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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Waschbeckenablaufeinheit.
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Das
Konstruieren von Untersystemen eines kommerziellen Passagierluftfahrzeugs
ist eine fortwährende
Suche nach einer günstigen
Ausgewogenheit zwischen Funktionalität und Gewicht.
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Mehrere
Jahre lang wurden die Toilettenwaschbecken in kommerziellen Passagierluftfahrzeugen
allgemein aus Edelstahl hergestellt. Obwohl Edelstahl viele für diesen
Einsatz erwünschte
Eigenschaften hat, ist ein aus Edelstahl hergestelltes Becken schwerer
als ein Becken vergleichbarer Größe, das
aus einem ein höheres
Festigkeits-/Gewichts-Verhältnis
als Edelstahl aufweisenden Material, wie beispielsweise einem glasfaserverstärkten synthetischen
Polymermaterial, hergestellt ist.
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Um
ein aus nichtmetallischem Material hergestelltes Becken mit ausreichender
Festigkeit bereitzustellen, muß die
Dicke des Beckens allgemein größer als
die Dicke eines aus Edelstahl hergestellten Beckens sein.
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Der
Ablaufkörper,
der mit der Auslaßöffnung des
Toilettenwaschbeckens in einem kommerziellen Passagierluftfahrzeug
verbunden ist, ist an eine Abwasserleitung angeschlossen, die das
Grauwasser aus dem Becken entweder einem Druckreaktionsventil, das
das Grauwasser einem Ablaufmast zum Austragen aus dem Luftfahrzeug
zuleitet, oder einem Vakuumgrenzflächenventil zuführt, um
das Wasser einem Vakuumkanal zuzuleiten, durch den das Wasser einem
an Bord des Luftfahrzeugs befindlichen Sammeltank zugeführt wird.
In gewissen Anwendungen können
stromabwärts
hinter dem Ablaufkörper andere
Vorrichtungen vorgesehen sein.
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Eine
Feststoffverunreinigung im Grauwasser kann den Betrieb des Grenzflächenventils
oder anderer stromabwärts
befindlicher Vorrichtungen beeinträchtigen und zu einem Überflutungszustand
führen.
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Es
ist bekannt, daß im
Auslaß eines
Waschbeckens ein Sieb vorgesehen ist, um zu verhindern, daß massive
Gegenstände
in die Ablaufleitung gelangen. Der Zweck des Siebs kann, abhängig von
der Installation des Beckens, entweder darin bestehen, vor Verlusten,
z.B. von kleinen Schmuckstücken, oder
vor einer Verstopfung der Ablaufleitung, z.B. durch Küchenabfälle, zu
schützen.
In jedem Fall sind jedoch die Sieböffnungen relativ groß und haben
typischerweise eine lineare Mindestabmessung von mindestens 5 mm.
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Aus
der US-A-1,976,549 ist auch die Bereitstellung einer Ablaufarmatur
mit einem Verschluß 14 und
einem entfernbaren Sieb bekannt. In dieser bekannten Einheit ist
jedoch keine Hebeanordnung beschrieben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Waschbeckenablaufeinheit
für ein
kommerzielles Passagierluftfahrzeug bereitzustellen, wobei die Ablaufeinheit
mit einem Filter ausgestattet ist, um eine stromabwärts befindliche
Vorrichtung, wie beispielsweise ein Vakuumgrenzflächenventil,
vor Verunreinigungen durch Gegenstände zu schützen, die ansonsten durch das
Waschbecken in das Grauwassersammel- und -entsorgungssystem gelangen könnten, und
wobei der Filter im normalen Gebrauch betriebswirksam festgehalten
wird, während
einer Routinewartung zu Reinigungszwecken jedoch wahlweise entfernt
werden kann.
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Es
ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine solche Waschbeckenablaufeinheit
bereitzustellen, in der der Filter die Verwendung einer Verschlußeinheit, die
eine von einem Zugstab betätigte
Hebestange beinhaltet, so ermöglicht,
daß die
Verschlußeinheit im
offenen Zustand teilweise innerhalb der Ablaufeinheit verbleibt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung; eine verbesserte Waschbeckenablaufeinheit
bereitzustellen, in der in einem kommerziellen Passagierluftfahrzeug
die Verwendung eines Toilettenwaschbeckens möglich ist, das entweder aus
Metall, wie beispielsweise Edelstahl, oder aus einem nichtmetallischen
Material, wie beispielsweise einem faserverstärkten synthetischen Polymermaterial,
besteht.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird eine verbesserte Waschbeckenablaufeinheit
für einen
Einbau in eine Auslaßöffnung eines
Waschbeckens und zum Anschluß an
eine Abwasserleitung gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Um
die Erfindung zu verdeutlichen und zu veranschaulichen, wie sie
realisiert werden kann, wird nunmehr beispielhaft Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen genommen; dabei sind:
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1 eine
Teilquerschnittsansicht einer Luftfahrzeugwaschbeckenablaufeinheit
in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
einer Untereinheit der in 1 gezeigten
Ablaufeinheit, aus der ersichtlich ist, wie zwei Bauteile der Untereinheit gekoppelt
sind;
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3A und 3B Ansichten
der Waschbeckenablaufeinheit der 1 im offenen
bzw. geschlossenen Zustand; und
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4A und 4B Ansichten
der für
einen Einbau in ein dickeres Waschbecken modifizierten Ablaufeinheit
der 1 im offenen bzw. geschlossenen Zustand.
