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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Toiletten und, genauer
ausgedrückt,
einen Abfallaufnahmebehälter
für ein
Vakuumtoilettensystem gemäß der Präambel von
Anspruch 1.
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Ein
Vakuumspülsystem
zur Entfernung von Abwasser für
Bahnwaggons dieses Typs ist bekannt (
US
5 956 780 ), Entfernung und Austausch von Komponenten sind
schwierig auszuführen
und darüber
hinaus auch zeitaufwendig.
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Das
gleiche gilt für
eine Spülwasser-Vakuumtoilette
des Standes der Technik (
US 4
041 554 ), in der ein äußeres Abdeckungselement
die Komponenten der Toilette, insbesondere die Schüssel hält.
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Eine
weitere Vakuumtoilette ist bekannt (
EP 0 818 589 A2 ), in der die Außenhülle die
Schüssel hält.
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Vakuumtoilettensysteme
sind allgemein im technischen Gebiet zum Gebrauch sowohl in Fahrzeug-
als auch ortsfesten Anwendungen bekannt. Ein Vakuumtoilettensystem
weist typischerweise eine Schüssel
zum Aufnehmen von Abfall mit einem Auslass aus, der an eine Vakuumabwasserleitung angeschlossen
ist. Ein Ablassventil ist zwischen dem Schüsselauslass und der Vakuumabwasserleitung angeordnet,
um selektiv Fluidverbindung zwischen denselben herzustellen. Die
Vakuumabwasserleitung ist an einen Sammeltank angeschlossen, der
durch eine Vakuumquelle wie zum Beispiel eine Vakuumpumpe unter
Teilvakuumdruck gesetzt wird. Wenn das Ablassventil geöffnet wird,
wird Material in der Schüssel
zu dem Abwasserrohr infolge des Druckunterschieds zwischen dem Innenraum
der Schüssel und
dem Innenraum der Abwasserleitung befördert. Konventionelle Vakuumtoilettensysteme
enthalten ferner eine Spülflüssigkeitsquelle
und ein Spülflüssigkeitsventil
zum Steuern der Einbringung von Spülflüssigkeit in die Schüssel.
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Reparatur
und Wartung von Vakuumtoilettensystemen ist oft übermäßig zeitaufwendig und arbeitsintensiv.
Wartungsbelange sind von besonderer Wichtigkeit in Flugzeuganwendungen,
in denen eine Anzahl von Untersystemen an Bord installiert ist.
Allgemeiner Praxis in der Luftfahrtindustrie zufolge enthält jedes
Untersystem eine oder mehrere Komponenten, die beim Eintreten von
Ausfall ersetzt werden müssen,
wobei solche Komponenten gewöhnlich
als leitungsaustauschbare Einheiten (line replaceable units, LRUs)
bezeichnet werden. Derzeit ist die gesamte Toilettenbaugruppe als
die LRU für
das Vakuumtoilettensystem definiert. Infolgedessen muss eine Fluglinie
eine oder mehrere Ersatztoiletten im Fall eines Toilettenausfalls
lagern, so dass die Ersatztoilette gegen die defekte Toilette ausgetauscht
werden kann. Ein "Prüfstandstest" wird dann an der
defekten Toilette ausgeführt
zur Bestimmung, welche Komponenten in der Toilette defekt sind.
Die defekten Komponenten werden dann repariert oder ausgetauscht (was
eine wesentliche Demontage und Neumontage der Toilette beinhalten
kann), so dass die Toilette in einem anderen Flugzeug wieder verwendet
werden kann.
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Jeder
der während
einer Toilettenreparatur ausgeführten
Schritte ist übermäßig schwierig
und zeitaufwendig. Das Entfernen einer gesamten Toilettenbaugruppe
aus einem Flugzeug erfordert Demontage von mindestens vier selbstverriegelnden
Einbaubefestigungen, einer elektrischen Verbindung, einer Bodenbefestigung,
eines Trinkwasserleitungsanschlusses und eines Anschlusses an eine
Abwasserablassleitung. Jede Verbindung kann schwer zugänglich sein
und kann ein besonderes Werkzeug zur Lockerung und Lösung erfordern.
Die gleichen Verbindungen müssen
dann für
die Austauschtoilette wieder angeschlossen werden.
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Selbst
wenn es möglich
wäre, eine
einzelne Toilettenkomponente zu entfernen und auszuwechseln, wäre die Ausführung hiervon übermäßig schwierig
und zeitaufwendig. Entfernung einer Komponente würde Lösung mehrerer Kabel und Rohre erfordern,
und die Komponenten befinden sich oft in schwer zugänglichen
Bereichen. Außerdem
würde es
schwierig sein, festzustellen, ob eine Komponente oder mehrere Komponenten
defekt sind. Es gibt eine Vielzahl von Kombinationen gleichzeitiger
Komponentenausfälle,
die zu Störungserkennungsfehlern und
dem Austausch oder der Reparatur nicht defekter Komponenten führen können.
