-
Die Erfindung betrifft eine Sanitäreinrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Lokomotive, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 007 624 A1 ist ein Sanitär- beziehungsweise WC-Modul für Schienenfahrzeuge bekannt, das eine den Grundflächenumriss bestimmende und als einstückiges GFK-Element ausgebildete Bodenplatte aufweist. Das Modul weist eine Toilette, eine Waschgelegenheit mit zugeordnetem Papier- und Seifenspender sowie Verrohrungen und Anschlussleitungen auf, die mit externen Ver- und Entsorgungsleitungen über Koppelelemente verbunden werden.
-
Die Offenlegungsschrift
DE 10 2012 209 926 A1 zeigt ein Schienenfahrzeug, das mit einem Abwasserleitungssystem ausgestattet ist. Das Abwasserleitungssystem umfasst eine Abwassereinspeisestelle, die durch ein Handwaschbecken, ein Spülbecken, eine Spülmaschine, eine Toilette oder dergleichen gebildet ist. Das eingespeiste Abwasser gelangt in einen Sammelbehälter, der das Abwasser sammelt, bevor es mittels eines mit dem Sammelbehälter in Verbindung stehenden Ventils von außen abgesaugt wird. Zwischen dem Sammelbehälter und der Abwassereinspeisestelle sind leitungsmäßig ein erster und ein zweiter Zwischenbehälter zwischengeschaltet. Die Verbindungsleitungen sind jeweils an ihrem stromaufwärtigen Ende mit einer Überdruck- und an ihrem stromabwärtigen Ende mit einer Unterdruckeinrichtung ausgestattet.
-
Es ist bekannt, für die Abwasserleitungen Abwasserrohre aus Edelstahl zu verwenden. Einerseits weist insbesondere der Austenit-Stahl 1.4571 mit den Legierungsbestandteilen Chrom, Nickel und Molybdän eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, die zum Leiten des aggressiven Gemischs aus Fäkalien und Spülwasser geeignet ist. Andererseits erfüllen Edelstahlrohre geltende Prüfnormen über den vorbeugenden Brandschutz in Schienenfahrzeugen, beispielsweise die DIN 5510-2. Nachteilig an Edelstahlrohren ist, dass die Korrosionsbeständigkeit beim Leiten von hochaggressiven Medien, wie zum Beispiel hypochlorige Säure, an ihre Grenzen stößt.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Sanitäreinrichtung bereitzustellen, deren Abwasserrohre zum Leiten von hochkorrosiven Medien geeignet sind und die einschlägige Brandschutznorm für Schienenfahrzeuge erfüllen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sanitäreinrichtung für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach umfasst eine Sanitäreinrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Lokomotive, ein Toilettenbecken und eine mit diesem verbundene Abwasserleitung, die aus Abwasserrohren zusammengesetzt ist. Erfindungsgemäß weist das Abwasserrohr ein Polyethylenrohr und eine das Polyethylenrohr ummantelnde Brandschutzschicht auf. Die ummantelnde Brandschutzschicht bedeckt dabei die außen liegende Rohroberfläche und schützt das leicht entflammbare Polyethylenrohr bei Beflammung durch einen äußeren Brandherd. Das Polyethylenrohr selbst ist beständig gegen hochaggressive Medien und kann daher auch hypochlorige Säure leiten, ohne dass es zu Materialbeschädigungen in der Rohrwand des Abwasserrohrs kommt. Für das Polyethylenrohr kann beispielsweise Polyethylen mit stark verzweigten Polymerketten und einer geringen Dichte zwischen 0,915 g/cm3 und 0,935 g/cm3 oder sogar lineares Polyethylen niederer Dichte, dessen Polymerketten nur kurze Verzweigungen aufweisen, eingesetzt werden.