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Ausführliche Beschreibung
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1 zeigt
ein relativ dünnes
Waschbecken 4, das aus einem metallischen Material, wie
beispielsweise Edelstahl, hergestellt ist und einen eine Auslaßöffnung 8 umgebenden
Innenrand hat. Ein Ablaufkörper 12,
der einen Außenflansch 14 hat
und bei 16 mit Innengewinde ausgestattet ist, ist unterhalb der
Auslaßöffnung des
Waschbeckens positioniert. Ein Sitz 20 hat einen Flansch 22 oberhalb
der Auslaßöffnung des
Beckens sowie eine sich durch die Auslaßöffnung erstreckende Verlängerungshülse, die
in Gewindeeingriff mit dem Ablaufkörper 12 steht. Der
die Auslaßöffnung des
Beckens umgebende ringförmige
Rand ist zwischen den Flanschen 14 und 22 eingeklemmt,
und eine Dichtung ist vorgesehen, um Wasserleckagen zwischen dem
Flansch 14 und der Unterseite des Beckens zu verhindern.
Der Sitz 20 definiert einen Ablaufdurchgang, der den Innenraum
des Waschbeckens mit dem Ablaufkörper
verbindet.
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Der
Sitz 20 hat einen Innenflansch oder eine Innenschulter 44 am
unteren Ende seiner Verlängerungshülse. Eine
Filteruntereinheit 48 beinhaltet eine Siebschale 52 mit
einer kreisförmigen Öffnung an
ihrem unteren Ende und einen ringförmigen Rand 56 an
ihrem oberen Ende sowie ein Rohr 60, das an der Schale 52 befestigt
ist und sich von der kreisförmigen Öffnung am
Boden der Schale aus nach oben erstreckt. Die Filteruntereinheit 48 befindet
sich im Ablaufkörper,
wobei der ringförmige
Rand 56 an der Schulter 44 anliegt, so daß das Rohr 60 koaxial
zum Ablaufkörper 12 verläuft.
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Die Öffnungsgröße der Siebschale 52 hängt von
der Art und Konstruktion der zu schützenden stromabwärts befindlichen
Vorrichtung sowie von der Art der Verunreinigungen ab, vor denen
die stromabwärts
befindliche Vorrichtung geschützt
werden soll. Forschungen haben gezeigt, daß die Art der Schmutzstoffe,
die sich im Toilettenwaschbecken eines kommerziellen Passagierluftfahrzeugs
ansammeln, von der vom Luftfahrzeug beflogenen Route abhängt. Die
tatsächliche
Siebgröße kann
daher von der Route abhängen.
Wenn sich die von einem speziellen Luftfahrzeug beflogene Route ändert, kann auch
die Siebgröße des zu
installierenden Filters in diesem Luftfahrzeug geändert werden.
Die Größe kann
im Bereich von 40 μm
bis 5 mm, vorzugsweise zwischen 100 μm und 2 mm, liegen.
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Das
Rohr 60 ist mit einer massiven Wand ausgeführt, um
eine ausreichende Steifigkeit zu bieten, so daß das Rohr vom Wartungspersonal
ergriffen werden kann, ohne zusammengedrückt zu werden.
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Der
Ablaufkörper
hat unmittelbar oberhalb des Verbindungsnippels 24 einen
Seitenstutzen 80. Der Zweck des Seitenstutzens 80 wird
nachstehend beschrieben.
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Wie
aus den 1 und 2, auf die
nunmehr Bezug genommen wird, ersichtlich, beinhaltet die Verschlußeinheit 40' einen kreisförmigen Stopfen 88 mit
einem ringförmigen
Flansch, der mit einer einen O-Ring enthaltenden Umfangsnut ausgebildet ist.
Eine mit Öffnungen 96 ausgebildete
Führungshülse 92 ist
am Stopfen 88 befestigt und erstreckt sich vom ringförmigen Flansch
aus nach unten. Im Innern der Führungshülse 92 ragt
eine zylindrische Muffe 100, die mit umgekehrten J-förmigen Schlitzen 102 ausgebildet
ist (2), vom Stopfen aus nach unten und ist entfernbar
mit einer Hebestange 104 gekoppelt, die sich axial innerhalb
des Ablaufkörpers
erstreckt, durch das Rohr 60 verläuft und einen Schaft 108 aufweist,
der im Führungsweg 34 eingebaut
und gegen seitliche Bewegung durch die Führungsbahnen 32 eingespannt
ist.