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Bestimmte
Reparaturen, die kein wesentliches Ausmaß von Störungserkennung zum Identifizieren
defekter Komponenten erfordern, benötigen weiterhin umfangreiche
Demontage und Neumontage. Zum Beispiel wird die Toilettenschüssel typischerweise
aus Edelstahl überzogen
mit einer Antihaftbeschichtung ausgebildet, die anfällig für Ausfall ist.
In konventionellen Toiletten ist die Schüssel eine Last tragende Strukturkomponente,
die an einem Sockelträger
befestigt ist. In einigen Toiletten ist der Sockelträger dauerhaft
an der Schüssel
befestigt und deshalb muss die gesamte Toilette zum Austauschen der
Beschichtung entfernt werden. In anderen Toiletten ist die Schüssel von
dem Trägersockel
entfernbar und deshalb müssen
Befestigungen entfernt werden und muss die Schüssel von den Spülflüssigkeits-
und Ablassleitungen getrennt werden. Zusätzlich muss der Spülring oder
die Spüldüse, der/die
zum Richten von Spülflüssigkeit
in die Schüssel
verwendet wird, entfernt werden. Wenn die Antihaftbeschichtung fehlerhaft
ist, muss die Schüssel
darüber
hinaus von allen der anderen Toilettenkomponenten für einen Neubeschichtungsprozess
entfernt werden, dessen Schritte bei hohen Temperaturen ausgeführt werden, um
die alte Beschichtung zu entfernen und eine neue Beschichtung auf
die Toilettenschüsseloberfläche aufzubringen.
Dementsprechend ist der Austausch einer konventionellen Schüssel übermäßig kompliziert
und zeitaufwendig.
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Zusätzlich begrenzt
die Verwendung der Schüssel
als ein Last tragendes Strukturelement in konventionellen Toiletten übermäßig die
Auswahl von Schüsselmaterialien.
Da die Schüssel
das Gewicht eines Benutzers und jeglicher daran angebrachter Komponenten
tragen können
muss, wird sie typischerweise aus einem Metall wie zum Beispiel
Edelstahl hergestellt. Da nur starre Materialien verwendet werden
können,
ist die Auswahl von Materialien zum Gebrauch in konventionellen
Toilettenschüsseln übermäßig eingeschränkt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bestimmten
Aspekten der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Abfallaufnahmebehälter zum Gebrauch
in einem Vakuumtoilettensystem geschaffen, das ein Ablassventil
mit einem Einlass gemäß Anspruch
1 aufweist. Der Abfallaufnahmebehälter weist eine Stützstruktur
und eine Schüssel
auf, die lösbar
an der Stützstruktur
befestigt ist, wobei die Schüssel
einen Auslass begrenzt, der zum Ergreifen des Ablassventilauslasses
und Abdichten an demselben ausgeführt ist.
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Zusätzlichen
Aspekten der vorliegenden Erfindung zufolge wird eine Schüsselbaugruppe
für eine
Vakuumtoilette zum Gebrauch in einer Vakuumtoilette geschaffen,
die auf einer Stützfläche positioniert
ist und ein Ablassventil mit einem Einlass gemäß Anspruch 12 aufweist. Die
Baugruppe weist einen Rahmen mit einem unteren Element, das zum Ergreifen
der Stützfläche ausgeführt ist,
und einem oberen Element auf, das eine Öffnung begrenzt, wobei ein
Paar von Schlitzen im oberen Element ausgebildet ist. Eine entfernbare
Schüssel
weist eine Seitenwand mit Abmessungen zur Einführung in die Öffnung und
einen Flansch auf, der ein Paar von Vorsprüngen trägt, die zum verriegelnden Eingreifen
in die Schlitze bemessen sind, wobei die Schüssel einen Auslass begrenzt,
der für
Fluidverbindung mit dem Einlass des Ablassventils angepasst ist.
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Die
beanspruchte und offenbarte Vorrichtung weist weitere Merkmale und
Vorteile auf und diese werden dem Fachmann anhand der folgenden
ausführlichen
Beschreibung nur als Beispiel und ihrer anliegenden schematischen
Zeichnungen deutlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die 1A und 1B sind
eine perspektivische Front- bzw. Rückansicht eines Vakuumtoilettenrahmens
und einer Schüssel
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
ein schematisches Diagramm der Vakuumtoilette von 1.
