WO2016008812A1

WO2016008812A1 - Elektropneumatische vorsteuereinheit

Info

Publication number: WO2016008812A1
Application number: PCT/EP2015/065805
Authority: WO
Inventors: Detlev Both; David Weymar
Original assignee: Evac Gmbh
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2016-01-21
Also published as: DE202014005775U1

Abstract

Vakuumtoilette, umfassend ein fluidisch betätigtes erstes Ventil (22), insbesondere ein Abwasserventil, welches in eine Abwasserleitung (21) eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, ein erstes fluidisch betätigtes Leistungsventil (23) zur Ansteuerung des ersten Ventils (22), ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil (53) zur Ansteuerung des ersten fluidischen Leistungsventils (23), ein fluidisch betätigtes zweites Ventil (32), insbesondere ein Spülwasserventil, welches in eine Spülwasserleitung (33) eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, ein zweites fluidisch betätigtes Leistungsventil (34) zur Ansteuerung des zweiten Ventils (32), und ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil (54) zur Ansteuerung des zweiten fluidischen Leistungsventils (34). Erfindungsgemäß sind das erste Ventil (22) und das erste Leistungsventil (23) in einer ersten Ventilbaueinheit angeordnet, das zweite Ventil (32) und das zweite Leistungsventil (34) in einer zweiten Ventilbaueinheit angeordnet, und das erste Steuerventil (53) und das zweite Steuerventil (54) in einer Steuerungsbaueinheit (50) angeordnet, und das erste Steuerventil (53) ist mittels einer ersten Luftdruckleitung mit dem ersten Leistungsventil (23) verbunden und das zweite Steuerventil (54) ist mittels einer zweiten Luftdruckleitung (36) mit dem zweiten Leistungsventil (34) verbunden.

Description

Elektropneumatische Vorsteuereinheit

Die Erfindung betrifft eine Vakuumtoilette, umfassend ein fluidisch betätigtes erstes Ventil, insbesondere ein Abwasserventil, welches in eine Abwasserleitung eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, ein erstes fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung des ersten Ventils, ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung des ersten fluidischen Leistungsventils, ein fluidisch betätigtes zweites Ventil, insbesondere ein Spülwasserventil, welches in eine Spülwasserleitung eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, ein zweites fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung des zweiten Ventils, und ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung des zweiten fluidischen Leistungsventils.

Vakuumtoiletten dieser Bauart werden als Toiletten in mobilen Anwendungen wie beispielsweise in Zugwagons oder sonstigen gleisgebundenen Fahrzeugen, Reisebussen oder Flugzeugen eingesetzt. Die Spülung solcher Vakuumtoiletten läuft dabei nach einem manuellen oder durch eine Sensordetektion ausgelösten Start in automatischer Weise ab. Grundsätzlich kann hierbei eine Abfolge von Spülvorgängen mit einer Zufuhr von Wasser in ein Toilettenbecken und Absaugvorgängen mit einer Absaugung von Abwasser und Spülwasser aus dem Toilettenbecken erfolgen. Um einen solchen automatischen Spül- und Absaugvorgang zu steuern, werden bei Vakuumtoiletten zahlreiche Ventile verbaut und eingesetzt, die durch eine automatische Steuerung angesteuert werden und mittels eines Aktuators schaltbar sind. Grundsätzlich kommt hierbei in einer besonders vereinfachten Ausführungsform ein Spülwasserventil zum Einsatz, welches die Zufuhr von Spülwasser in das Toilettenbecken steuert und ein Abwasserventil, welches die Abfuhr von Abwasser und Spülwasser aus dem Toilettenbecken steuert. In Vakuumtoiletten mit einer anspruchsvolleren Steuerungsweise für einen besseren Spül- und Abwasserabsaugablauf können zusätzliche Ventile zum Einsatz kommen, die beispielsweise eine Beaufschlagung eines Abwasserbehälters mit einem Unterdruck aus einer Unterdruckquelle steuern, in anderen Varianten eine Beaufschlagung eines Zwischenbehälters mit einem Unterdruck aus einer Unterdruckquelle steuern und eine Beaufschlagung des gleichen Zwischenbehälters mit einem Überdruck aus einer Überdruckquelle steuern, um Abwasser aus dem Toilettenbecken zunächst in den Zwischenbehälter einzusaugen und dann aus dem Zwischenbehälter in einen Abwasserbe- hälter auszupressen. Noch weitere von der automatischen Steuerung angesteuerte Ventile können eine Vakuumpumpe nach Art des Venturi-Prinzips mit Druckluft ansteuern, wenn ein Unterdruck benötigt wird. Insgesamt kommen in Vakuumtoiletten daher in der Regel zumindest zwei, typischerweise aber vier oder fünf solche operativen Ventile zum Einsatz, die für die Steuerung eines Spül- und Absaugvorgangs in einer bestimmten Abfolge angesteuert werden müssen, um sie zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand hin und her zu schalten.