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2 zeigt
mehrere Ansichten der Verschlußuntereinheit 40', um zu verdeutlichen,
wie der Stopfen 88 an der Hebestange 104 befestigt
ist. Die Hülse 92 ist
in 2 nicht dargestellt, damit ein Verdecken der Muffe 100 vermieden
wird. Wie aus 2 ersichtlich, ist die Hebestange 104 mit
einer unteren und einer oberen Querbohrung ausgebildet, durch die
sich jeweilige Stifte 106, 108 erstrecken. Der
obere Stift 108 dient als ein Bajonettstift, um den Stopfen 88 durch
Eingriff in die J-förmigen
Schlitze mit der Hebestange 104 zu koppeln. Eine Feder 112 wird
an der Hebestange zwischen den zwei Stiften festgehalten. Wenn der
Stopfen 88 in die Hebestange 104 eingreift, wird
die Feder 112 unter Druck zwischen dem unteren Stift 106 und
dem unteren Ende der Muffe 100 gehalten. Um die Filteruntereinheit
zu entfernen, wird der kreisförmige
Stopfen 88 dadurch von der Hebestange 104 gelöst, daß der Stopfen
nach unten gedrückt
und im Uhrzeigersinn um 90° gedreht
wird, um den oberen Stift 108 zu den Schlitzen 102 auszurichten.
Der Stopfen kann dann aus dem Sitz entfernt werden, wodurch die
Filteruntereinheit freigelegt wird.
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Unmittelbar
oberhalb des Führungsschafts 108 ist
die Hebestange 104 mit zwei Queröffnungen 116 ausgebildet.
Eine Schwenkstange 120 erstreckt sich durch eine im Seitenstutzen 80 gelagerte
Kugel und wird von einer Kapselmutter 84' festgehalten, die ein mit der
oberen Öffnung 116 durch
Gewinde verbundenes inneres Ende hat. Eine Winkelbewegung der Schwenkstange
120 um eine horizontale Achse wird durch die Hebestange auf den
Stopfen 88 übertragen,
der zu einer offenen Position hin angehoben werden kann, in der
er Abstand vom Sitz 20 hat und Wasser aus dem Becken in
den Ablaufkörper
fließen kann,
und zu einer geschlossenen Position hin abgesenkt werden kann, in
der er den Ablaufdurchgang abdichtet. Die Führungshülse 92 dient dazu,
die Bewegung des Stopfens 88 im Verhältnis zum Sitz 20 zu führen, und
die Öffnungen 96 verhindern,
daß große Teilchen
in den Ablaufkörper 12 eintreten.
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Das
Koppeln der Hebestange 104 an der Schwenkstange 120 und
das Koppeln des Stopfens 88 an der Hebestange 104 sorgen
dafür,
daß der Stopfen 88 und
die Hebestange 104 betriebswirksam zurückgehalten werden.
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Der
Filter ist so konstruiert, daß die
Filterfläche
innerhalb des im Ablaufkörper 10 verfügbaren Raums
maximiert ist. Der verfügbare
Raum ist durch die Hebestange und die Verbindung zur Schwenkstange
begrenzt. In einer praktischen Ausführung ist die Schale etwa 5,5
cm lang und hat einen Durchmesser von etwa 2,3 cm.
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Das
Becken 4 ist in einem Deck 124 montiert. Mit etwas
Abstand vom Rand des Beckens 4 ist eine kreisförmige Öffnung im
Deck vorgesehen, und eine in diese Öffnung eingebaute Zugstabführung 132 wird
von einer Mutter in ihrer Position gehalten. Die Zugstabführung 132 definiert
eine kreisförmige Bohrung,
durch die ein Zugstab 136, der an seinem oberen Ende mit
einem Betätigerknopf
ausgestattet ist, gleitend verläuft.
Ein Haltemechanismus, der mit Umfangsnuten im Zugstab zusammenwirkt,
legt zwei Hauptbetriebspositionen (offen und geschlossen) für den Zugstab
fest.
