, dass das Druckänderungssignal mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist. Der Sensor ist vorzugsweise ausgebildet, um Umgebungsdruckänderungen zu erfassen. Der Sensor ist vorzugsweise ausgebildet, um Druckmessungen durchzuführen. Durch diese besonders vorteilhafte Anordnung, bei der der Sensor in Fahrtrichtung weiter vorne vor der Vakuumtoilette angeordnet ist, kann sichergestellt werden, dass eine Druckänderung erfasst werden kann, diese in Form eines Druckänderungssignals in der Steuerungseinheit verarbeitet werden kann und in Abhängigkeit von diesem Druckänderungssignal das Einlassventil und/oder das Auslassventil geschlossen werden kann, bevor eine Druckänderung im Bereich der Vakuumtoilette auftritt und auf diese einwirkt. Vorzugsweise ist der Sensor mit der Steuerungseinheit signaltechnisch verbunden.
Es ist besonders bevorzugt, wenn das Druckänderungssignal mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist. Der Objekterkennungssensor ist vorzugsweise ausgebildet, um entgegenkommende Schienenfahrzeuge zu erkennen. Der Objekterkennungssensor ist vorzugsweise ausgebildet, um eine Tunneleinfahrt zu erkennen. Der Objekterkennungssensor kann einen optischen Sensor aufweisen, mit dem Objekte, wie beispielsweise Schienenfahrzeuge, Tunnel, Tunneleinfahrten, Tunnelausfahrten und dergleichen erkannt werden können. Der Objekterkennungssensor ist vorzugsweise mit der Steuerungseinheit signaltechnisch gekoppelt. So kann ein Druckänderungssignal unmittelbar vom Objekterkennungssensor zur Steuerungseinheit übertragen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um über eine Dateneingangsschnittstelle das Druckänderungssignal zu empfangen und das Druckänderungssignal ein Vorabsignal, umfassend Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, ist, das aus Zugsteuerungsdaten erzeugt wird oder darin enthalten ist. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um über die Dateneingangsschnittstelle von einem digitalen Zuginformationssystem das Druckänderungssignal zu empfangen. Das Druckänderungssignal kann insbesondere ein Vorabsignal sein. Es ist besonders bevorzugt, wenn das Vorabsignal Echtzeitdaten umfasst oder in Abhängigkeit von Echtzeitdaten erstellt wird. Das Vorabsignal kann aus Ortsinformationen der Vakuumtoilette generiert werden. Das Vorabsignal kann auch aus einer Bewegungsgeschwindigkeit der Vakuumtoilette generiert werden. Es ist besonders bevorzugt, wenn das Vorabsignal aus einer oder mehreren der folgenden Informationen generiert wird und/oder eine oder mehrere der folgenden Informationen umfasst: Informationen über Echtzeitdaten, Ortsinformation der Vakuumtoilette, Bewegungsgeschwindigkeit der Vakuumtoilette, geographischen Informationen der Vakuumtoilette zu einer Tunnelposition, Informationen über Zugsteuerungsdaten, insbesondere umfassend Informationen zu begegnenden Zügen. Es ist besonders bevorzugt, wenn das Vorabsignal generiert wird aus geografischen Informationen zu Tunnelpositionen und/oder Zugsteuerungsdaten, die Informationen zu begegnenden Schienenfahrzeugen enthalten.
Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung eines solchen Vorabsignals liegt darin, dass bereits vorhandene Echtzeitdaten verwendet werden können, um Druckänderungen und/oder Druckschwankungen vorherzusagen. Dadurch kann die Steuerungseinheit in Abhängigkeit von diesen Echtzeitdaten zuverlässig das Einlassventil und/oder das Auslassventil schließen, bevor eine Druckänderung auftritt. Es ist bevorzugt, wenn auch ein Öffnen des Einlassventils und/oder des Auslassventils in Abhängigkeit von einem Vorabsignal, insbesondere in Abhängigkeit von Echtzeitdaten, erfolgt. So können die zur Verfügung stehenden Echtzeitdaten auch dazu verwendet werden, die geschlossenen Ventile oder eins der geschlossenen Ventile nach einer Druckänderung und/oder einer Druckschwankung wieder zu öffnen. Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung solcher Vorabsignale und insbesondere von Echtzeitdaten besteht darin, dass diese Daten typischerweise bereits vorhanden sind und es mittels dieser Daten einerseits möglich ist, ein zuverlässiges und rechtzeitiges Schließen der Ventile vor einer Druckänderung zu gewährleisten und außerdem ein zeitnahes Öffnen des Einlassventils und/oder des Auslassventils zu ermöglichen.
Ferner ist es besonders bevorzugt, dass die erste Auslassleitung einen Geruchsverschluss, insbesondere ausgebildet als Siphon, aufweist und der erste Strömungsweg durch den Geruchsverschluss verläuft. Vorzugsweise ist der Geruchsverschluss entlang des ersten Strömungswegs zwischen der Toilettenbecken-Auslassöffnung und dem Einlassventil angeordnet. Vorzugsweise ist der Geruchsverschluss direkt unterhalb des Toilettenbeckens, besonders bevorzugt an der Toilettenbecken-Auslassöffnung, angeordnet. Mittels des Geruchsverschlusses kann ein gasdichter bzw. geruchsdichter Verschluss unterhalb des Toilettenbeckens bereitgestellt werden. Der Geruchsverschluss ist vorzugsweise als S-förmiges Rohr ausgebildet. Dadurch kann ein Austritt von Gasen aus dem Transferbehälter und/oder dem Abwasserbehälter, sowie vorzugsweise aus der ersten und der zweiten Auslassleitung, verhindert werden.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um das Einlassventil und/oder das Auslassventil innerhalb von weniger als 30 ms, vorzugsweise weniger als 20 ms, nach Empfang des Druckänderungssignals zu schließen. Vorzugsweise kann das Einlassventil und/oder das Auslassventil ab dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerungseinheit ein Druckänderungssignal empfängt, innerhalb von weniger als 30 ms, vorzugsweise weniger als 20 ms, geschlossen werden. Durch eine solche Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass das Einlassventil und/oder das Auslassventil rechtzeitig vor Einwirken einer Druckänderung auf die Vakuumtoilette geschlossen werden kann.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vakuumtoilette umfasst: ein Belüftungsventil , das in einer Belüftungsleitung angeordnet ist, die eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und einem Umgebungsraum herstellt, wobei die Belüftungsleitung in die erste Auslassleitung, vorzugsweise zwischen dem Geruchsverschluss und der Transferbehälter-Einlassöffnung oder zwischen der Toilettenbecken-Auslassöffnung und dem Geruchsverschluss, mündet, wobei das Belüftungsventil zwischen einer Offenstellung, in der durch das Belüftungsventil eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und dem Umgebungsraum freigegeben wird und einer Schließstellung, in der durch das Belüftungsventil eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und dem Umgebungsraum gesperrt wird, hin- und her schaltbar ist, wobei das Belüftungsventil vorzugsweise in Zeiten außerhalb des Spülprozesses in der Offenstellung gehalten wird.