Grundsätzlich können dabei Ventile zum Einsatz kommen, die mittels eines elektromagnetischen Aktuators betätigt werden. Diese Bauweise hat sich in der Praxis jedoch nicht bewährt, da hierdurch einerseits kostspielige Ventile zum Einsatz kommen müssen, die zudem für die Betätigung der häufig einseitig unter Druck beaufschlagten Ventilkörper in bestimmten Betriebssituationen keine ausreichende Kraftreserve aufweisen bzw. derart groß dimensioniert werden müssten, dass sowohl das Gewicht als auch die Kosten der Vakuumtoilette hierdurch unwirtschaftlich und ungünstig würden.

Es ist daher bei funktionell verbesserten Vakuumtoiletten ein Ansatz unternommen wor- den, die Ventile pneumatisch zu betätigen. Hierzu wird ein Ventil eingesetzt, das durch seine Bauart eine Öffnung und Schließung durch Beaufschlagung mit einem Überdruck oder Unterdruck aus einem Fluid ermöglicht, beispielsweise kommen bei dieser Bauart pneumatisch betätigte Schlauchventile zum Einsatz. Ebenso können hydraulisch, also mittels einer Flüssigkeit, betätigte Ventile zum Einsatz kommen, um die Ablaufsteuerung für den Spül- und Absaugvorgang einer Vakuumtoilette auszuführen. Solche fluidisch betätigten Ventile erfordern für einen schnellen Schaltvorgang vergleichsweise hohe Durchflussraten des gasförmigen oder flüssigen Fluids, mit dem sie betätigt werden. Die hierfür erforderlichen Leistungsventile müssen daher zusätzlich in die Vakuumtoilette integriert werden, um eine Ansteuerung der fluidisch betätigten Ab- wasserventile, Spülwasserventile und jeglicher weiterer für den Spül- und Abwasserabsaugvorgang notwendigen Ventile auszuführen. Es ist bekannt, solche Leistungsventile wiederum elektrisch anzusteuern und zu betätigen, beispielweise, indem die Leistungsventile als elektromagnetisches Fluidventil ausgeführt werden.

Vakuumtoiletten werden regelmäßig in Umgebungen eingesetzt, die einer Spritzwasser- belastung ausgesetzt sind. Zur Betriebssicherheit ist es bei Vakuumtoiletten daher erforderlich, alle Bauteile gegenüber solchen Einflüssen betriebssicher auszuführen. Jegliche elektrische Bauteile werden in Vakuumtoiletten daher durch eine entsprechende Kapselung gesichert, um Funktionsstörungen und Gefährdungen der Benutzer durch eingedrungene Flüssigkeit zu verhindern. Dies erfordert in Vakuumtoiletten mit einer an- spruchsvollen, effizienten Steuerung einen Aufwand, der sich in den Fertigungskosten und der Wartungsintensivität niederschlägt. Es besteht ein Bedarf für Vakuumtoiletten, welche hinsichtlich dieses Fertigungsaufwands und des Wartungsaufwands geringere Anforderungen stellen und daher kostengünstiger zu produzieren sind und/oder in der Wartung kostengünstiger sind. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumtoilette bereitzustellen, welche eine kostengünstige Steuerung aufweist, die auch für aufwendige Steuerungsabläufe eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vakuumtoilette der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welcher das erst Ventil und das erste Leistungsventil in einer ersten Ventilbaueinheit angeordnet sind, das zweite Ventil und das zweite Leistungsventil in einer zweiten Ventilbaueinheit angeordnet sind, und das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil in einer Steuerungsbaueinheit angeordnet sind, und dass das erste Steuerventil mittels einer ersten Luftdruckleitung mit dem ersten Leistungsventil verbunden ist und das zweite Steuerventil mittels einer zweiten Luftdruckleitung mit dem zweiten Leistungsventil verbunden ist.

Erfindungsgemäß wird eine Vakuumtoilette mit einem vorteilhaften Aufbau der Steuerung bereitgestellt, mit dem die sich im Stand der Technik ergebenden Probleme überwunden werden. Die erfindungsgemäße Vakuumtoilette weist zu diesem Zweck ein fluidisch betätigtes Abwasserventil und ein fluidisch betätigtes Spülwasserventil auf. Diese werden durch ein entsprechend erstes und ein zweites fluidisches Leistungsventil angesteuert. Unter fluidisch betätigt bzw. fluidisch ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Ventile durch Zufuhr oder Abfuhr eines Fluids bzw. durch Beaufschlagung mit einem Überdruck oder Unterdruck, der über ein Fluid übertragen wird, betätigt werden. Ein fluidisch betätigtes Ventil im Sinne der Erfindung benötigt daher keinen elektrischen Anschluss und keine Zufuhr von elektrischer Energie, um einen Schaltvorgang auszuführen. Die fluidisch betätigten Ventile im Sinne der Erfindung können dabei pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein, also mittels eines gasförmigen oder flüssigen Mediums betätigt werden.

