Die Erfindung betrifft eine Kompakt-Vakuumtoilette mit einem Toilettenbecken mit einem Ausgangskanal, der in einen Zwischenbehälter mündet, wobei der Zwischenbehälter einen Abwasserkanal aufweist, durch den Abwasser aus dem Zwischenbehälter abgeführt werden kann. Vakuumtoiletten und Steuerungseinrichtungen hierfür sind bekannt, beispielsweise aus der Gebrauchsmusteranmeldung der Anmelderin DE 20 2013 004 015.7 vom 30. April 2013 und der Gebrauchsmusteranmeldung DE 20 2014 002 712.9 der Anmelderin vom 28. März 2014. Während in einigen Anwendungsgebieten die Neuausstattung beispielsweise von Zügen mit Vakuumtoiletten seit Längerem üblich ist, existieren Anwendungsgebiete, in denen Vakuumtoiletten bisher nicht, oder zumindest nur selten eingesetzt werden. Beispielsweise existiert eine Vielzahl von älteren Zügen, in denen Vakuumtoiletten aufgrund deren Komplexität und Kosten nicht eingesetzt wurden bzw. werden, sondern stattdessen Sanitäreinrichtungen eingesetzt werden, bei denen die Abwasserabfuhr aus einem Toilettenbecken oder Urinal direkt gravitätisch erfolgt. In solchen Systemen ist insbesondere die Geruchsbelastung für Nutzer dieser Sanitäranlagen sehr hoch. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kompakt- Vakuumtoilette anzugeben, welche einen oder mehrere der genannten Nachteile verringert oder beseitigt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kompakt-Vakuumtoilette anzugeben, welche eine einfache und/oder kostengünstige Lösung zur Neuausstattung und/oder Nachrüstung von Sanitäranlagen bietet. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Kompakt-Vakuumtoilette anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine pneumatische Kompakt- Vakuumtoilette, mit einem Toilettenbecken mit einem Ausgangskanal, der in einem Zwischenbehälter mündet, wobei der Zwischenbehälter einen Abwasserkanal aufweist, durch den Abwasser aus dem Zwischenbehälter gravitätisch abgeführt werden kann, und wobei der Ausgangskanal ein Ausgangsventil aufweist, das angeordnet und ausgebildet ist, den Ausgangskanal in einer ersten Ausgangsventilstellung zu verschließen und in einer zweiten Ausgangsventilstellung freizugeben, und der Abwasserkanal ein Abwasserventil aufweist, das angeordnet und ausgebildet ist, den Abwasserkanal in einer ersten Abwasserventilstellung freizugeben und in einer zweiten Abwasserventilstellung zu verschließen, und wobei das Ausgangsventil und das Abwasserventil als pneumatische Absperrventile ausgebildet sind. Die pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette gemäß der Erfindung umfasst zunächst ein Toilettenbecken mit einem Ausgangskanal, durch den Abwasser aus dem Toilettenbecken in einen Zwischenbehälter gelangt. Der Zwischenbehälter weist dazu vorzugsweise eine Einlassöffnung auf, über die der Abwasserkanal in den Zwischenbehälter mündet. Ein Toilettenbecken im Sinne dieser Beschreibung kann auch ein Urinal sein.

Der Zwischenbehälter weist einen Abwasserkanal auf, durch den Abwasser aus dem Zwischenbehälter abgeführt werden kann, beispielsweise in einen Abwassertank oder in einen Bioreaktor. Als Abwasser wird hier insbesondere eine Mischung aus Urin, Fäkalien und/oder Spülwasser verstanden. Im Ausgangskanal und im Abwasserkanal ist jeweils ein pneumatisches Absperrventil angeordnet. Es besteht somit ein Strömungsweg vom Toilettenbecken durch den Ausgangskanal in den Zwischenbehälter und durch den Abwasserkanal für Abwasser, wobei dieser Strömungsweg durch das Ausgangsventil und durch das Abwasserventil freigegeben und gesperrt werden kann.