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um das Belüftungsventil zwischen der Offenstellung und der Schließstellung zu verstellen. Das Belüftungsventil kann beispielsweise ein Quetschventil sein. Diese Belüftungsleitung mit Belüftungsventil kann für einen pneumatischen Druckausgleich oder Gegendruck sorgen, durch den das in dem Geruchsverschluss befindliche Wasser nicht durch äußere Druckschwankungen bewegt wird oder zumindest nicht so weit bewegt wird, dass es in das Toilettenbecken gelangt. Die Belüftungsleitung Verbindet dabei den ersten Strömungsweg mit der Umgebung. Unter Umgebungsraum kann hierbei einerseits die unmittelbare Umgebung der Vakuumtoilette verstanden werden, also beispielsweise der Raum innerhalb einer Sanitätskabine, in der das Toilettenbecken sich befindet. Die Umgebung kann aber auch der außerhalb des Zugwaggons gelegene Luftraum sein, sodass die Belüftungsleitung also nach außerhalb des Zugwaggons geführt ist. Die Anordnung der Öffnung der Belüftungsleitung hängt von den Druckverhältnissen und den Dichtungsebenen ab, die durch Einbauten um die Vakuumtoilette bewirkt werden. Davon hängt auch der Einmündungsort der Belüftungsleitung in den ersten Strömungsweg ab - durch dessen Auswahl kann entweder ein Druckausgleich zwischen Geruchsverschluss und Transfer-Einlassöffnung erfolgen, um einen Druckaufbau in diesem teil des Strömungswegs zu verhindern oder ein Gegendruck zwischen Toilettenbecken-Auslassöffnung und dem Geruchsverschluss erzeugt werden um einer Bewegung von Wasser im Geruchsverschluss durch Druckaufbau zwischen Geruchsverschluss und Transfertank-Einlassöffnung zu begegnen.
Je nach Verlauf der Druckwelle, die sich bei einer Zugbegegnung oder Tunneleinfahrt ergibt und je nach Anordnung der Öffnung der Belüftungsleitung in die Umgebung kann durch die eine oder andere Anordnungsposition der Mündung der Belüftungsleitung in den ersten Strömungsweg der gewünschte Effekt erreicht werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, die Öffnung in die Umgebung in Längsrichtung des Waggons oder Zugteils versetzt zu der Position der Vakuumtoilette anzuordnen, um in der Belüftungsleitung einen Phasenversatz der Druckwelle einer Zubegegnung/Tunneleinfahrt gegenüber dem Einbauort der Vakuumtoilette oder des Abwasserbehälters zu erreichen.
Grundsätzlich ist zu verstehen, dass das Belüftungsventil durch die Steuerungseinheit in die geschlossene Stellung angesteuert wird, wenn und solange ein Spülprozess stattfindet, um einen Abbau des Vakuums im ersten Strömungsweg über die Belüftungsleitung zu verhindern. Die Ausführungsform mit einer solchen Belüftungsleitung kann ein unerwünschtes Zurückschwappen des Wassers aus dem Geruchsverschluss auch so wirksam verhindern, dass eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen nicht erforderlich ist. Insoweit ist die Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Belüftungsleitung auch unabhängig und ohne eine solcherart ausgebildete Steuerungseinheit Gegenstand der Erfindung.
Es ist bevorzugt, dass der Transferbehälter einen Steuerluftleitungsanschluss aufweist. Vorzugsweise kann mittels der Steuerungseinheit der Steuerluftleitungsanschluss gesteuert werden, sodass in dem Transferbehälter während eines Spülvorgangs ein Unterdruck oder ein Überdruck erzeugt werden kann.
Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise ausgebildet ist, um einen Spülvorgang auszuführen. Ein solcher Spülvorgang umfasst vorzugsweise folgende Schritte: in einem ersten Spülschritt über den Steuerluftleitungsanschluss ein Unterdruck in dem Transferbehälter erzeugt wird und nach Erzeugung des Unterdrucks in dem Transferbehälter das Einlassventil von der Schließstellung in die Offenstellung geschaltet wird, in einem nach dem ersten Spülschritt erfolgenden zweiten Spülschritt das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung geschaltet wird, in einem nach dem zweiten Spülschritt erfolgenden dritten Spülschritt ein Überdruck in dem Transferbehälter erzeugt wird und nach Erzeugung des Überdrucks in dem Transferbehälter das Auslassventil von der Schließstellung in die Offenstellung geschaltet wird.
In dem ersten Spülschritt wird dabei zunächst ein Unterdruck in dem Transferbehälter aufgebaut. Anschließend wird das Einlassventil geöffnet, sodass aufgrund eines Druckgradienten Abwasser von dem Toilettenbecken zum Transferbehälter gefördert wird. In dem zweiten Spülschritt wird das Einlassventil wieder geschlossen und in einem dritten Spülschritt wird ein Überdruck in dem Transferbehälter aufgebaut. Anschließend wird das Auslassventil geöffnet, sodass aufgrund eines Druckgradienten das im Transferbehälter befindliche Abwasser in den Abwasserbehälter gefördert wird. Nach diesem dritten Spülschritt können das Einlassventil und das Auslassventil in die geöffnete Stellung gebracht werden. Die beiden Ventile werden dann vorzugsweise in dieser geöffneten Stellung gehalten, bis ein Schließen aufgrund einer Druckänderung oder aufgrund eines erneuten Spülvorgangs notwendig ist.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, um einen Spülvorgang anzusteuern, in dem durch wechselweises Öffnen und Schließen des Einlass- und Auslassventils Abwasser aus dem Toilettenbecken über den Transferbehälter in den Abwasserbehälter gefördert wird und nach Abschluss jedes Spülvorgangs das Einlassventil in die Offenstellung geschaltet wird und/oder das Auslassventil in der Offenstellung gehalten wird. Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise ausgebildet und/oder programmiert, um einen solchen Spülvorgang durch Ansteuern des Einlassventils, des Auslassventils sowie des Steuerluftleitungsanschlusses zu bewirken.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um in einem Normalzustand, insbesondere im Zeitraum zwischen zwei Spülvorgängen, das Einlassventil in der Offenstellung zu halten und/oder das Auslassventil in der Offenstellung zu halten und gegebenenfalls bei Empfang des Druckänderungssignals das Einlassventil und/oder das Auslassventil zu schließen. Unter dem Normalzustand ist insbesondere zu verstehen, dass kein Spülvorgang durchgeführt wird und das Einlassventil und das Auslassventil nicht aufgrund einer Druckänderung oder einer zu erwartenden Druckänderung geschlossen gehalten werden. Ein solcher Normalzustand kann regelmäßig über relativ lange Zeiträume auftreten.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um nach einem Entleeren des Siphons, insbesondere nach einer Frostentleerung, das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen. Wenn der Geruchsverschluss geleert wird, ist es bevorzugt, das Einlassventil in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil in die Schließstellung zu stellen, um so mittels des Einlassventils und/oder des Auslassventils einen Geruchsverschluss bereitzustellen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Geruchsverschluss aufgrund einer Frostentleerung keine Flüssigkeit mehr enthält.