Erfindungsgemäß sind das erste Ventil bzw. das Abwasserventil und das erste Leistungsventil als eine erste Ventilbaueinheit ausgeführt und das zweite Ventil bzw. das Spülwasserventil und das zweite Leistungsventil als eine zweite Ventilbaueinheit ausgeführt. Unter einer Ventilbaueinheit ist hierbei eine mechanisch direkt zusammenhängende Einheit zu verstehen, bei der also das Leistungsventil entweder direkt mit dem Abwasserventil bzw. Spülwasserventil mechanisch verbunden ist oder einzelne Bauteile von Leistungsventil und Abwasser- bzw. Spülwasserventil integral ausgeführt sind. Bei typischen Abmessungen liegen das Abwasser- bzw. Spülwasserventil und das entsprechend erste bzw. zweite Leistungsventil daher in einem Abstand zueinander, der nicht größer als 10 cm ist, insbesondere nicht größer als 5 cm ist, um hierdurch eine kompakte Baueinheit zu bilden. Durch die Anordnung des Leistungsventils unmittelbar an dem Abwasser- bzw. Spülwasserventil, welches es steuert, wird eine für die Fertigung günstige Konstruktion der Baueinheit ermöglicht, bei der eine Verbindung zwischen Leistungsventil und Abwasser- bzw. Spülwasserventil in die Baueinheit integriert sein kann und daher im Zuge der Montage keine gesonderten Verbindungsvorgänge erforderlich macht. Zusätzlich wird ein mechanisch robuster Aufbau erreicht, bei dem eine kompakte Baueinheit, bestehend aus Leistungsventil und Abwasser- bzw. Spülwasserventil bereitgestellt wird, und nur diese Baueinheit selbst mit einer entsprechenden mechanischen Befestigung innerhalb der Vakuumtoilette montiert werden muss. Das erste und zweite Leistungsventil werden durch ein entsprechend erstes und zweites Steuerventil angesteuert. Hierzu ist das erste fluidisch angesteuerte Leistungsventil mittels einer Fluidleitung mit einem ersten elektrischen Steuerventil verbunden und das zweite, fluidisch betätigte Leistungsventil mittels einer Fluidleitung mit einem entsprechend zweiten Steuerventil verbunden. Das erste Steuerventil und das zweite Steuerven- til sind hierbei als elektrische Ventile ausgeführt und ermöglichen somit einen Steue- rungsablauf aus einer elektronischen Steuerung heraus, die entsprechend elektrische Signale zur Ansteuerung erzeugt.