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Eine
Verbindungsstange 140 hat ein oberes und ein unteres vertikales
Segment sowie (im Verhältnis
zum Ablaufkörper 12)
ein inneres und ein äußeres horizontales
Segment. An seinem unteren Ende ist der Zugstab 136 mit
einer Klammer 144 ausgestattet, die eine erste Backe, die
das untere Ende des Zugstabs 136 ergreift, und eine zweite
Backe, die das obere vertikale Segment der Verbindungsstange 140 ergreift,
besitzt. Die obere Klammer 144 hält das obere vertikale Segment
der Verbindungsstange im wesentlichen parallel zum Zugstab. Die
obere Klammer kann in einer beliebigen Winkelposition an der Achse
des Zugstabs am Zugstab befestigt sein, und sie kann auch am oberen
vertikalen Segment der Verbindungsstange in einer beliebigen Winkelposition
an einer vertikalen Achse befestigt sein. Des weiteren ist die vertikale
Position, in der die obere Klammer das obere Segment der Verbindungsstange
ergreift, einstellbar. Das innere horizontale Segment der Verbindungsstange
ist an der Schwenkstange 120 durch eine untere Klammer 148 befestigt,
die in einer beliebigen horizontalen Position an der Schwenkstange
und am inneren horizontalen Segment der Verbindungsstange befestigt
sein kann. Die untere Klammer beinhaltet ein Drehgelenk, das es zuläßt, die
Winkelposition des inneren horizontalen Segments im Verhältnis zur
Schwenkstange an einer vertikalen Achse zu variieren. Ein Spiel
in der Verbindung zwischen der Verbindungsstange und der Schwenkstange
läßt eine
begrenzte Winkelbewegung des inneren horizontalen Segments im Verhältnis zur
Schwenkstange an einer horizontalen Achse senkrecht zur Hebestange
zu. Diese Anordnung der Verbindungsstange sowie die oberen und unteren Klammern
sorgen für
eine weitgehende Flexibilität
in der Anordnung der Zugstabführung 132 im
Verhältnis zum
Becken 4. Da das untere vertikale Segment die inneren und äußeren horizontalen
Segmente verbindet, nimmt die Verbindungsstange keinen wesentlichen
Raum unmittelbar unterhalb des Zugstabs ein, so daß dieser
Raum für
andere Ausrüstungen
verfügbar
bleibt.
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Die 3A und 3B zeigen
die Ablaufeinheit der 1 im offenen bzw. im geschlossenen Zustand.
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In
einem herkömmlichen
Haushaltswaschbecken ist der Ablaufkörper durch eine Montagemutter,
die in Gewindeeingriff mit dem Ablaufkörper steht, am Becken befestigt.
Im Falle der in 1 dargestellten Ablaufeinheit
ist der ringförmige
Rand des Beckens zwischen den Flanschen des Sitzes 20 und des
Ablaufkörpers 12 eingeklemmt.
Dies ist für
eine Luftfahrzeuganwendung vorteilhaft, weil keine Montagemutter
benötigt
wird, die das Gewicht erhöht
und eine Ausfallquelle darstellt, weil sich die Mutter durch Vibrationen
lösen kann.
Da jedoch der ringförmige Rand
des Beckens 4 zwischen den Flanschen des Sitzes 20 und
des Ablaufkörpers 12 eingeklemmt
ist, hängt
die vertikale Position des Seitenstutzens 80 im Verhältnis zum
Sitz 20 von der Dicke des Beckens ab.
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Wie
nunmehr aus den 4A und 4B ersichtlich,
ist die Dicke des Beckens 4' wesentlich größer als
die Dicke des in den 3A und 3B dargestellten
Beckens 4, und der Flansch 22 des Sitzes 20 ist
daher im Verhältnis
zum Ablaufkörper 12 höher. Die
vertikale Distanz zwischen dem Flansch 22 des Sitzes 20 und
dem Seitenstutzen 80 ist im Falle der 4A und 4B wesentlich
größer als
im Falle der 3A und 3B. Demzufolge
wird der Bewegungsbereich, durch den sich die Verschlußuntereinheit 40' bewegen muß, um den
Stopfen anzuheben, im Verhältnis
zu der in den 3A und 3B dargestellten
Anordnung nach oben verschoben. Um die Hebestange anzuheben und
die größere Dicke
des Beckens 4' aufzunehmen,
ist das innere Ende der Schwenkstange in die untere Öffnung 116 eingebaut,
wie aus den 4A und 4B ersichtlich.
Es versteht sich somit, daß die
Verwendung von zwei Öffnungen 116 in
der Hebestange es ermöglicht,
daß die
gleiche Ablaufeinheit nicht nur für ein aus Metall hergestelltes,
dünnes
Becken, sondern auch für
ein dickeres Becken verwendet werden kann, das beispielsweise aus
einem glasfaserverstärkten
synthetischen Polymermaterial besteht.
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Es
versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf die beschriebene spezielle Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern daß Variationen
davon sowie gleichwertige Ausführungsformen
möglich
sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beiliegenden
Ansprüchen
definiert, abzuweichen. Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf
ein in einem Passagierluftfahrzeug installiertes Waschbecken beschrieben
wurde, ist sie zum Beispiel auch für andere Installationen, insbesondere
für mobile
Installationen, wie beispielsweise Züge, Busse und Schiffe, anwendbar.