Der Zwischenbehälter ist, vorzugsweise mittels eines Injektors, mit einem Vakuum bzw. einem Unterdruck beaufschlagbar, um Abwasser aus dem Toilettenbecken durch den Ausgangskanal in den Zwischenbehälter zu befördern. Der Zwischenbehälter weist hierzu vorzugsweise einen Steuerluftleitungsanschluss auf, über den ein Unterdruck im Zwischenbehälter erzeugt werden kann, durch den, bei geöffnetem Ausgangsventil, Abwasser aus dem Toilettenbecken in den Zwischenbehälter befördert werden kann. Beim Aufbau des Unterdrucks im Zwischenbehälter ist vorzugsweise das Abwasserventil geschlossen. Unter einem Unterdruck wird hier ein geringerer Druck als der Umgebungsdruck, insbesondere der atmosphärische Druck, verstanden. Insbesondere wird unter einem Unterdruck ein relativer Unterdruck von mindestens -20 kPa, vorzugsweise mindestens -50 kPa gegenüber dem Umgebungsdruck bzw. dem atmosphärischen Druck verstanden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sowohl das Ausgangsventil als auch das Abwasserventil als pneumatische Absperrventile ausgebildet sind. Ein Absperrventil kann auch als Sperrventil oder Durchflussverhinderungsventil bezeichnet werden. Die pneumatische Betätigung des Ausgangs- und/oder des Abwasserventils erfolgt mittels Druckluft, insbesondere durch Aufbau eines Überdrucks oder eines Unterdrucks. Auf diese Weise kann auf elektrische Energie zur Betätigung der Absperrventile verzichtet werden, was eine einfachere Gestaltung der Kompakt-Vakuumtoilette ermöglicht.

Ferner sieht die erfindungsgemäße Kompakt-Vakuumtoilette vor, dass der Zwischenbehälter und der Abwasserkanal so angeordnet sind, dass Abwasser aus dem Zwischenbehälter durch den Abwasserkanal gravitätisch abgeführt werden kann. Auf diese Weise kann auf zusätzliche Maßnahmen zur Abführung des Abwassers aus dem Zwischenbehälter verzichtet werden. Gleichzeitig ist jedoch mit dem Ausgangsventil und/oder dem Abwasserventil die Möglichkeit gegeben, eine Sperre zwischen dem Ausgang des Abwasserkanals (und beispielsweise einem daran angrenzenden Abwassertank oder Bioreaktor) auf der einen Seite und einem Benutzer auf der anderen Seite zu realisieren, so dass die Geruchsbelastung deutlich reduziert werden kann.

Durch die Kombination einer rein pneumatischen Ansteuerung mit gravitätischer Abwasserabfuhr und Ventilsperre zur Reduzierung der Geruchsbelastung eignet sich die erfindungsgemäße pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette insbesondere zur kostengünstigen Ausrüstung und/oder Nachrüstung von Zügen, bei denen sonst einfache Sanitäreinrichtungen mit ausschließlich gravitätischer Abwasserabfuhr zum Einsatz kommen.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Ausgangsventil und/oder das Abwasserventil als Quetschventil ausgebildet ist bzw. sind. Ein Quetschventil kann auch als Schlauchventil oder Schlauchquetschventil bezeichnet werden. Ein solches Ventil eignet sich besonders gut für eine pneumatische Betätigung.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ausgangsventil in der geschlossenen, ersten Ausgangsventilstellung vorgespannt ist und durch eine pneumatische Betätigung in die zweite, geöffnete Ausgangsventilstellung überführbar ist.

Die, vorzugsweise drucklose, Normalstellung des Ausgangsventils ist somit die erste, geschlossene Ausgangsventilstellung. Erst durch eine pneumatische Betätigung kann das Ausgangsventil gegen die Vorspannung in die zweite, geöffnete Ausgangsventilstellung gebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die pneumatische Betätigung des Ausgangsventils durch Beaufschlagung mit einem Unterdruck.