Das erste und das zweite Steuerventil sind erfindungsgemäß in einer Steuerungsbaueinheit angeordnet. Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Vakuumtoilette besteht daher hinsichtlich der für die Steuerung relevanten Bauteile in zumindest drei Baueinheiten, nämlich der ersten und zweiten Ventilbaueinheit und der Steuerungsbaueinheit. Die Steuerungsbaueinheit ist dabei die einzige Baueinheit, in der elektrisch betätigte Komponenten enthalten sind und darin zusammengefasst sind. Sowohl die für den Spritzwasserschutz erforderliche Kapselung dieser elektrisch betätigten Komponen- ten wird daher vereinfacht als auch die elektrische Verbindung der für die Steuerung erforderlichen Bauteile. Aus der Steuerungsbaueinheit heraus werden die Leistungsventile über Fluidleitungen mit den Steuerventilen verbunden. Bei den Steuerungsventilen handelt es sich somit um elektrisch betätigte Ventile, die einen Fluidfluss durch diese Fluidleitungen steuern. Die Fluidleitungen wiederum steuern die Leistungsventile an, die dann den großen Volumenfluss des Fluids für die Betätigung des Abwasser- bzw. Spülwasserventil steuern. Die hierdurch eröffnete Steuerung der Leistungsventile über eine Fluidverbindung reduziert den Aufbau der erfindungsgemäßen Vakuumtoilette hinsichtlich der Kosten erheblich, die Montage wird vereinfacht und die Gefahr, durch elektrische Fehlfunktionen, die infolge von Flüssigkeitseinfluss auftreten, reduziert. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerungsbaueinheit von der ersten und/oder der zweiten Ventilbaueinheit beabstandet angeordnet ist. Diese Beabstandung von Steuerungsbaueinheit von der ersten und/oder zweiten Ventilbaueinheit ermöglicht einen freien Aufbau der Vakuumtoilette unter Ausnutzung der innerhalb der Vakuumtoilette zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse. Die Beabstandung zwischen Steuerungsbaueinheit und der ersten bzw. zweiten Ventilbaueinheit kann dabei insbesondere größer als 10 cm sein. Wie zuvor erläutert, erfolgt die Verbindung zwischen Steuerungsbaueinheit und jeder der beiden Ventilbaueinheiten über eine Fluidleitung, die in entsprechender Länge bereitgestellt und montiert werden kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerungsbaueinheit durch ein spritzwassergeschützes oder ein wasserdichtes Gehäuse gegen die Umgebung abgedichtet ist. Durch die Bereitstellung eines solchen spritzwas- sergeschützten oder wasserdichten Gehäuses um die Steuerungsbaueinheit können bei der erfindungsgemäßen Vakuumtoilette sämtliche spannungsführenden Komponenten der Vakuumtoilette in einem einzigen Gehäuse untergebracht werden und gegen Flüssigkeitseinflüsse geschützt werden. Dabei ist zu verstehen, dass ein Spritzwasserschutz im Sinne der Erfindung einer IP-Klassifizierung gemäß IPX4 oder mehr entspricht und eine wasserdichte Ausführung des Gehäuses einer IP-Klassifizierung von IPX7 oder IPX8 entspricht gemäß DIN EN 60529, wobei X beliebig ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Ventil und das erste Leistungsventil integral als eine erste Ventileinheit ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Ventil und das zweite Leistungsventil integral als eine zweite Ventileinheit ausgebildet sind. Gemäß diesen Ausführungsformen werden Abwasserventil und das erste Leistungsventil integral als erste Ventileinheit ausgeführt bzw. Spülwasserventil und zweites Leistungsventil integral als zweite Ventileinheit ausgeführt. Unter einer integralen Ausführung ist hierbei zu verstehen, dass das Abwasser- bzw. Spülwasserventil in einem gemeinsamen, einstückigen Bauteil mit dem entsprechenden Leistungsventil ausgeführt sind, also insbesondere ein einziges Ventilgehäuse die beiden Ventile beinhaltet. Diese integrale Ausführung ermöglicht einerseits, die Fluidverbindungen zwischen dem Abwasser- bzw. Spülwasserventil und dem entsprechenden Leistungsventil integral auszuführen und hierzu keine separate Verbindung zu benötigen. Andererseits wird eine effiziente Fertigung eröffnet, bei der die notwendigen Fertigungsschritte für das Abwasserventil bzw. Spülwasserventil einerseits und das entsprechend erste bzw. zweite Leistungsventil andererseits an einem einzigen Bauteil ausgeführt werden und keine spätere Montage von zwei einzeln gefertigten Ventilen notwendig ist, um die erste bzw. zweite Ventilbaueinheit zusammenzustellen.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die erste und/oder die zweite Ventileinheit als Spritzgussteil ausgeführt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die erste und/oder die zweite Ventileinheit als Spritzgussteil ausgeführt, worunter zu verstehen ist, dass eine integrale Ausführung des Gehäuses dieser Ventileinheiten als Spritzgussteil erfolgt. Das Ventilgehäuse, in dem folglich das Abwasserventil und das erste Leistungsventil bzw. das Spülwasserventil und das zweite Leistungsventil angeordnet sind, ist folglich als ein einstückiges Bauteil durch Spritzguss hergestellt, was eine besonders kostengünstige und robuste Ausführung ermöglicht. Insbesondere kann das Gehäuse als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt sein, wodurch eine Fertigung in einem korrosionsbeständigen und für die Anforderungen mechanisch ausreichend belastbaren Material erreicht wird.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die Steuerungsbaueinheit eine elektronische Steuerungsplatine umfasst, auf der integrierte Schaltkreisbauteile angeordnet und zu einer logischen Steuerung miteinander verknüpft sind und dass das erste und das zweite Steuerventil auf der Steuerungsplatine angeordnet und über die Steuerungsplatine angesteuert sind. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine kompakte und mechanisch robuste Steuerungsbaueinheit bereitgestellt, die in einer kostengünstigen Weise gefertigt werden kann. Die Steuerungsbaueinheit umfasst hierzu eine Platine, also eine robuste Platte, die mit elektrischen und elektronischen Bauteilen bestückt werden kann, die darauf mechanisch verankert und elektrisch verbunden werden können. Die Platine kann ihrerseits mit elektrischen Anschlussbuchsen versehen sein, welche den Anschluss von Steckern zur Übertragung von Signalen aus Sensoren ausgebildet sind und mit diesen Sensoren über entsprechende Leitungen verbunden sind. Ebenso kann die Platine über Bauteile zur Energieversorgung der elektrischen Komponente verfügen, wie beispielsweise einen Buchsenanschluss, einen Transformator, eine elektrische Energiespeichereinheit oder dergleichen.