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3 ist
eine Draufsicht der Schüssel.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Vorsprungs, der zum Befestigen der Schüssel an dem Rahmen verwendet
wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUFSFÜHRUNGSFORMEN
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Zuerst
bezugnehmend auf die 1A, 1B und 2 ist
eine zum Gebrauch in einem Fahrzeug geeignete Vakuumtoilette 10 gezeigt,
die einen Rahmen 20 und eine Schüssel 36 gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
Das Fahrzeug ist mit einer Abwasserleitung 11, einem Vakuumtank 13 angeschlossen
an die Abwasserleitung 11, und einer Vakuumquelle (nicht
gezeigt) versehen, um den Vakuumtank 13 unter Teilvakuumdruck
zu setzen. Das Fahrzeug enthält
weiter eine Quelle von Spülflüssigkeit 15,
die an eine Spülflüssigkeits-Zuführleitung 19 angeschlossen
ist.
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Die
Toilette
10 enthält
vorzugsweise ein Ablassventil
70, das zum Anschluss an
den Vakuumtank angepasst ist, und ein Spülventil
72 angepasst zum
Anschluss an die Quelle von Spülflüssigkeit. Weiter
ist eine Spülsteuereinheit
(flush control unti, FCU)
74 zum Steuern des Betriebs des
Ablassventils
70 und Spülventils
72 vorgesehen.
Wie in der dargestellten Ausführungsform
gezeigt ist, werden das Ablassventil
70, Spülventil
72 und
die FCU
74 vorzugsweise als ein einstückiger Ventilsatz
8 bereitgestellt, wie
detaillierter in der gleichzeitig schwebenden
US-Patentanmeldung
der Seriennr. 09/713,870 des selben Anmelders unter dem
Titel "Integrated
Valve Set For Vacuum Toilet" [Integrierter
Ventilsatz für
Vakuumtoilette] beschrieben ist.
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Der
Rahmen 20 ist zum Tragen der Komponenten der Vakuumtoilette 10 vorgesehen.
Wie am besten unter Bezugnahme auf die 1A und 1B gezeigt
ist, umfasst der Rahmen 20 ein unteres Element 24,
das zur Befestigung an einer Stützfläche des
Fahrzeugs angepasst ist. Vertikale Stützen 26 erstrecken
sich nach oben von dem unteren Element 24 und ein oberes
Element 28 ist an den vertikalen Stützen befestigt. Das obere Element 28 ist mit
einer Öffnung 30 nahe
der Vorderseite, und zwei Schlitzen 29 nahe der Rückseite
desselben ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Zwischenstütze 32 zwischen
benachbarten vertikalen Stützen 26 befestigt,
und ein Träger 27 ist
an dem unteren Element 24 befestigt. Das untere Element 24,
obere Element 28 und der Träger 27 werden vorzugsweise
aus Metallblech hergestellt, während
die vertikalen Stützen 26 und
Zwischenstütze 32 vorzugsweise
aus Rohrstahl gebildet werden, die beide einfach erhältlich und
kostengünstig
sind. Es können jedoch
auch andere Materialien mit ausreichender Steifigkeit verwendet
werden.
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Die
Schüssel 36 ist
zum Aufnehmen von Abfallmaterial vorgesehen. Die Schüssel 36 umfasst eine
gekrümmte
Seitenwand 38 und einen nach außen gewendeten Flansch 40,
der sich um eine Oberkante der Seitenwand herum erstreckt (1A und 1B).
Der nach außen
gewendete Flansch 40 enthält weiter Vorsprünge 39,
die zur Einführung
durch die in dem oberen Rahmenelement 28 ausgebildeten Schlitze 29 bemessen
sind, wie am besten in 4 gezeigt ist. Ein Boden der
Seitenwand ist zu einem Auslass 42 ausgebildet, und die
Seitenwand 38 weist Abmessungen zur Einführung in
die Öffnung 30 des oberen
Rahmenelements 28 auf. Der Auslass 42 steht durch
ein Übertragungsrohr 44 in
Fluidverbingung mit dem Ablassventil 70. Das Übertragungsrohr 44 schließt vorzugsweise
einen Bund 47 ein, der zum reibschlüssigen Ergreifen des und Abdichten
an dem Auslass 42 bemessen ist.
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Zum
Befestigen der Schüssel 36 an
dem Rahmen 20 wird die Schüssel 36 durch die Öffnung 30 eingeführt und
so positioniert, dass die Vorsprünge 39 mit
den Schlitzen 29 ausgerichtet sind und der Auslass 42 mit
dem Bund 47 ausgerichtet ist. Die Schüssel 36 wird so abgesenkt,
dass die Vorsprünge 39 die
Schlitze 29 durchqueren und mit diesen verriegelt werden.