Die Ausbildung des Ausgangsventils derart, dass es in der geschlossenen, ersten Ausgangsventilstellung vorgespannt ist, hat unter anderem den Vorteil, dass in dieser Normalstellung durch das geschlossene Ausgangsventil eine Sperre zwischen dem Toilettenbecken und einem Ausgang des Abwasserkanals hin zu einem Abwassertank oder Bioreaktor realisiert ist, und auf diese Weise eine deutliche Reduzierung der Geruchsbelastung erfolgt. Die Betätigung des Ausgangsventils in die zweite, geöffnete Ausgangsventilstellung erfolgt vorzugsweise nur im Rahmen eines Spülvorgangs.

Ferner ist bevorzugt, dass das Ausgangsventil in der geschlossenen, ersten Ausgangsventilstellung mechanisch vorgespannt ist, vorzugsweise durch eine Feder. Diese Art der Vorspannung hat den Vorteil, ebenfalls ohne elektrische Energie auszukommen, und ergänzt daher die ansonsten rein pneumatisch angesteuerte Kompakt-Vakuumtoilette in vorteilhafter Weise.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Normalstellung des Abwasserventils der ersten, geöffneten Abwasserventilstellung entspricht, und das Abwasserventil durch eine pneumatische Betätigung in die zweite, geschlossene Abwasserventilstellung überführbar ist. Das Abwasserventil ist somit vorzugsweise in einer Normalstellung, insbesondere in einer drucklosen Normalstellung, geöffnet, und wird erst bei pneumatischer Betätigung, vorzugsweise durch Beaufschlagung mit Druckluft, geschlossen. Auf diese Weise ist in der Normalstellung des Abwasserventils der Abwasserkanal zwischen dem Zwischenbehälter und einem Abwassertank oder einem Bioreaktor geöffnet, so dass eine gravitätische Abwasserabfuhr erfolgen kann.

Ferner ist bevorzugt, dass das Abwasserventil angeordnet und ausgebildet ist, bei Unterbrechung einer Druckluftversorgung in die erste, geöffnete Abwasserventilstellung überzugehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nach der Betätigung des Abwasserventils zum Schließen dieses Ventils das Abwasserventil wieder in die erste, geöffnete Abwasserventilstellung zurückgeht. Ein Schließen des Abwasserventils ist insbesondere dann vorgesehen, wenn im Zwischenbehälter ein Unterdruck aufgebaut werden soll. Da ansonsten vorzugsweise das Ausgangsventil in seiner Normalstellung geschlossen ist, kann das Abwasserventil in der Normalstellung geöffnet sein, da bereits durch das Ausgangsventil eine Sperre zur Reduzierung der Geruchsbelastung realisiert ist. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch eine Steuerungsvorrichtung, die angeordnet und ausgebildet ist, bei Einleiten eines Spülvorgangs durch einen Benutzer das Abwasserventil in die zweite, geschlossene Abwasserventilstellung zu bringen und im Zwischenbehälter einen Unterdruck aufzubauen, und bei Erreichen eines Zielunterdrucks im Zwischenbehälter das Ausgangsventil in die zweite, geöffnete Ausgangsventilstellung zu bringen.