Auf der Platine sind einerseits integrierte Schaltkreisbauteile (ICs) angeordnet, die in entsprechender Weise miteinander verschaltet und programmiert sind, um die Steuerung des Spül- und Abwasserabsaugablaufs durchzuführen. Hierbei können festprogrammierte oder frei programmierbare Komponenten zum Einsatz kommen, ebenso sind elektrische Bauteile wie Widerstände, Transistoren, Kondensatoren auf der Steuerungsplatine vorgesehen, sofern diese für den Ablauf der Steuerung der Vakuumtoilette erforderlich sind. Sowohl das erste als auch das zweite Steuerventil sind ebenfalls auf der Steuerungsplatine angeordnet, also mechanisch mit der Steuerungsplatine verbunden und elektrisch über die Steuerungsplatine angeschlossen. Dieser elektrische Anschluss der Steuerventile wie auch der übrigen Komponenten auf der Steuerungsplatine kann über Leiterbahnen erfolgen, die in üblichen Verfahren zur Herstellung von elektrischen Platinen (Ätzverfah- ren, Druckverfahren oder dergleichen) hergestellt sind. Ebenso kann die elektrische Verbindung durch eine Verdrahtung in manueller oder automatisierter Weise oder Verlötung erfolgen. Durch die somit kompakt bereitgestellte Steuerungsbaueinheit wird eine robuste Ausgestaltung und eine kostengünstige Fertigung der für die Steuerung relevanten elektrischen Bauteile der Vakuumtoilette erreicht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Steuerungseinheit für eine Sanitäreinheit in einem Feuchtraum, bei der ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung eines ersten fluidisch betätigten Leistungsventils, und ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung eines zweiten fluidisch betätigten Leistungsventils dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil in einer Steue- rungsbaueinheit angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass zwei elektrische Steuerventile in einer Steuerungsbaueinheit zusam- mengefasst sind und folglich darin in einfacher Weise montierbar und gegenüber Umwelteinflüssen kapselbar ausgeführt sind. Die Steuerungsbaueinheit ist geeignet, um aus dem ersten und zweiten elektrischen Steuerventil ein entsprechend erstes und zweites fluidisch betätigtes Leistungsventil anzusteuern und weist hierzu entsprechende Fluidan- schlüsse auf, die eine Verbindung einer Fluidleitung mit dem ersten bzw. zweiten elektrisch betätigten Steuerventil ermöglichen. Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit eignet sich insbesondere für den Einsatz in einer Vakuumtoilette, ist aber generell für jegliche Bauteile, die eine Ansteuerung von Ventilen und dergleichen benötigen und in einer Sanitäreinheit eingesetzt werden, geeignet, um eine vorteilhafte Fertigung und Kapselung für den Einsatz einer solchen Sanitäreinheit in einem Feuchtraum zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit kann dabei fortgebildet werden, indem sie zusätzlich umfasst: ein erstes fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung eines ersten fluidisch betätigten Ventils,

wobei das erste Steuerventil mittels einer ersten Luftdruckleitung mit dem ersten Leistungsventil verbunden ist,

ein zweites fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung eines zweiten fluidisch betätigten Ventils, und

wobei das zweite Steuerventil mittels einer zweiten Luftdruckleitung mit dem zweiten Leistungsventil verbunden ist. Weiterhin kann die Steuerungseinheit fortgebildet werden, indem sie weiterhin umfasst: ein erstes fluidisch betätigtes Ventil, welches in eine Leitung einsetzbar ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist,

wobei das erste Leistungsventil zur Ansteuerung des ersten Ventils ausgebil- det und mit diesem in einer ersten Ventilbaueinheit angeordnet ist, ein zweites fluidisch betätigtes Ventil, welches in eine Leitung einsetzbar ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, wobei das zweite Leistungsventil zur Ansteuerung des zweiten Ventils ausgebildet und mit diesem in einer zweiten Ventilbaueinheit angeordnet ist.

Weiterhin kann die Steuerungseinheit nach den Merkmalen eines der Ansprüche 3 oder 7 fortgebildet werden. Weiterhin kann die Steuerungseinheit nach den Merkmalen eines der Ansprüche 2 oder 4-6 fortgebildet werden, wobei das Abwasserventil dem ersten Ventil und das Spülwasserventil dem zweiten Ventil entspricht.