-
Vorzugsweise ist das Polyethylenrohr des Abwasserrohrs aber aus hochdichtem Polyethylen gebildet. Polyethylen mit einer hohen Dichte zwischen 0,94 g/cm3 und 0,97 g/cm3 weist nur schwach verzweigte Polymerketten auf. Neben seiner hohen Säurebeständigkeit weist hochdichtes Polyethylen einen hohen Elastizitätsmodul von etwa 1 kN/mm2 auf. Polyethylen ist sehr gut schweißbar und ermöglicht stumpfe Rohrverbindungen mit vollständig glatten Schweißnähten. Hierdurch werden negative Effekte der Verbindungsstelle auf die Strömungseigenschaften der Abwasserleitung vermieden, was sich insbesondere bei druckbeaufschlagten Abwasserleitungen als Vorteil erweist. Außerdem ermöglicht die gute Schweissbarkeit von Polyethylen den Aufbau einer Abwasserleitung auf kleinem Bauraum, der für eine Sanitäreinrichtung eines Schienenfahrzeugs nur sehr begrenz zur Verfügung steht.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sanitäreinrichtung ist die Brandschutzschicht aus einem intumeszierenden Werkstoff gebildet, welcher ab einer werkstoffspezifischen Schwelltemperatur eine wärmeisolierende Schaumschicht ausbildet. Der intumeszierende Werkstoff kann beispielsweise durch mit einem Treibmittel und einem Flammhemmmittel versehene Kunstharze oder wässrige Kunstharzdispersionen gebildet werden, die bei Einwirkung von Hitze – beispielsweise ab 180 °C – einen aus Kohlenstoff bestehenden Schaum bilden. Dabei dient das Kunstharz im Wesentlichen als Kohlenstoffspender. Der Kohlenstoffschaum weist im Vergleich zur ursprünglichen Dicke des aufgetragenen Werkstoffes ein zehn bis hundertfaches Volumen auf. Wegen seiner sehr geringen Wärmeleitfähigkeit schützt der Schaum das damit überzogene Polyethylenrohr vor der Einwirkung von Flammen.
-
Vorzugsweise ist der intumeszierende Werkstoff als Lackschicht auf das Polyethylenrohr aufgetragen. Dies hat den Vorteil, dass der Werkstoff auf jede Form des Polyethylenrohres einfach mittels Pinsel, Rolle oder Spritzgerät aufgetragen werden kann. Durch die Unabhängigkeit von der Rohrgeometrie können sowohl gerade Rohrstücke als auch Rohrbögen einfach mit einer mindestens 1 mm dicken Brandschutzschicht versehen werden.
-
Weiter vorzugsweise ist zwischen der Lackschicht und dem Polyethylenrohr eine Haftschicht angeordnet. Um eine optimale Haftung der Brandschutzschicht auf dem Polyethylenrohr zu erreichen, ist es vorteilhaft, vor dem Auftragen der Lackschicht das Polyethylenrohr mit einer beispielsweise 40 µm bis 50 µm dicken Haftschicht zu grundieren. Die Haftschicht kann durch dasselbe Material wie die Lackschicht oder durch ein anderes Material gebildet werden. Beispielsweise kann die Haftschicht durch eine zweikomponentige Korrosionsschutz- und Haftgrundierung auf Polyurethanbasis gebildet werden, die ebenfalls durch Pinsel, Rolle oder Spritzgerät aufgetragen wird. Gegebenenfalls kann das Polyethylenrohr vor Auftragung der Haftschicht angeraut werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitäreinrichtung ist die Brandschutzschicht durch ein Trägermaterial aus Mineralfaser gebildet, welches mit einer wärmeisolierenden Silikonschicht beschichtet ist. Bei einer Schichtdicke von 3,0 mm bis 3,5 mm hält diese Brandschutzschicht aus Glasfaser und Silikon einer Dauertemperatur von bis zu 450 °C, kurzzeitig sogar bis maximal 1100 °C, stand.