Ferner ist es bevorzugt, dass das Schalten des Einlassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in dem zweiten Spülschritt in Abhängigkeit von einem in dem Transferbehälter vorhandenen Druck, vorzugsweise bei Unterschreiten eines vorbestimmten Drucks in dem Transferbehälter, insbesondere bei Erreichen eines Unterdrucks in dem Transferbehälter, erfolgt. Vorzugsweise wird hierzu in dem Transferbehälter der Druck mittels eines Drucksensors ermittelt. Dabei kann das Einlassventil bei Erreichen eines zuvor definierten Drucks in dem Transferbehälter geschlossen werden. Vorzugsweise ist der vorbestimmte Druck so definiert, dass dies ein Druck nahe des Umgebungsdrucks verglichen mit dem Umgebungsdruck ist. Mittels einer derartigen druckabhängigen Schließung des Einlassventils kann sichergestellt werden, dass das gesamte Abwasser aus dem Toilettenbecken in den Transferbehälter gelangt ist und außerdem unmittelbar anschließend das Einlassventil geschlossen wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Transferbehälter ein Leitelement, das vorzugsweise als gekrümmtes Rohr ausgebildet ist, umfasst, das ausgebildet ist, um in den Transferbehälter eintretende Fluide und/oder Feststoffe von der Transferbehälter-Einlassöffnung in Richtung der Transferbehälter-Auslassöffnung zu lenken. Das Leitelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Mittelachse des Austrittsquerschnittes des Leitelements in Richtung der Transferbehälter-Auslassöffnung weist.
Vorzugsweise ist in dem Transferbehälter ein Leitelement angeordnet, das als Leitrohr mit einer Leitrohr-Einlassöffnung und einer Leitrohr-Auslassöffnung ausgebildet ist, wobei die Leitrohr-Einlassöffnung mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbunden ist und die Leitrohr-Auslassöffnung in Richtung der Transferbehälter-Auslassöffnung ausgerichtet ist.
Mittels eines solchen Leitelements kann auf besonders vorteilhafte Weise erreicht werden, dass in dem Abwasser befindliche Feststoffe direkt in den Bereich der Transferbehälter-Auslassöffnung gefördert werden, wodurch die Verstopfungsgefahr verringert werden kann. Insbesondere kann hierdurch erreicht werden, dass eine Verstopfung und/oder ein Fremdstoffaufbau, insbesondere durch Handtücher in dem Abwasser in dem Transferbehälter, vermieden und/oder verhindert wird.
Ein solches Leitelement kann beispielsweise mittels eines Flansches an der Transferbehälter-Einlassöffnung befestigt sein.
Es ist besonders bevorzugt, wenn das Einlassventil und/oder das Auslassventil gemäß einem Ventil nach dem folgenden Aspekt der Erfindung fortgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Ventil für eine Vakuumtoilette, insbesondere für eine wie hierin beschriebene Vakuumtoilette, zum Schließen und Öffnen einer Leitung, umfassend ein elastisch verformbares Schlauchstück, das sich entlang einer Durchflussrichtung erstreckt, wobei das Schlauchstück eine Innenwand und einer Außenwand aufweist, ein erstes Betätigungselement, das ausgebildet ist, um von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken, ein zweites Betätigungselement, das ausgebildet ist, um von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken, wobei das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement in Umfangsrichtung des Schlauchstücks beabstandet zueinander angeordnet sind.
Das Ventil ist vorzugsweise als Quetschventil ausgebildet. Vorzugsweise ist das erste Betätigungselement ausgebildet, um das Ventil von einer Offenstellung in eine Schließstellung zu stellen und vorzugsweise um das Ventil von einer Schließstellung in eine Offenstellung zu stellen. Vorzugsweise ist das zweite Betätigungselement ausgebildet, um das Ventil von einer Offenstellung in eine Schließstellung zu stellen und vorzugsweise um das Ventil von einer Schließstellung in eine Offenstellung zu stellen. Vorzugsweise erfolgt die Betätigung durch das erste Betätigungselement und/oder das zweite Betätigungselement mittels Erzeugung eines Überdrucks, sodass ein Überdruck auf die Außenseite des Schlauchstücks wirkt und das Schlauchstück zusammengequetscht wird.
Ein Vorteil eines solchen Ventils liegt darin, dass zwei Betätigungselemente vorgesehen sind, die beabstandet zueinander angeordnet sind, wodurch erreicht werden kann, dass die Krafteinwirkung auf die Außenwand durch das erste Betätigungselement sich von der Krafteinwirkung durch das zweite Betätigungselement unterscheidet. Dadurch kann erreicht werden, dass die Form, in der das Ventil zusammengequetscht wird, sich je nachdem unterscheidet, ob mittels des ersten Betätigungselements oder mittels des zweiten Betätigungselements eine Kraft auf das Ventil aufgebracht wird. Das erste und das zweite Betätigungselement können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass diese eine um 90° zueinander gedrehte Hauptkrafteinwirkungsrichtung aufweisen, sodass das Ventil auch entsprechend der unterschiedlichen Krafteinwirkung auf unterschiedliche Art und Weise zusammengequetscht wird. Mit einem solchen Ventil kann das Problem gelöst werden, dass Quetschventile üblicherweise bei jeder Betätigung aufgrund eines sich einstellenden Memory-Effekts geometrisch die gleiche Stellung einnehmen. Durch unterschiedliche Krafteinwirkungen durch das erste und das zweite Betätigungselement wird ein Zusammenquetschen des Ventils in unterschiedlichen geometrischen Formen erzwungen. So kann eine unerwünschte dauerhafte Verformung der Ventile verringert und/oder vermieden werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement in Umfangsrichtung des Schlauchstücks mit einem Winkel im Bereich von 30° bis 150°, vorzugsweise im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere von 90°, beabstandet zueinander angeordnet sind.