Hinsichtlich dieser verschiedenen Fortbildungen der erfindungsgemäßen Steuerungseinheit wird Bezug genommen auf die hierzu korrespondierenden Fortbildungen der zuvor erläuterten Vakuumtoilette, die entsprechend korrespondierend hierzu ausgeführt sind, dementsprechende Vorteile erzielen und in den entsprechenden Varianten gleicher Funktion ausgeführt sein können, wobei zu verstehen ist, dass das erste Ventil hierbei dem Abwasserventil entspricht und das zweite Ventil hierbei dem Spülwasserventil entspricht. Grundsätzlich wurde vorstehend sowohl die erfindungsgemäße Vakuumtoilette als auch die erfindungsgemäße Steuerungseinheit mit darin umfasstem Abwasserventil, Spülwasserventil und hierzu gehörigem ersten und zweiten fluidisch betätigtem Leistungsventil und erstem und zweitem elektrisch betätigten Steuerventil erläutert. Es ist aber zu verstehen, dass sowohl eine Vakuumtoilette als auch eine Steuerungseinheit solcher Art ausgeführt sein können, dass neben dem Abwasserventil und dem Spülwasserventil weitere, für den operativen Betrieb notwendige Ventile vorgesehen sind, die fluidisch betätigt sind. Für diese weiteren operativ tätigen Ventile, wie beispielsweise die eingangs erläuterten Ventile zur Vakuumerzeugung in einem Zwischenbehälter oder einem Abwas- serbehälter oder zur Druckluftbeaufschlagung eines Zwischenbehälters, sind dann ent- sprechend weitere Leistungsventile, also ein drittes, viertes und ggf. fünftes Leistungsventil oder noch weitere Leistungsventile vorhanden, die fluidisch betätigt sind und in einer entsprechend dritten, vierten, fünften oder noch weiteren Ventilbaueinheiten mit den entsprechend operativ arbeitenden Ventilen ausgeführt sind. Weiterhin sind hierfür entsprechend weitere, also ein drittes, viertes, fünftes oder noch weitere, elektrisch betätigte Steuerventile vorgesehen, die ihrerseits in der Steuerungsbaueinheit zusammengefasst sind. Diese mehreren Steuerventile können insbesondere in der Steuerungsbaueinheit auf einer einzigen Steuerungsplatine angeordnet sein oder auf zusammengesteckten Steuerungsplatinen zusammengefasst sein, um einen kompakten mechanischen und elektrischen Aufbau der elektrischen Steuerungskomponenten zu erreichen.

Schließlich ist ein weiterer Aspekt der Erfindung die Verwendung einer Steuerungseinheit gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Steuerung einer Sanitäreinheit in einem Feuchtraum, insbesondere einer Vakuumtoilette, eines Waschbeckens, eines Grauwassersystems, eines Unterflurtanks oder einer Kombination daraus. Diese Verwendung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil hierdurch ein kompakter und zugleich gegenüber Umwelteinflüssen robuster Aufbau bei günstigen Fertigungskosten für diese Baukomponenten erzielt wird. Unter einer Kombination ist hierbei zu verstehen, dass auch bei Sanitärbaueinheiten, in denen beispielsweise eine Vakuumtoilette und ein Abwassertank zusammengefasst sind, die Steuerung mittels einer einzigen Steuerungseinheit der erfindungsgemäßen Bauart ausgeführt sein kann, indem dort die entsprechenden Steuerventile zu einer Steuerungsbaueinheit zusammengefasst sind und entsprechende Leistungsventile, die in jeweiliger Baueinheit mit dem operativ arbeitenden Ventil zusammengefasst sind, mittels Fluidleitungen verbunden sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figur erläutert. Die Figur zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette.

Die Figur zeigt eine Vakuumtoilette mit einem Toilettenbecken 10, einem Abwassertank 20 und einem Spülwassertank 30. Ausgehend von dem Spülwassertank erstreckt sich eine Spülwasserleitung 31 zu einem Spülwasserventil 32, das als Schlauchventil ausgeführt ist. Hinter dem Spülwasserventil 32 erstreckt sich eine Spülleitung 33 in das Toilettenbecken 10, welche mehrere Austrittsdüsen für ein Versprühen des Spülwassers innerhalb des Toilettenbeckens aufweist. Das Spülwasserventil 32 ist integral mit einem Spülwasserleistungsventil 34 ausgebildet. Das Spülwasserleistungsventil 34 umfasst einen federvorgespannten Steuerkolben 35, der einen Luftdurchtritt aus einer Druckluftversorgungsleitung 40 sperren oder freigeben kann. Der Steuerkolben 35 wird mittels Druckluft, die über eine Druckluftsteuerleitung 36 dem Spülwasserleistungsventil zugeführt wird, zwischen der Sperrstellung und der Frei- gabestellung für diese Druckluft aus der Druckluftversorgungsleitung 40 hin- und hergeschaltet. Die Spülwassersteuerleitung 36 ist ausgehend von dem Spülwasserleistungsventil 34 mit einem Spülwassersteuerventil 54 über die pneumatische Spülwassersteuerleitung 36 verbunden. Das Spülwassersteuerventil 54 befindet sich auf einer Steuerplatine 50 und ist elektrisch betätigt. Auf der Steuerplatine 50 sind ebenfalls logische Elektronikkompo- nenten 51 angeordnet, die mittels Leiterbahnen 52 zu einer logischen Schaltung verbunden sind, welche den Ablauf einen Spül-/Absaugprozesses aus dem Toilettenbecken 10 steuert.