-
Vorzugsweise ist das beschichtete Trägermaterial als Schlauch über das Polyethylenrohr gezogen. Der Schlauch kann durch Extrusion hergestellt werden und insbesondere über gerade Rohrstücke gezogen werden, um die Brandschutzschicht für das Polyethylenrohr bereitzustellen. Alternativ kann das beschichtete Trägermaterial auch als Matte ausgebildet sein, die dann um das Polyethylenrohr gelegt und mittels eines Reißverschlusses oder Druckknopfverschlusses fixiert wird.
-
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von konkreten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen, in deren
-
1 eine erfindungsgemäße Sanitäreinrichtung für eine Lokomotive in perspektivischer Darstellung von oben,
-
2 die Sanitäreinrichtung nach 1 in perspektivischer Darstellung von unten,
-
3 ein Querschnitt durch ein Abwasserrohr eines ersten Ausführungsbeispiels und
-
4 ein Querschnitt durch ein Abwasserrohr eines zweiten Ausführungsbeispiels
schematisch veranschaulicht sind.
-
Gemäß 1 und 2 umfasst eine Sanitäreinrichtung 1 für eine Lokomotive ein Bodenelement 2 mit einer darauf etwa mittig angeordneten und oben offenen Wanne 3. Auf der Wanne 3 sitzt druckdicht ein nicht dargestelltes Toilettenbecken und bildet mit der Wanne 3 eine mit 4,5 bar Überdruck beaufschlagbare Druckkammer. In die Druckkammer werden Exkremente mit über eine erste Frischwasserleitung 4 zugeführtem Wasser durch eine verschließbare Öffnung im Toilettenbecken gespült. An die Wanne 3 ist rückseitig eine Abwasserleitung 5 angeschlossen, die zum Abführen des Exkremente-Wasser-Gemisches aus der Druckkammer mittels Überdruck dient. Die Abwasserleitung 5 umfasst ein erstes Abwasserrohr 51, welches kurz nach der Wanne 3 einen Siphon ausbildet und entlang des Bodenelementes 2 unter Ausbildung eines 90°-Bogens um eine Tankanordnung 6 führt und unter Ausbildung eines weiteren 90°-Bogens vertikal nach oben in ein zweites Abwasserrohr 52 übergeht. Das zweite Abwasserrohr 52 verläuft vertikal nach oben und mündet unter Ausbildung eines 90°-Bogens an seinem oberen Ende horizontal in einen Bakterientank 61 der Tankanordnung 6. Im Bakterientank 61 werden dem Exkremente-Wasser-Gemisch Bakterienkulturen zugeführt, um dieses zu zersetzen. Das wenigstens teilweise zersetze Exkremente-Wasser-Gemisch wird einem unterhalb des Bakterientanks 61 angeordneten Chlorierungstank 62 der Tankanordnung 6 über ein drittes Abwasserrohr 53 zugeführt. In das dritte Abwasserrohr 53 ist ein Spender 7 für Chlortabletten geschaltet, der zur primären Chlorierung des Exkremente-Wasser-Gemisches dient. Das vorchlorierte Exkremente-Wasser-Gemisch wird in Bodennähe dem Chlorierungstank 62 zugeführt, welcher der sekundären Chlorierung und damit Desinfektion des Exkremente-Wasser-Gemisches dient. Der Chlorierungstank 62 ist mittels Schotten 8 in nebeneinander liegende Überlaufbecken 9 unterteilt und bewirkt beim Durchlauf des Exkremente-Wasser-Gemisches ein sukzessives Absetzen von grobstofflichen Zersetzungsprodukten auf den Böden der Überlaufbecken 9. Im oberen Bereich des letzen Überlaufbeckens 9 weist der Chlorierungstank 62 einen Auslass 10 auf, an dem ein viertes Abwasserrohr 54 angeschlossen ist. Das vierte Abwasserrohr 54 führt unter Ausbildung eines 90°-Bogens