Ferner ist es bevorzugt, dass das erste Betätigungselement als Druckluftanschluss zum Erzeugen eines Überdrucks auf der Außenseite des Schlauchstücks ausgebildet ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn das erste und das zweite Betätigungselement abwechselnd zum Schließen des Ventils verwendet werden. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, um eine alternierende Betätigung des ersten und des zweiten Betätigungselements sicherzustellen.
Vorzugsweise wird mittels des ersten Betätigungselements und/oder des zweiten Betätigungselements ein Überdruck auf der Außenseite des Schlauchstücks erzeugt, der größer als der Druck im Inneren des Schlauchstücks ist.
Vorzugsweise ist das zweite Betätigungselement als Druckluftanschluss zum Erzeugen eines Überdrucks auf der Außenseite des Schlauchstücks ausgebildet.
Weiter ist es bevorzugt, dass das Ventil ein Gehäuse mit einer Ausnehmung aufweist, in der das elastisch verformbare Schlauchstück angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Gehäuse mehrere, insbesondere vier, Abschnitte aufweist, die in Umfangsrichtung des Schlauchstücks nebeneinander angeordnet sind, wobei in einem ersten Abschnitt das erste Betätigungselement angeordnet ist und in einem zweiten Abschnitt das zweite Betätigungselement angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Abschnitte in einer Offenstellung des Ventils fluidtechnisch voneinander getrennt sind, und wobei die Abschnitte vorzugsweise in Form von nebeneinander angeordneten Kammern ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind mehrere Kammern vorgesehen, die entlang des Umfangs des Ventils um das Ventil angeordnet sind. Diese Kammern können vorzugsweise jeweils einzeln mit Druckluft beaufschlagt werden. Wenn das Schlauchstück an diesen Kammern anliegt, kann erreicht werden, dass bei Beaufschlagung eines Überdrucks einer der Kammern zunächst nur in dieser Kammer ein Überdruck entsteht, sodass ausgehend von dieser Kammer in Richtung des Schlauchstücks eine Kraft aufgebaut wird. Wenn bei unterschiedlichen Schließvorgängen unterschiedliche Kammern mit Druckluft beaufschlagt werden, so wirkt jeweils immer eine Kraft ausgehend von dieser Kammer und somit aus unterschiedlichen Richtungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer Vakuumtoilette, insbesondere einer wie hier beschriebenen Vakuumtoilette, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal ein Einlassventil, das in einem ersten Strömungsweg zwischen einer Toilettenbecken-Auslassöffnung eines Toilettenbeckens und einer Transferbehälter-Einlassöffnung eines Transferbehälters angeordnet ist, von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen, und/oder ein Auslassventil, das in einem zweiten Strömungsweg zwischen einer Transferbehälter-Auslassöffnung eines Transferbehälters und einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung eines Abwasserbehälters angeordnet ist, von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit wie zum ersten Aspekt der Erfindung beschrieben ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm für eine Steuerung einer Vakuumtoilette, insbesondere einer wie hier beschriebenen Vakuumtoilette, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, insbesondere mittels einer wie hier beschriebenen Steuerungseinheit, die Schritte auszuführen: Ansteuern eines Einlass- und eines Auslassventils in einem Spülprozess und Schalten des Einlassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal in Zeiten außerhalb des Spülprozesses, und/oder Schalten des Auslassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal in Zeiten außerhalb des Spülprozesses.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Schienenfahrzeug, umfassend eine wie hier beschriebene Vakuumtoilette, wobei das Druckänderungssignal mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder wobei das Druckänderungssignal mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder wobei das Druckänderungssignal mittels eines Vorabsignals, umfassend Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, erzeugt wird, wobei die Informationen über ein zukünftiges Ereignis aus einem Informationssystem des Schienenfahrzeugs abrufbar sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumtoilette, insbesondere einer wie hier beschriebenen Vakuumtoilette, umfassend Bereitstellen einer Vakuumtoilette, umfassend ein Toilettenbecken, einen Transferbehälter, einen ersten Strömungsweg, der das Toilettenbecken mit dem Transferbehälter verbindet, ein Einlassventil, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, einen Abwasserbehälter, einen zweiten Strömungsweg, der den Transferbehälter mit dem Abwasserbehälter verbindet, und ein Auslassventil, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren und bei das Einlass- und das Auslassventil in einem Spülprozess zum Öffnen und Schließen angesteuert werden. Erfindungsgemäß erfolgt ein Schalten des Einlassventils und/oder des Auslassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal in Zeiten außerhalb des Spülprozesses. Erfindungsgemäß können also Einlass- oder Auslassventil oder beide während der Zeiten außerhalb eines Spülprozesses permanent geöffnet gehalten werden, um hierdurch ungünstige, bleibenden Verformungen und Undichtigkeiten zu vermeiden. In Abhängigkeit eines Druckänderungssignals - beispielsweise aufgrund eines entgegenkommendes Zuges oder einer Tunneleinfahrt, wird eines der beiden Ventile oder vorzugsweise beide Ventile geschlossen, sodass ein unerwünschter Austritt von Flüssigkeit aus beispielsweise einem Siphon der Vakuumtoilette in das Becken der Vakuumtoilette durch eine Umgebungsdruckänderung vermieden wird.
Es ist besonders bevorzugt, wenn das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Druckänderungssignals mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Druckänderungssignals mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Druckänderungssignals mittels eines Vorabsignals mit Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, wobei die Informationen über ein zukünftiges Ereignis aus einem Informationssystem des Schienenfahrzeugs abrufbar sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Verwendung einer Vakuumtoilette in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug oder einem Schienenfahrzeugverbund, insbesondere in einem hier beschriebenen Schienenfahrzeug.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Verwendung einer Vakuumtoilette in solcher Weise erfolgt, dass ein Drucksensor an einem Schienenfahrzeug oder Schienenfahrzeugverbund mit der Steuerungseinheit signaltechnisch gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das Druckänderungssignal zu generieren, wobei der Drucksensor vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges oder des Schienenfahrzeugverbunds vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges oder des Schienenfahrzeugverbunds, angeordnet ist.
Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der beschriebenen Aspekte und der möglichen Fortbildungen wird jeweils ergänzend auf die Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen, Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte verwiesen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: ein schematisches Leitungs- und Signalübertragungsdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vakuumtoilette,
2: ein schematisches Leitungs- und Signalübertragungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vakuumtoilette,
3: eine schematische Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Quetschventils,
4: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Steuern einer Vakuumtoilette.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt ein schematisches Leitungs- und Signalübertragungsdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vakuumtoilette 10. Die Vakuumtoilette 10 weist ein Toilettenbecken 20 mit einer Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 auf. Von der Vakuumtoilette 20 kann über die Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 Abwasser entlang eines ersten Strömungswegs, der durch ein Siphon 22a und eine erste Auslassleitung (mit den Abschnitten 23a und 23b) verläuft in einen Transferbehälter 30 geleitet werden. Das Siphon 22a ist unmittelbar in Strömungsrichtung hinter der Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 angeordnet und darin sammelt sich eine kleine Menge Spülwasser und sorgt während Zeiten außerhalb von Spülprozessen für einen Geruchsverschluss. Die Auslassleitung 23a, 23b verbindet die Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 mit einer Transferbehälter-Einlassöffnung 31 des Transferbehälters 30. So gelangt das Abwasser in den Transferbehälter 30. Der Transferbehälter 30 weist zusätzlich zur Transferbehälter-Einlassöffnung 31 eine Transferbehälter-Auslassöffnung 32 auf. Von dem Transferbehälter 30 kann das Abwasser weiter über die Transferbehälter-Auslassöffnung 32 entlang eines zweiten Strömungswegs, der durch eine zweite Auslassleitung (mit den Abschnitten 33a und 33b) verläuft in einen Abwasserbehälter 40 geleitet werden. Die Transferbehälter-Auslassöffnung 32 ist mit einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung 41 des Abwasserbehälters 40 verbunden. So kann das Abwasser von dem Transferbehälter 30 zum Abwasserbehälter 40 geführt werden.
In dem ersten Strömungsweg ist zwischen den beiden Abschnitten 23a, 23b der ersten Auslassleitung ein Einlassventil 25 angeordnet, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren. Das Einlassventil 25 liegt also im Strömungsweg funktionell zwischen dem Siphon 22a und dem Transferbehälter 30. Der Siphon 22a liegt also im Strömungsweg funktionell zwischen der Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 und dem Einlassventil 25.
In dem zweiten Strömungsweg ist zwischen den beiden Abschnitten 33a, 33b der zweiten Auslassleitung ein Auslassventil 35 angeordnet, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren.
Weiter ist eine Steuerungseinheit 50 vorgesehen, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal D das Einlassventil 25 von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil 35 von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen. Das Einlassventil 25 und das Auslassventil 35 werden somit dann in die Schließstellung gestellt, wenn ein Druckänderungssignal D vorliegt und ein veränderter Druck erwartet wird. Wenn keine Druckänderungen erwartet werden und kein Spülvorgang durchgeführt wird, bleiben das Einlassventil 25 und das Auslassventil 35 in der Offenstellung. Die Offenstellung ist somit die Normalstellung des Einlassventils 25 und die Normalstellung des Auslassventils 35. Durch halten des Einlassventils 25 und des Auslassventils 35 im Normalzustand in der Offenstellung, müssen die für die Ventile verwendeten Quetschventile nicht dauerhaft oder über einen längeren Zeitraum zusammengedrückt werden, wodurch die Lebensdauer der Ventile deutlich verbessert werden kann. Damit im Normalzustand trotz offenem Einlass- und Auslassventil ein Geruchsverschluss vorhanden ist, ist ein Siphon (nicht gezeigt) im Bereich der Toilettenbecken-Auslassöffnung 22 vorgesehen.
Zum Steuern des Einlassventils 25 und des Auslassventils 35 ist die Steuerungseinheit 50 via Steuerungsleitungen 52, 53 mit einem Einlasssteuerungsventil 26 des Einlassventils 25 und einem Auslasssteuerungsventil 36 des Auslassventils 35 signaltechnisch verbunden. Über die Steuerungsleitungen 52, 53 können mit der Steuerungseinheit das Einlassventil 25 und das Auslassventil 35 jeweils unabhängig voneinander von der Schließstellung in die Offenstellung gestellt werden und umgekehrt.
Die Steuerungseinheit 50 kann ausgebildet sein, um mehrere, insbesondere sämtliche hier gezeigte, Ventile zu steuern und so unter anderem auch einen Spülvorgang zu steuern. Der Übersicht halber sind hier nur die Steuerungsleitungen 52, 53 gezeigt und keine weiteren mit der Steuerungseinheit 50 verbundenen Steuerungsleitungen, die mit den hier gezeigten weiteren Ventilen verbunden sind.
Über eine Druckluftleitung 71 wird Druckluft breitgestellt, die mittels einer Steuerung der Ventile, von denen einige hier gezeigt sind, an der jeweils gewünschten Stelle bereitgestellt werden kann. Vakuum kann über die Vakuumleitungen 81, 82, 83 bereitgestellt werden.
Über das Einlasssteuerungsventil 26 kann das Einlassventil 25 von der Schließstellung in die Offenstellung gestellt werden und umgekehrt. Zum Schließen des Einlassventils wird Druckluft, die über die Leitung 71a zugeführt wird, von dem Einlasssteuerungsventil 26 freigegeben, sodass Druckluft zum Einlassventil 25 geführt wird und das Einlassventil 25 mittels Druckluft geschlossen wird. Ferner ist ein Druckbegrenzungsventil 27 zur Begrenzung des Drucks am Einlassventil 25 vorgesehen. Ein Öffnen und Entlüften des Einlassventils erfolgt, indem das Einlasssteuerungsventil 26 geschlossen wird, sodass das Einlassventil 25 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird, und indem über die Entlüftungsleitung 83 der vorhandene Überdruck abgeführt wird, was mittels Öffnen des Entlüftungsventils 62 erfolgt, sodass der Überdruck entfernt wird und das Einlassventil 25 in die Offenstellung gestellt wird. Mittels eines Einlassventilsensors 69 kann der am Einlassventil 25 anliegende Druck bestimmt werden.
Über das Auslasssteuerungsventil 36 kann das Auslassventil 35 von der Schließstellung in die Offenstellung gestellt werden und andersrum. Zum Schließen des Auslassventils wird Druckluft, die über die Leitung 71a zugeführt wird, von dem Auslasssteuerungsventil 36 freigegeben, sodass Druckluft zum Auslassventil 35 geführt wird und das Auslassventil 35 mittels Druckluft geschlossen wird. Ferner ist ein Druckbegrenzungsventil 37 zur Begrenzung des Drucks am Auslassventil 35 vorgesehen. Ein Öffnen und Entlüften des Auslassventils erfolgt, indem das Auslasssteuerungsventil 36 geschlossen wird, sodass das Auslassventil 35 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird, und indem über die Entlüftungsleitung 83 der vorhandene Überdruck abgeführt wird, was mittels Öffnen des Entlüftungsventils 62 erfolgt, sodass der Überdruck entfernt wird und das Auslassventil 35 in die Offenstellung gestellt wird.