Aus dem Toilettenbecken erstreckt sich ein Abwasserrohr 21 , welches mittels eines Abwasserventils 22, das ebenfalls als Schlauchventil ausgeführt ist, freigegeben oder gesperrt werden kann. Das Abwasserventil 22 ist wiederum integral mit einem Abwasserleistungsventil 23 als eine Baueinheit ausgeführt. Das Abwasserleistungsventil 23 ist baugleich ausgeführt wie das Spülwasserleistungsventil 34 und kann wiederum den Druckluftzutritt aus der Druckluftleitung 40 mittels eines Steuerkolbens 25 freigeben oder sperren. Bei Freigabe wird, wie beim Spülwasserleistungsventil 34, das Schlauchventil mit Druckluft aus der Druckluftversorgungsleitung 40 beaufschlagt und hierdurch geschlossen, bei Sperren der Druckluftzufuhr über das Abwasserleistungsventil wird das Schlauchventil 22 nicht mehr mit Druckluft beaufschlagt und wird hierdurch für Abwasser durchlässig.

Das Abwasserleistungsventil 23 ist wiederum mittels einer Pneumatiksteuerleitung 26 mit einem Abwassersteuerventil 53 verbunden. Das Abwassersteuerventil 53 ist elektrisch betätigt und ebenfalls auf der Steuerplatine 50 angeordnet. Es kann durch elektrische Betätigung das Abwasserleistungsventil 23 mit Druckluft beaufschlagen, sodass der Steuerkolben 25 entgegen der Federkraft in die geschlossene Position bewegt wird und hierdurch die Druckluftzufuhr zum Abwasserventil 22 aus der Druckluftleitung 40 gesperrt wird, wodurch das Abwasserventil 22 durchgängig wird.

Ein Spül-/Absaugprozess nach der Erfindung erfolgt in der nachfolgend erläuterten Weise:

Zu Beginn des Spül-/Absaugprozesses wird durch einen elektrischen Impuls das Spülwassersteuerventil 54 aus der Logikschaltung auf der Steuerplatine 50 heraus freige- schaltet und leitet hierdurch Druckluft über die Spülwassersteuerleitung 36 zu dem Spülwasserleistungsventil 34. Die Druckluftzufuhr aus der Druckluftleitung 40 zu dem Spülwasserventil 32 wird hierdurch über den Kolben 35 unterbrochen, der sich in dem Spülwasserleistungsventil entgegen der Federkraft in die Sperrstellung bewegt. Hierdurch kann aus dem unter Überdruck stehenden Spülwasserbehälter 30 Spülwasser auf die Düsen der Spülleitung 33 aufgegeben werden und Spülwasser in das Toilettenbecken eingesprüht werden.

Nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums wird wiederum über die logische Schaltung auf der Platine 50 das Spülwassersteuerventil 54 geschlossen, woraufhin die Druckluftzufuhr zum Spülwasserleistungsventil 34 unterbrochen wird und der Steuerkolben 35 in seiner Ausgangsstellung durch die Federkraft zurückgedrückt wird. Druckluft aus der Druckluftleitung 40 wird hierdurch auf das Spülwasserventil 32 aufgegeben und der Spülwasserfluss aus dem Spülwasserbehälter 30 unterbrochen.

Hierauf folgend wird aus der logischen Schaltung auf der Steuerplatine 50 das Abwassersteuerventil 53 mit einer Spannung beaufschlagt und öffnet hierdurch die Druckluftzufuhr über die Abwassersteuerleitung 26 zu dem Abwasserleistungsventil 23. Der Steuerkolben 25 des Abwasserleistungsventils wird hierdurch in die Sperrstellung gedrückt und die Druckluftzufuhr zu dem Abwasserventil 22 unterbrochen. Das Abwasserventil 22 wird hierdurch durchlässig und Abwasser kann aus dem Toilettenbecken in den unter Unterdruck stehenden Abwassertank 20 abgesaugt werden.