Ein Spülvorgang der pneumatischen Kompakt-Vakuumtoilette wird vorzugsweise durch einen Benutzer eingeleitet, insbesondere durch Betätigen eines Betätigungselements. Eine Steuerungsvorrichtung, die vorzugsweise signaltechnisch mit dem Betätigungselement verbunden ist, steuert dann den Spülvorgang, indem das Abwasserventil in die zweite, geschlossene Abwasserventilstellung gebracht wird, und im Zwischenbehälter ein Unterdruck aufgebaut wird. Wenn ein bestimmter Zielunterdruck erreicht ist, wird das Ausgangsventil von der Steuerungsvorrichtung so angesteuert, dass es durch eine pneumatische Betätigung in die zweite, geöffnete Ausgangsventilsteuerung übergeht und damit der Ausgangskanal freigegeben wird, durch den dann durch den Unterdruck im Zwischenbehälter Abwasser aus dem Toilettenbecken in den Zwischenbehälter gesaugt wird. Der Zielunterdruck beträgt vorzugsweise mindestens -50 kPa gegenüber dem Umgebungsdruck bzw. dem atmosphärischen Druck. Anschließend wird die Betätigung des Ausgangsventils gestoppt, so dass das Ausgangsventil durch die Vorspannung wieder in die erste, geschlossene Ausgangsventilstellung übergeht. Ferner wird auch die pneumatische Betätigung des Abwasserventils wieder gestoppt, so dass auch das Abwasserventil wieder in die erste, geöffnete Abwasserventilstellung übergeht und dadurch das aus dem Toilettenbecken in den Zwischenbehälter gesaugte Abwasser gravitätisch durch den Abwasserkanal abfließen kann.

Der Unterdruck wird im Zwischenbehälter vorzugsweise durch einen Injektor erzeugt, der mit der Steuerungsvorrichtung, vorzugsweise über eine Druckluftversorgungsleitung, verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung ist vorzugsweise ebenfalls eine pneumatische Steuerung und kann insbesondere ausgebildet sein wie in der DE 20 2013 004 015 beschrieben. Ferner ist bevorzugt, dass die Steuerung ein pneumatisches Steuerungsventil wie in der Gebrauchsmusteranmeldung der Anmelderin vom 28. März 2014 beschrieben ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein Schnellentluftungsventil, das in einer Druckluftversorgungsleitung vor dem Abwasserventil angeordnet und ausgebildet ist, einen Entlüftungskanal freizugeben, wenn ein Druck in der Druckluftversorgungsleitung zwischen dem Schnellentluftungsventil und dem Abwasserventil höher ist als in der Druckluftversorgungsleitung vor dem Schnellentluftungsventil.

Alternativ oder zur zusätzlichen oben beschriebenen selbstständigen bzw. selbsttätigen Öffnung des Abwasserventils nach Beendigung seiner pneumatischen Betätigung kann vorgesehen sein, das Abwasserventil über ein Schnellentluftungsventil wieder in den geöffneten Zustand zu bringen. Dieses Schnellentluftungsventil ist vorzugsweise in der Druckluftversorgungsleitung angeordnet, die das Abwasserventil mit Druckluft zur pneumatischen Betätigung versorgt. Solange die Druckluftversorgungsleitung mit Druckluft beaufschlagt ist, wird diese Druckluft vorzugsweise durch das Schnellentluftungsventil von einer Druckluftquelle zum Abwasserventil durchgeleitet und so das Abwasserventil in der geschlossenen Stellung erhalten. Wenn die Druckluftversorgung endet, das heißt der Druck zwischen dem Schnellentluftungsventil und dem Abwasserventil höher ist als der Druck in der übrigen Druckluftversorgungsleitung vor dem Schnellentluftungsventil, öffnet ein Entlüftungskanal, der die Abführung der Druckluft aus dem Abwasserventil ermöglicht. Das Schnellentluftungsventil ist vorzugsweise zwischen der Steuerungsvorrichtung und dem Abwasserventil angeordnet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer pneumatischen Kompakt-Vakuumtoilette, umfassend: Bereitstellen einer zuvor beschriebenen pneumatischen Kompakt- Vakuumtoilette,

Nach dem Einleiten eines Spülvorgangs durch einen Benutzer ,

pneumatische Betätigung des Abwasserventils, um das Abwasserventil in die zweite, geschlossene Abwasserventilstellung zu bringen,

Aufbauen eines Unterdrucks im Zwischenbehälter,

Pneumatische Betätigung des Ausgangsventils, um das Ausgangsventil in die zweite, geöffnete Ausgangsventilstellung zu bringen,

Beenden der pneumatischen Betätigung des Abwasser- und des

Ausgangsventils.

Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen insbesondere Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie dafür geeignet machen, für eine erfindungsgemäße pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette und ihre Fortbildungen verwendet zu werden. Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Verfahrens und seiner möglichen Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschreibung zu den entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen: Figur 1 : eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen pneumatischen Vakuum-Kompakttoilette im Querschnitt;

Figur 2: eine mögliche alternative Ausgestaltung des Abschnitts A der

Druckluftversorgungsleitung gemäß Figur 1 .

In Figur 1 ist eine pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette 10 dargestellt, die ein Toilettenbecken 1 und einen Zwischenbehälter 3 aufweist. Das Toilettenbecken 1 ist mit dem Zwischenbehälter 3 über einen Ausgangskanal 1 a verbunden, der über eine Einlassöffnung in den Zwischenbehälter 3 mündet. Der Zwischenbehälter 3 ist über einen Abwasserkanal 3a mit einem Abwassertank oder Bioreaktor (nicht dargestellt) verbunden. Im Ausgangskanal 1 a ist ein Ausgangsventil 2 angeordnet, das als Quetschventil ausgebildet ist und den Ausgangskanal 1 a in einer ersten Ausgangsventilstellung verschließt und in einer zweiten Ausgangsventilstellung freigibt. Das als Quetschventil ausgebildete Ausgangsventil 2 ist durch die Feder 2a in der geschlossenen, ersten Ausgangsventilstellung vorgespannt. Der Abwasserkanal 3a weist ein Abwasserventil 5 auf, das ebenfalls als Quetschventil ausgebildet ist, jedoch in der drucklosen Normalstellung geöffnet ist, so dass Abwasser in Richtung 7 gravitätisch aus dem Zwischenbehälter 3 abfließen kann.

Die pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette 10 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 4 auf. Die Steuerungsvorrichtung 4 ist mit einem Wassereingang 4a und einer Druckluftversorgung 4b verbunden. Über die Wasserleitung 4a wird Spülwasser über die Leitung 1 b mit Düsen in das Toilettenbecken 1 geleitet. Ferner kann Druckluft über die Druckluftversorgung 4b und die Druckluftversorgungsleitung 8a zur pneumatischen Ansteuerung des Ausgangsventils 2 genutzt werden. Ferner werden über eine weitere Druckluftversorgungsleitung 8b der Injektor 6 zur Erzeugung eines Unterdrucks im Zwischenbehälter 3 und das Abwasserventil 5 angesteuert, so dass eine pneumatische Betätigung durch Beaufschlagung mit Druckluft das Abwasserventil 5 schließen kann. In der drucklosen Normalstellung ergibt sich vorzugsweise der in Figur 1 dargestellte Zustand der pneumatischen Kompakt-Vakuumtoilette 10 mit geschlossenem Ausgangsventil 2 geöffnetem und Abwasserventil 5. Auf diese Weise stellt das geschlossene Ausgangsventil 2 einen Geruchsschutz zwischen dem Toilettenbecken 1 und einem sich an den Ausgang des Abwasserkanals 3a anschließenden Abwassertank oder Bioreaktor dar. Gleichzeitig wird durch das geöffnete Abwasserventil 5 sichergestellt, dass Abwasser aus dem Zwischenbehälter 3 in Richtung des Pfeils 7 abfließen kann.