Frischwasser kann über eine Frischwasserleitung 91 zu einem Frischwasserbehälter 93 mit einem darin angeordneten Wasserstandsensor geleitet werden. In der Frischwasserleitung 91 ist ein Frischwasserventil 92 angeordnet. Der Frischwasserbehälter 93 ist hier am Transferbehälter 30 angeordnet. Von dem Frischwasserbehälter 93 kann Frischwasser über die Leitung 92 weiter zum Toilettenbecken 20 geleitet werden und bei einem Spülvorgang verwendet werden. Um Frischwasser von dem Frischwasserbehälter 93 zum Toilettenbecken 20 zu führen kann der Frischwasserbehälter 93 über die Druckluftleitung 71b bei geöffnetem Ventil 86 mit Druckluft beaufschlagt werden. Eine Entlüftung des Frischwasserbehälters 93 ist über die Entlüftungsleitung 82 möglich.
Der Transferbehälter 30 kann mittels Druckluft über die Druckluftleitung 71c mit einem Überdruck beaufschlagt werden. Dazu wir das Druckluftventil 84 geöffnet, sodass Druckluft in den Transferbehälter 30 gelangt. Ein Entlüften und ein Erzeugen eines Unterdrucks im Transferbehälter 30 ist über die Vakuumleitung 81 möglich. Dazu wird das Vakuumventil 85 geschaltet, wodurch die Vakuumleitung 81 mit dem Transferbehälter 30 fluidtechnisch verbunden ist und einen Unterdruck im Transferbehälter erzeugt. Zum Messen des Drucks in der mit dem Transferbehälter verbundenen Druckleitung ist ein Drucksensor 89 vorgesehen.
Die Steuerungseinheit 50 kann die gezeigten Ventile steuern und mittels Steuerung der Ventile einen Spülvorgang auszuführen. Ein solcher Spülvorgang umfasst folgende Schritte:

In einem ersten Spülschritt über den Druckluftleitung 71 und die Druckluftleitung 71c ein Unterdruck in dem Transferbehälter 30 erzeugen und nach Erzeugung des Unterdrucks in dem Transferbehälter 30 das Einlassventil 25 von der Schließstellung in die Offenstellung schalten. In einem nach dem ersten Spülschritt erfolgenden zweiten Spülschritt das Einlassventil 25 von der Offenstellung in die Schließstellung schalten. Und in einem nach dem zweiten Spülschritt erfolgenden dritten Spülschritt einen Überdruck in dem Transferbehälter 30 erzeugen und nach Erzeugung des Überdrucks in dem Transferbehälter das Auslassventil 35 von der Schließstellung in die Offenstellung schalten.

In dem ersten Spülschritt wird dabei zunächst ein Unterdruck in dem Transferbehälter 30 aufgebaut. Anschließend wird das Einlassventil 25 geöffnet, sodass aufgrund eines Druckgradienten Abwasser von dem Toilettenbecken 20 zum Transferbehälter 30 gefördert wird. In dem zweiten Spülschritt wird das Einlassventil 25 wieder geschlossen und in einem dritten Spülschritt wird ein Überdruck in dem Transferbehälter 30 aufgebaut. Anschließend wird das Auslassventil 35 geöffnet, sodass aufgrund eines Druckgradienten das im Transferbehälter 30 befindliche Abwasser in den Abwasserbehälter 40 gefördert wird. Nach diesem dritten Spülschritt können das Einlassventil 25 und das Auslassventil 35 in die geöffnete Stellung gebracht werden. Die beiden Ventile 25, 35 werden dann in dieser geöffneten Stellung gehalten, bis ein Schließen aufgrund einer Druckänderung oder aufgrund eines erneuten Spülvorgangs notwendig ist.
2 zeigt ein schematisches Leitungs- und Signalübertragungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vakuumtoilette 10. Die hier gezeigte Vakuumtoilette 10 entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Vakuumtoilette, mit dem Unterschied, dass die Leitungsführung im Bereich der Druckleitungen und Unterdruckleitungen, die mit dem Einlassventil und dem Auslassventil verbunden sind und Anordnung der dort vorgesehenen Ventile, abweichend ausgeführt sind. So ist nur ein Druckbegrenzungsventil 37 vorgesehen, das zur Begrenzung des Drucks am Einlassventil 25 und am Auslassventil 35 dient, wobei das Druckbegrenzungsventil 37 dem Einlasssteuerungsventil 26 und dem Auslasssteuerungsventil 36 in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist, also in der Druckleitung 71 a stromaufwärts davon angeordnet ist.
3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Quetschventils 1. Das Quetschventil weist vier Kammern 2a-d auf, die in dem hier gezeigten geöffneten Zustand des Quetschventils 1 mittels der vier Trennwände 3a-d fluidtechnisch voneinander getrennt sind. Der Strömungsweg 4 verläuft durch ein elastisch verformbares Schlauchstück mit einer Außenwand 5a und einer Innenwand 5b, wobei sich das Schlauchstück entlang einer Durchflussrichtung erstreckt.
Das Quetschventil 1 weist ein erstes Betätigungselement 6a in einer Kammer 2d auf, das ausgebildet ist, um von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken.
Das Quetschventil 1 weist außerdem ein zweites Betätigungselement 6b in einer weiteren Kammer 2c auf, das ausgebildet ist, um ebenfalls von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken.
Die Betätigungselemente 6a, 6b sind am Umfang des Quetschventils angeordnet und in Umfangsrichtung 90° beabstandet zueinander angeordnet.
Die Betätigungselemente 6a, 6b sind als Drucklufteinlässe ausgebildet. Wird über eines der Betätigungselemente von der Außenseite auf die Außenwand 5a des Schlauchstücks ein Überdruck aufgebracht, so wird das Schlauchstück derart zusammengequetscht, dass die Innenwand 5b zusammengedrückt wird und damit ein Durchfluss von Abwasser entlang des Strömungswegs 4 verhindert wird.