Nach einem vorbestimmten Zeitraum wird das Abwasserventil wiederum geschlossen, indem das Abwassersteuerventil 53 geschlossen wird und der Steuerkolben 25 des Abwasserleistungsventils 23 hierdurch aufgrund der Federkraft bei fehlendem Unterdruck auf der Gegenseite in seine offene Stellung zurückgedrückt wird und Druckluft aus der Druckluftleitung 40 zu dem Abwasserventil 22 geführt wird.

Claims

Ansprüche

1. Vakuumtoilette, umfassend:

Ein fluidisch betätigtes erstes Ventil, insbesondere ein Abwasserventil, welches in eine Abwasserleitung eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist,

Ein erstes fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung des ersten Ventils,

Ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung des ersten fluidischen Leistungsventils,

Ein fluidisch betätigtes zweites Ventil, insbesondere ein Spülwasserventil, welches in eine Spülwasserleitung eingesetzt ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist,

Ein zweites fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung des zweiten Ventils, und ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung des zweiten fluidischen Leistungsventils dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil und das erste Leistungsventil in einer ersten Ventilbaueinheit angeordnet sind, das zweite Ventil und das zweite Leistungsventil in einer zweiten Ventilbaueinheit angeordnet sind, und das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil in einer Steuerungsbaueinheit angeordnet sind, und das erste Steuerventil mittels einer ersten Luftdruckleitung mit dem ersten Leistungsventil verbunden ist und das zweite Steuerventil mittels einer zweiten Luftdruckleitung mit dem zweiten Leistungsventil verbunden ist.

Vakuumtoilette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass die Steuerungsbaueinheit von der ersten und/oder der zweiten Ventilbaueinheit beabstandet angeordnet ist.

Vakuumtoilette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsbaueinheit durch ein spritzwasser- geschützes oder ein wasserdichtes Gehäuse gegen die Umgebung abgedichtet ist.

Vakuumtoilette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil und das erste Leistungsventil integral als eine erste Ventileinheit ausgebildet sind.

Vakuumtoilette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil und das zweite Leistungsventil integral als eine zweite Ventileinheit ausgebildet sind.

Vakuumtoilette nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und oder die zweite Ventileinheit als Spritzgussteil ausgeführt ist.

Vakuumtoilette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsbaueinheit eine elektronische Steuerungsplatine umfasst, auf der integrierte Schaltkreisbauteile angeordnet und zu einer logischen Steuerung miteinander verknüpft sind und dass das erste und das zweite Steuerventil auf der Steuerungsplatine angeordnet und über die Steuerungsplatine angesteuert sind.

8. Steuerungseinheit für eine Sanitäreinheit in einem Feuchtraum, umfassend:

Ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung eines ersten fluidisch betätigten Leistungsventils, und ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil zur Ansteuerung eines zweiten fluidisch betätigten Leistungsventils dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil in einer Steuerungsbaueinheit angeordnet sind.

9. Steuerungseinheit nach Anspruch 8, umfassend:

Ein erstes fluidisch betätigtes Leistungsventil zur Ansteuerung eines ersten fluidisch betätigten Ventils,

Wobei das erste Steuerventil mittels einer ersten Luftdruckleitung mit dem ersten Leistungsventil verbunden ist ,

Wobei das zweite Steuerventil mittels einer zweiten Luftdruckleitung mit dem zweiten Leistungsventil verbunden ist.

10. Steuerungseinheit nach Anspruch 9, umfassend:

Ein erstes fluidisch betätigtes Ventil, welches in eine Leitung einsetzbar ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, wobei das erste Leistungsventil zur Ansteuerung des ersten Ventils ausgebildet und mit diesem in einer ersten Ventilbaueinheit angeordnet ist, ein zweites fluidisch betätigtes Ventil, welches in eine Leitung einsetzbar ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung hin- und herschaltbar ist, wobei das zweite Leistungsventil zur Ansteuerung des zweiten Ventils ausgebildet und mit diesem in einer zweiten Ventilbaueinheit angeordnet ist.

1 1. Steuerungseinheit nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit fortgebildet ist nach den Merkmalen eines der Ansprüche 3 oder 7.

12. Steuerungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit fortgebildet ist nach den Merkmalen eines der Ansprüche 2 oder 4-6 wobei das Abwasserventil dem ersten Ventil und das Spülwasserventil dem zweiten Ventil entspricht.

13. Verwendung einer Steuerungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, zur Steuerung einer Sanitäreinheit in einem Feuchtraum, insbesondere einer Vakuumtoilette, eines Waschbeckens, eines Grauwassersystems, eines Unterflurtanks oder einer Kombination daraus.