Wenn ein Benutzer einen Spülvorgang durch Betätigen eines Betätigungselements (nicht dargestellt) initiiert, wird von der Steuerungsvorrichtung 4 vorzugsweise Spülflüssigkeit über die Leitung 1 b mit Düsen in das Toilettenbecken 1 gegeben. Ferner steuert die Steuerungsvorrichtung 4 durch Beaufschlagung der Leitung 8b mit Druckluft den Injektor 6 und das Abwasserventil 5 an. Dadurch wird das Abwasserventil 5 geschlossen, und durch den Injektor 6 wird im Zwischenbehälter 3 ein Unterdruck aufgebaut. Wenn dieser Unterdruck groß genug ist bzw. einen Sollwert erreicht, wird durch die Steuerungsvorrichtung 4 über die Druckluftversorgungsleitung 8a das Ausgangsventil 2 gegen die Vorspannung der Feder 2a geöffnet, sodass der im Zwischenbehälter 3 vorherrschende Unterdruck Abwasser aus dem Toilettenbecken 1 durch den Ausgangskanal 1 a in den Zwischenbehälter 3 saugt. Wenn die Leitung 8b nicht mehr mit Druckluft beaufschlagt wird, öffnet das Abwasserventil 5 wieder, so dass der Abwasserkanal 3a freigegeben wird und das aus dem Toilettenbecken 1 in den Zwischenbehälter 3 gesaugte Abwasser in Richtung des Pfeils 7 gravitätisch abfließen kann. Das Ausgangsventil 2 schließt nach Beendigung der Betätigung durch die Vorspannung wieder, so dass ein Geruchsschutz realisiert ist. Figur 2 zeigt ein Schnellentlüftungsventil 20, das in dem in Figur 1 mit A dargestellten Leitungsabschnitt der Leitung 8b eingesetzt werden kann. Bei Beaufschlagung der Leitung 8b mit Druckluft wird Druckluft durch das Schnellentlüftungsventil 20 und den weiteren Leitungsabschnitt 22 zum Abwasserventil 5 geleitet. Das Ventil 21 im Schnellentlüftungsventil 20 ist dabei geschlossen. Auf diese Weise kann die Durchleitung von Druckluft von der Druckluftquelle 4b über die Steuerungsvorrichtung 4 und die Leitung 8b sowie den Leitungsabschnitt 22 zum Abwasserventil 5 erfolgen. Wenn die Leitung 8b nicht mehr mit Druckluft beaufschlagt wird, kann das Ventil 21 öffnen, da über den Leitungsabschnitt 23 der gleiche, hohe Druck anliegt wie im Leitungsabschnitt 22, der höher ist als der Druck in der Leitung 8b nach Beendigung der Druckluftversorgung. Über den Leitungsabschnitt 23 und den weiteren Leitungsabschnitt 24, der das Schnellentlüftungsventil vorzugsweise mit der Umgebung verbindet, kann so der im Leitungsabschnitt 22 zwischen dem Schnellentlüftungsventil 20 und dem Abwasserventil 5 noch vorherrschende Druck schnell abgebaut werden, so dass das Abwasserventil 5 schnell wieder öffnet, um nach dem Absaugvorgang, mit dem Abwasser aus dem Toilettenbecken 1 in den Zwischenbehälter 3 gesaugt wurde, das Abwasser aus dem Zwischenbehälter 3 durch den Abwasserkanal 3a abfließen lassen zu können.

Durch die in den Figuren 1 und 2 gezeigten beispielhaften, vorteilhaften Ausführungsformen wird eine pneumatische Kompakt-Vakuumtoilette bereitgestellt, deren Betrieb allein mit einer Druckluft- und einer Wasserversorgung auskommt, und insbesondere auf elektrische Energie verzichtet und damit auch für einfache, kostengünstige Anwendungsgebiete und insbesondere auch Nachrüstungen anwendbar ist. Ferner wird durch die Ventilgestaltung auch eine Sperre zwischen dem Toilettenbecken 1 und einem Ausgangsabwasserkanal sichergestellt, sodass die Geruchsbelastung deutlich reduziert werden kann. Mit der dargestellten pneumatischen Kompakt- Vakuumtoilette kann somit bei einfacher und kostengünstiger Gestaltung der Benutzerkomfort deutlich erhöht werden.