vertikal nach unten durch das Bodenelement 2 und mündet dort seitlich in ein als Sammelzylinder ausgebildetes, fünftes Abwasserrohr 55. Ein sechstes Abwasserrohr 56, welches ebenfalls seitlich in das als Sammelzylinder ausgebildete, fünfte Abwasserrohr 55 mündet, ist an den oberen Bereich des Bakterientanks 61 angeschlossen und dient als Entlüftungsrohr, durch das im Bakterientank 61 entstehende Gase, wie Methan und Kohlendioxid, abgeführt werden. Das im Wesentlichen vertikal verlaufende sechste Abwasserrohr 56 weist kurz oberhalb seiner Durchführung durch das Bodenelement 2 eine Querschnittsverjüngung auf. Das Sanitärmodul 1 umfasst ferner ein Waschbecken 11, welchem Wasser über eine zweite Frischwasserleitung 12 zuführbar ist. Die erste Frischwasserleitung 4 und die zweite Frischwasserleitung 12 werden aus einem Frischwassertank 13 gespeist. Im Bereich des Waschbeckens 11 sind ferner ein Seifenspender 14 und ein Papiertuchhalter 15 angeordnet. In das als Sammelzylinder ausgebildete, fünfte Abwasserrohr 55 münden auch eine Abflussleitung 16 vom Waschbecken 11 für Brauchwasser und eine Ablaufleitung 17 von einer Bodenöffnung 18 im Bodenelement 2 für die Nassreinigung.
-
Erfindungsgemäß weist eines oder mehrere der Abwasserrohre 51 bis 56 der Abwasserleitung 5 gemäß 3 und 4 ein Polyethylenrohr 20 als inneres Strukturbauteil auf. Das Polyethylenrohr 20 ist aus hochdichtem Polyethylen PE100 mit einer Wandstärke von beispielsweise 4,6 mm gebildet, um das hochaggressive, chlorierte Exkremente-Wasser-Gemisch leiten zu können. Die hohe Säurebeständigkeit von Polyethylen hält auch hypochloriger Säure stand. Um trotz Verwendung dieses leicht entflammbaren Rohrmaterials die von Bahnbetreibern geforderte Brandschutznormen zu erfüllen, ist das Polyethylenrohr 20 von einer Brandschutzschicht 30 ummantelt, die ein Entflammen des Polyethylens bei einem äußeren Brandherd verhindert. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Brandschutzschicht 30 aus einem intumeszierenden Werkstoff gebildet ist, welcher ab einer werkstoffspezifischen Schwelltemperatur von beispielsweise 180 °C eine wärmeisolierende Schaumschicht ausbildet. Als vorteilhaft hat sich hier der Werkstoff HENSOTHERM 7 KS der Firma Rudolf Hensel GmbH erwiesen, der als Lackschicht 31 mit einer Dicke von mindestens 1 mm auf das Polyethylenrohr 20 aufgetragen ist. Zur Haftvermittlung zwischen dem intumeszierenden Werkstoff und dem Polyethylenrohr 20 ist dieses mit einer Haftschicht 32 aus HENSOGRUND 2K PU 40 µm bis 50 µm dick grundiert. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Brandschutzschicht 30 durch ein schlauchförmiges Trägermaterial 33 aus Mineralfaser gebildet, welches mit einer wärmeisolierenden Silikonschicht 34 beschichtet ist. Hier hat sich als vorteilhaft der Feuerschutzschlauch, Typ 88 SC Flex, der Firma Hengstenberg GmbH erwiesen, der aus einer silikonbeschichteten Mineralfaser aufgebaut ist. Der Feuerschutzschlauch lässt sich über gerade Rohrstücke, wegen seiner hohen Flexibilität aber auch besonders gut über gebogene Rohrstücke ziehen.
-
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
-
- DE 102007007624 A1 [0002]
- DE 102012209926 A1 [0003]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