Dadurch, dass mehrere Betätigungselemente vorgesehen sind, die an unterschiedlichen Stellen des Umfangs angeordnet sind, wird bei Betätigung der verschiedenen Betätigungselemente auch jeweils eine Kraft von einer unterschiedlichen Richtung auf das Schlauchstück ausgeübt. Werden die Betätigungselemente 6a, 6b beispielsweise abwechselnd zum Schließen des Ventils 1 verwendet, so kann eine unerwünschte, dauerhafte Verformung des Schlauchstücks vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden, verglichen mit einem Ventil, bei dem nur ein Betätigungselement vorgesehen ist und bei dem bei jeder Betätigung eine Kraft aus einer gleichbleibenden Richtung auf das Ventil aufgebracht wird.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 100 zum Steuern einer Vakuumtoilette. Das Verfahren 100 umfasst die folgenden Schritte:

In einem Schritt 110, Bereitstellen einer Vakuumtoilette, die Vakuumtoilette umfassend ein Toilettenbecken, einen Transferbehälter, einen ersten Strömungsweg, der das Toilettenbecken mit dem Transferbehälter verbindet, ein Einlassventil, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, einen Abwasserbehälter, einen zweiten Strömungsweg, der den Transferbehälter mit dem Abwasserbehälter verbindet, und ein Auslassventil, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren.
In einem Schritt 120, Ermitteln eines Druckänderungssignals mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder mittels eines Vorabsignals mit Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, wobei die Informationen über ein zukünftiges Ereignis aus einem Informationssystem des Schienenfahrzeugs abrufbar sind.
In einem Schritt 130, Schalten des Einlassventils und/oder des Auslassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3047077 A1 [0007]

Claims

Vakuumtoilette, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfassend - ein Toilettenbecken mit einer Toilettenbecken-Auslassöffnung, - einen Transferbehälter mit einer Transferbehälter-Einlassöffnung und einer Transferbehälter-Auslassöffnung, - einen ersten Strömungsweg, der durch eine erste Auslassleitung verläuft, die die Toilettenbecken-Auslassöffnung mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbindet, - ein Einlassventil, das ausgebildet ist, um den ersten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, - einen Abwasserbehälter mit einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung, - einen zweiten Strömungsweg, der durch eine zweite Auslassleitung verläuft, die die Transferbehälter-Auslassöffnung mit der Abwasserbehälter-Einlassöffnung verbindet, - ein Auslassventil, das ausgebildet ist, um den zweiten Strömungsweg in einer Offenstellung freizugeben und in einer Schließstellung zu sperren, gekennzeichnet durch - eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, um das Einlass- und das Auslassventil in einem Spülprozess anzusteuern und um in Zeiten außerhalb des Spülprozesses in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder einem Zeitsignal das Einlassventil von der Schließstellung in die Offenstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Schließstellung in die Offenstellung zu stellen.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckänderungssignal mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckänderungssignal mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um über eine Dateneingangsschnittstelle das Druckänderungssignal zu empfangen und das Druckänderungssignal ein Vorabsignal, umfassend Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, ist, das aus Zugsteuerungsdaten erzeugt wird oder darin enthalten ist.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Auslassleitung einen Geruchsverschluss, insbesondere ausgebildet als Siphon, aufweist und der erste Strömungsweg durch den Geruchsverschluss verläuft, wobei vorzugsweise der Geruchsverschluss entlang des ersten Strömungswegs zwischen der Toilettenbecken-Auslassöffnung und dem Einlassventil angeordnet ist.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um das Einlassventil und/oder das Auslassventil innerhalb von weniger als 30 ms, vorzugsweise weniger als 20 ms, nach Empfang des Druckänderungssignals zu schließen.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - ein Belüftungsventil, das in einer Belüftungsleitung angeordnet ist, die eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und einem Umgebungsraum herstellt, - wobei die Belüftungsleitung in die erste Auslassleitung, vorzugsweise zwischen dem Geruchsverschluss und der Transferbehälter-Einlassöffnung oder zwischen der Toilettenbecken-Auslassöffnung und dem Geruchsverschluss, mündet, - wobei das Belüftungsventil zwischen einer Offenstellung, in der durch das Belüftungsventil eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und dem Umgebungsraum freigegeben wird und einer Schließstellung, in der durch das Belüftungsventil eine Gasverbindung zwischen dem ersten Strömungsweg und dem Umgebungsraum gesperrt wird, hin- und her schaltbar ist, - wobei das Belüftungsventil vorzugsweise in Zeiten außerhalb des Spülprozesses in der Offenstellung gehalten wird.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transferbehälter einen Steuerluftleitungsanschluss aufweist, und wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um einen Spülvorgang auszuführen, wobei - in einem ersten Spülschritt über den Steuerluftleitungsanschluss ein Unterdruck in dem Transferbehälter erzeugt wird und nach Erzeugung des Unterdrucks in dem Transferbehälter das Einlassventil von der Schließstellung in die Offenstellung geschaltet wird, - in einem nach dem ersten Spülschritt erfolgenden zweiten Spülschritt das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung geschaltet wird, - in einem nach dem zweiten Spülschritt erfolgenden dritten Spülschritt ein Überdruck in dem Transferbehälter erzeugt wird und nach Erzeugung des Überdrucks in dem Transferbehälter das Auslassventil von der Schließstellung in die Offenstellung geschaltet wird.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um einen Spülvorgang anzusteuern, in dem durch wechselweises Öffnen und Schließen des Einlass- und Auslassventils Abwasser aus dem Toilettenbecken über den Transferbehälter in den Abwasserbehälter gefördert wird und nach Abschluss jedes Spülvorgangs das Einlassventil in die Offenstellung geschaltet wird und/oder das Auslassventil in der Offenstellung gehalten wird, und/oder wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um in einem Normalzustand, insbesondere im Zeitraum zwischen zwei Spülvorgängen, das Einlassventil in der Offenstellung zu halten und/oder das Auslassventil in der Offenstellung zu halten und gegebenenfalls bei Empfang des Druckänderungssignals das Einlassventil und/oder das Auslassventil zu schließen.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um nach einem Entleeren des Siphons, insbesondere nach einer Frostentleerung, das Einlassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen und/oder das Auslassventil von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schalten des Einlassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in dem zweiten Spülschritt in Abhängigkeit von einem in dem Transferbehälter vorhandenen Druck, vorzugsweise bei Unterschreiten eines vorbestimmten Drucks in dem Transferbehälter, insbesondere bei Erreichen eines Unterdrucks in dem Transferbehälter, erfolgt.