Gleichzeitig wird der Auslass 44 in den Bund 47 eingeführt und
kommt mit diesem in Eingriff. In dieser Position überlagert
der nach außen
gewendete Flansch 40 eng das obere Rahmenelement 28, so
dass auf die Schüssel 36 ausgeübte, nach
unten gerichtete Kräfte
zum Rahmen 20 übertragen
werden. Infolgedessen ist die Schüssel 36 keine Last
tragende Komponente und kann aus nichtstrukturellen Materialien
wie zum Beispiel Kunststoff, dünnwandigem
Metall (hier als weniger als ungefähr 1 mm (ungefähr 0,040
Zoll) dick definiert) oder anderen bekannten Alternativen hergestellt
werden. Zusätzlich kann
die Schüssel 36 von
dem Rahmen 20 getrennt werden und kann deshalb unabhängig von
dem Rest der Toilette 10 ausgetauscht werden. Darüber hinaus können die
Vorsprünge 39 manuell
gehandhabt werden, und deshalb werden keine Werkzeuge zum Installieren
oder Entfernen der Schüssel 36 benötigt.
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Wenigstens
ein Spülflüssigkeitsspender,
wie zum Beispiel Düsen 46,
ist innerhalb der Schüssel 36 zum
Richten von Spülflüssigkeit über die
Oberfläche der
Schüssel
vorgesehen. Wie am besten in den 1A und 1B gezeigt
ist, ist eine Mehrzahl von Düsen 46 um
die Schüsselseitenwand 38 herum
verteilt und ausgerichtet, um Spülflüssigkeit über Teile der
Schüsseloberfläche zu richten.
Die Anzahl von Düsen
kann größer oder
kleiner als die gezeigte sein, abhängig von der Größe der zu
spülenden
Schüsseloberfläche. Wie
hier verwendet, schließt
der Ausdruck "Spülflüssigkeitsspender" die dargestellten
Düsen 46 sowie
bekannte Ersatzelemente wie zum Beispiel Sprühringe ein.
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Ein
Rückschlagventil 33 gegen
Vakuum ist über
der Oberkante der Schüssel 36 positioniert,
und ein erstes Spülflüssigkeitsrohr 35a erstreckt
sich von den Düsen 46 zu
dem Rückschlagventil 33 gegen
Vakuum. Ein zweites Spülflüssigkeitsrohr 35b erstreckt sich
von dem Rückschlagventil 33 gegen
Vakuum zu dem Spülventil 16.
Schnell-Trennkupplungen 108a, 108b sind vorgesehen,
um das erste und zweite Spülflüssigkeitsrohr 35a, 35b an
das Rückschlagventil 33 gegen
Vakuum anzuschließen.
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Der
separate Rahmen 20 lässt
vorteilhaft zu, dass die Schüssel 36 eine
leitungsaustauschbare Einheit (LRU) ist. Wenn die Schüssel 36 abgenutzt wird
oder aus anderem Grund ausgetauscht werden muss, kann eine Wartungsperson
einfach das erste Spülflüssigkeitsrohr 35a unter
Verwendung der Schnell-Trennkupplung 108a lösen, die
Vorsprünge 39 so
betätigen,
dass sie aus den Schlitzen 29 gelöst werden, und die Schüssel 36 nach
oben ziehen, um die Schüssel 36 aus
dem Rahmen 20 zu entfernen. Eine neue Schüssel 36 kann
dann in den Rahmen 20 wie oben beschrieben eingesetzt werden,
und das erste Spülflüssigkeitsrohr 35a kann
an das Rückschlagventil 33 gegen
Vakuum unter Verwendung der Schnell-Trennkupplung 108a angeschlossen
werden. Infolgedessen muss nicht die gesamte Toilette entfernt und
gewartet werden. Der Schüsselaustauschvorgang
ist nicht nur schnell, sondern erfordert darüber hinaus nicht die Verwendung
jeglicher Werkzeuge. Zusätzlich
zur Vereinfachung von Schüsselentfernung
und -Austausch ermöglicht
der Rahmen 20 die Verwendung eines breiteren Sortiments
von Materialien für
die Schüssel 36,
da der Rahmen 20 anstelle der Schüssel 36 die Last trägt.
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Die
vorhergehende ausführliche
Beschreibung ist nur zum deutlichen Verstehen angeführt worden
und ihr sollen keine unnötigen
Begrenzungen entnommen werden, da Modifikationen für den Fachmann
offensichtlich sein werden.