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transferbehälter ein Leitelement, das vorzugsweise als gekrümmtes Rohr ausgebildet ist, umfasst, das ausgebildet ist, um in den Transferbehälter eintretende Fluide und/oder Feststoffe von der Transferbehälter-Einlassöffnung in Richtung der Transferbehälter-Auslassöffnung zu lenken, und/oder wobei in dem Transferbehälter ein Leitelement angeordnet ist, das als Leitrohr mit einer Leitrohr-Einlassöffnung und einer Leitrohr-Auslassöffnung ausgebildet ist, wobei die Leitrohr-Einlassöffnung mit der Transferbehälter-Einlassöffnung verbunden ist und die Leitrohr-Auslassöffnung in Richtung der Transferbehälter-Auslassöffnung ausgerichtet ist.
Ventil für eine Vakuumtoilette, insbesondere für eine Vakuumtoilette nach mindestens einem der Ansprüche 1-13, zum Schließen und Öffnen einer Leitung, umfassend - ein elastisch verformbares Schlauchstück, das sich entlang einer Durchflussrichtung erstreckt, wobei das Schlauchstück eine Innenwand und einer Außenwand aufweist, - ein erstes Betätigungselement, das ausgebildet ist, um von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken, - ein zweites Betätigungselement, das ausgebildet ist, um von der Außenseite des Schlauchstücks eine Kraft, insbesondere mittels eines Überdrucks, auf das Schlauchstück zu bewirken, um mittels elastischer Verformung des Schlauchstücks ein Zusammenquetschen des Schlauchstücks und damit ein Verschließen des Schlauchstücks zu bewirken, - wobei das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement in Umfangsrichtung des Schlauchstücks beabstandet zueinander angeordnet sind.
Ventil nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement in Umfangsrichtung des Schlauchstücks mit einem Winkel im Bereich von 30° bis 150°, vorzugsweise im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere von 90°, beabstandet zueinander angeordnet sind.
Ventil nach mindestens einem der Ansprüche 14-15, wobei das erste Betätigungselement als Druckluftanschluss zum Erzeugen eines Überdrucks auf der Außenseite des Schlauchstücks ausgebildet ist, und/oder wobei das zweite Betätigungselement als Druckluftanschluss zum Erzeugen eines Überdrucks auf der Außenseite des Schlauchstücks ausgebildet ist.
Ventil nach mindestens einem der Ansprüche 14-16, wobei das Ventil ein Gehäuse mit einer Ausnehmung aufweist, in der das elastisch verformbare Schlauchstück angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Gehäuse mehrere, insbesondere vier, Abschnitte aufweist, die in Umfangsrichtung des Schlauchstücks nebeneinander angeordnet sind, wobei in einem ersten Abschnitt das erste Betätigungselement angeordnet ist und in einem zweiten Abschnitt das zweite Betätigungselement angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Abschnitte in einer Offenstellung des Ventils fluidtechnisch voneinander getrennt sind, und wobei die Abschnitte vorzugsweise in Form von nebeneinander angeordneten Kammern ausgebildet sind.
Steuerungseinheit zur Steuerung einer Vakuumtoilette, insbesondere einer Vakuumtoilette nach einem der Ansprüche 1-13,
Vakuumtoilette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1-13, wobei das Einlassventil nach einem der Ansprüche 14-17 fortgebildet ist, und/oder wobei das Auslassventil nach einem der Ansprüche 14-17 fortgebildet ist.
Steuerungseinheit zur Steuerung einer Vakuumtoilette, insbesondere einer Vakuumtoilette nach einem der Ansprüche 1-13 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um das Einlass- und das Auslassventil in einem Spülprozess anzusteuern und um in Zeiten außerhalb des Spülprozesses in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal - ein Einlassventil, das in einem ersten Strömungsweg zwischen einer Toilettenbecken-Auslassöffnung eines Toilettenbeckens und einer Transferbehälter-Einlassöffnung eines Transferbehälters angeordnet ist, von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen, und/oder - ein Auslassventil, das in einem zweiten Strömungsweg zwischen einer Transferbehälter-Auslassöffnung eines Transferbehälters und einer Abwasserbehälter-Einlassöffnung eines Abwasserbehälters angeordnet ist, von der Offenstellung in die Schließstellung zu stellen.
Steuerungseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerungseinheit nach den Merkmalen der Steuerungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1-13 fortgebildet ist.
Computerprogramm für eine Steuerung einer Vakuumtoilette, insbesondere einer Vakuumtoilette nach einem der Ansprüche 1-13 oder 19, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, insbesondere mittels einer Steuerungseinheit nach einem der Ansprüche 20-21, die Schritte auszuführen: - Ansteuern eines Einlass- und eines Auslassventils in einem Spülprozess und - Schalten des Einlassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal in Zeiten außerhalb des Spülprozesses, und/oder - Schalten des Auslassventils von der Offenstellung in die Schließstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal und/oder von der Schließstellung in die Offenstellung in Abhängigkeit von einem Druckänderungssignal in Zeiten außerhalb des Spülprozesses.
Schienenfahrzeug, umfassend - eine Vakuumtoilette nach mindestens einem der Ansprüche 1-13 oder 19, wobei das Druckänderungssignal mittels Druckmessung mit einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdruckänderungen, insbesondere mit einem Drucksensor, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder wobei das Druckänderungssignal mittels eines Objekterkennungssensors, der vorzugsweise ausgebildet ist zur Erkennung eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Tunnels, erzeugt wird, der, vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges, angeordnet ist, und/oder wobei das Druckänderungssignal mittels eines Vorabsignals, umfassend Informationen über ein zukünftiges Ereignis mit zu erwartenden Druckänderungen, erzeugt wird, wobei die Informationen über ein zukünftiges Ereignis aus einem Informationssystem des Schienenfahrzeugs abrufbar sind.
Verwendung einer Vakuumtoilette nach mindestens einem der Ansprüche 1-13 oder 19 in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug oder einem Schienenfahrzeugverbund, insbesondere in einem Schienenfahrzeug nach Anspruch 23.
Verwendung einer Vakuumtoilette nach dem vorhergehenden Anspruch, in solcher Weise, dass ein Drucksensor an einem Schienenfahrzeug oder Schienenfahrzeugverbund mit der Steuerungseinheit signaltechnisch gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das Druckänderungssignal zu generieren, wobei der Drucksensor vorzugsweise mindestens 5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 10 Meter, insbesondere mindestens 30 Meter, beabstandet zur Vakuumtoilette, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges oder des Schienenfahrzeugverbunds vor der Vakuumtoilette, besonders bevorzugt an der Zugspitze des Schienenfahrzeuges oder des Schienenfahrzeugverbunds, angeordnet ist.