DE3610867A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer unterdruck-abwasseranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Unter­ druck-Abwasseranlage mit wenigstens einer an eine Vakuumstation angeschlossenen Unterdruck-Abwasserleitung und einer Vielzahl daran jeweils über ein Absperrventil anschließbarer Abwasser- Sammelbehälter auf den zu entwässernden Grundstücken, wobei jedes Absperrventil bei einem bestimmten maximalen Wasserstand im Sammelbehälter geöffnet und nach einer bestimmten Zeitdauer, während der Abwasser und Luft in die Abwasserleitung einströmen, wieder geschlossen wird, sowie nach diesem Verfahren betriebene Unterdruck-Abwasseranlagen, wie sie z. B. in der DE-PS 24 62 295 und der DE-GM 85 24 447 beschrieben sind.

Bei den bekannten Anlagen wird seit Beginn dieser Technik bis heute die Öffnungszeit der Absperrventile an den Hausanschlüs­ sen fest eingestellt. Sie ist so bemessen, daß zusätzlich zu dem aus den Sammelbehältern der Hausanschlüsse abgesaugten Ab­ wasser insgesamt etwa das 2- bis 15-fache Volumen Luft in die Unterdruck-Abwasserleitung eingesaugt wird. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei einem derartigen Wasser/Luft-Verhältnis ein kommunales Abwassersystem mit verhältnismäßig kleinen Rohr­ querschnitten, in denen das Abwasser in Pfropfenform transpor­ tiert wird, dauerhaft funktioniert, wobei der sogenannte "Gleichzeitigkeitsfaktor", d. h. das gleichzeitige Öffnen meh­ rerer Absperrventile, eine wichtige Rolle spielt.

Normalerweise ist der in der Abwasserleitung herrschende Un­ terdruck in der Nähe der Vakuumstation am stärksten und nimmt zum Ende der Abwasserleitung hin merklich ab. Trotz dieses Druckgradienten wurden bisher die Öffnungszeiten der Absperr­ ventile der Hausanschlüsse einheitlich auf einen Mittelwert eingestellt und nur in Ausnahmefällen nachträglich korrigiert. Das liegt zum Teil daran, daß die Steuervorrichtungen der Ab­ sperrventile in Serie vorgefertigt und nicht schon bei der Her­ stellung einem bestimmten Hausanschluß zugeordnet werden. Auch bei der Montage wäre eine individuelle Einstellung der Öffnungs­ zeit des Absperrventils schwierig, weil erst während einer län­ geren Betriebsdauer festgestellt werden könnte, welches die optimale Öffnungszeit für das Absperrvemtil an einem bestimmten Hausanschluß ist.

Die gleichmäßig eingestellte Öffnungsdauer aller Absperrventile unabhängig von ihrer Lage an der Abwasserleitung und von der Häufigkeit und Gleichzeitigkeit der Öffnungsvorgänge der in Strömungsrichtung davor und dahinter liegenden anderen Absperr­ ventile hat zur Folge, daß normalerweise in der Nähe der Vakuum­ station zu viel, dagegen an den Leitungsenden zu wenig Luft in das Leitungssystem gesaugt wird. Durch das in der Nähe der Va­ kuumstation in die Abwasserleitung einströmende größere Luft­ volumen wird der Unterdruck zum Ende der Leitung hin weiter abgebaut, vor allem dann, wenn zwischen einem gerade öffnen­ den Hausanschluß-Absperrventil und der Vakuumstation in der normalerweise mit Steigungs- und Gefälleabschnitten verlegten Abwasserleitung mehrere Wasserpfropfen stehen, welche den Lei­ tungsquerschnitt abdichten und beschleunigt werden müssen. Die einströmende Luft bewirkt unter diesen Umständen einen Druck­ anstieg, der sich von dem geöffneten Hausanschluß aus nicht nur zur Vakuumstation, sondern in unerwünschter Weise auch zum Leitungsende hin fortpflanzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches zu gleichmäs­ sigeren Druckverhältnissen in der Unterdruck-Abwasserleitung und damit zu einem zuverlässigeren Betrieb der gesamten Anla­ ge mit der Möglichkeit einer Kapazitätsvergrößerung führt.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltzeitpunkte der Absperrventile in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Abwasserleitung durch den Unterdruck selbst in der Weise verstellt werden, daß bei steigendem absoluten Druck in der Abwasserleitung die einer bestimmten Abwassermen­ ge zugeordnete Öffnungszeit für das Einlassen von Luft in die Abwasserleitung verlängert wird.

Das neue Verfahren bietet den Vorteil, daß automatisch ent­ sprechend dem gewünschten Druckgradienten mit zunehmender Ent­ fernung von der Vakuumstation mehr Luft in die Abwasserleitung eingelassen wird. Der geringere Lufteinlaß in der Nähe der Va­ kuumstation führt auch zu einer geringeren Schwächung des Un­ terdrucks im äußeren Leitungsbereich. Die dort einströmende größere Luftmenge wird ökonomischer genutzt, da sie auf ihrem längeren Weg zur Vakuumstation auch die in deren Nähe in der Abwasserleitung stehenden Wasserpfropfen weiterbefördert.

Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die geschilderte Funktionsverbesserung nicht durch aufwendige Vorausplanungen oder langwierige Einstellarbeiten bei der In­ stallation und Wartung der Absperrventile erzielt wird, son­ dern sich von allein dadurch ergibt, daß der zu einer be­ stimmten Zeit an einem bestimmten Hausanschluß in der Abwasser­ leitung herrschende Unterdruck als Parameter für die Öffnungs­ zeit des Absperrventils dient. Dabei werden sowohl Schwankun­ gen der Betriebsbedingungen infolge der Zufälligkeit der Öffnungs­ vorgänge aller in die Abwasserleitung mündender Hausanschlüsse als auch die unterschiedliche Lage der einzelnen Hausanschlüs­ se entlang der Abwasserleitung gleichzeitig berücksichtigt, so daß es in der Regel keiner besonderen korrigierenden Eingriffe in die Steuervorrichtungen der einzelnen Absperrventile mehr bedarf.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stehen ver­ schiedene Maßnahmen zur Verfügung. Geht man davon aus, daß beim vorübergehenden Öffnen der Absperrventile jeweils eine konstan­ te Wassermenge aus dem Abwasser-Sammelbehälter der Hausanschlüs­ se abgesaugt wird, weil das Öffnen bei einem bestimmten Wasser­ stand im Sammelbehälter ausgelöst und das darin angesammelte Abwasser vollständig abgesaugt wird, so beeinflußt eine Verän­ derung der Öffnungsdauer des Absperrventils nur die zusätzlich zum Abwasser in die Leitung eingelassene Luftmenge. Hierzu wird in bevorzugter Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, daß bei Betätigung des Absperrventils mittels eines Steuerventils die Öffnungszeit durch einen in Abhängigkeit vom Druck in der Un­ terdruck-Abwasserleitung auf das Steuerventil wirkenden Stell­ antrieb veränderbar ist.

Bisher wurde bei bekannten Steuervorrichtungen der Absperrven­ tile deren Öffnungszeit durch die Dauer der gedrosselten Be­ lüftung eines unter Unterdruck versetzten Hohlraums bestimmt. In bevorzugter praktischer Ausführung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß bei derartigen Steuervorrichtungen durch den erfin­ dungsgemäßen Stellantrieb die Öffnungsweite der Drosselöffnung des Hohlraums veränderbar ist. Um dabei unerwünschte Einflüs­ se kurzzeitiger extremer Druckschwankungen in der Abwasserlei­ tung auszuschließen, wird zweckmäßigerweise zwischen dem Stell­ antrieb und der Unterdruck-Abwasserleitung ein auf Druckspitzen träge reagierendes Dämpfungsglied angeordnet, welches in be­ sonders einfacher Ausführung eine über eine Drosselöffnung mit der Unterdruck-Abwasserleitung verbundene Hohlkammer ist.

Wird in bekannter Weise die Zeitdauer der Öffnung des Absperr­ ventils durch die Dauer der gedrosselten Belüftung eines unter Unterdruck versetzten, im Volumen veränderlichen Hohlraums mit einer beweglichen Begrenzungswand bestimmt, die mit einer dem Unterdruck entgegenwirkenden Kraft vorbelastet ist, so kann als Alternative zu der zuerst vorgeschlagenen Veränderung der Öffnungsweite der Drosselöffnung des Hohlraums auch vor­ gesehen sein, daß durch den Stellantrieb der Weg der Begren­ zungswand und/oder die diese belastende Kraft veränderbar ist. Beispielsweise kann der mit dem Unterdruck der Abwasserleitung beaufschlagte Stellantrieb ein keil- oder stufenförmiges An­ schlagglied verstellen, welches dann entsprechend dem Stell­ weg auch den Weg der beweglichen Begrenzungswand des Hohlraums begrenzt.

Ist die bewegliche Begrenzungswand des Hohlraums durch Feder­ kraft belastet, kann mittels des erfindungsgemäßen Stellan­ triebs auch die Vorspannkraft der Feder verändert werden, bei­ spielsweise indem ein Federlager durch Schraubbewegung ver­ stellt wird. Bei stärkerem Unterdruck führt dann eine ent­ sprechend stärker vorgespannte Feder zu einer schnelleren Rückstellbewegung der beweglichen Begrenzungswand während der gedrosselten Belüftung des Hohlraums und damit zu einer kürzeren Öffnungszeit des Absperrventils.

Alternativ oder kumulativ zu den vorstehend genannten Maßnahmen zur Beeinflussung der bei einem Öffnungsvorgang eines Absperr­ ventils zusätzlich zu einer bestimmten Abwassermenge in die Leitung eingelassenen Luftmenge wird in weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, daß unter Verwendung jeweils einer pneumatischen Steuervorrichtung für jedes Ab­ sperrventil, bei welcher das im Sammelbehälter ansteigende Ab­ wasser direkt oder über ein in einem Steigrohr eingeschlossenes Luftvolumen gegen eine Vorbelastung Druck auf eine Membran aus­ übt, durch deren Bewegung ein auf einer verhältnismäßig kleinen Steuerfläche mit dem Unterdruck der Abwasserleitung vorbelaste­ tes Schaltventil umschaltbar ist, die wirksame Fläche der Mem­ bran höchstens etwa 50 mal so groß ist wie die mit Unterdruck belastete Steuerfläche des Schaltventils. Nach diesem Vorschlag wird das Wasser/Luft-Verhältnis dadurch in der gewünschten Wei­ se beeinflußt, daß sich bei stärkerem Unterdruck mehr Abwasser im Sammelbehälter ansammeln muß, bevor das Absperrventil öffnet, um das größere Wasservolumen abzusaugen. Anders ausgedrückt, die Absperrventile der Hausanschlüsse in der Nähe der Vakuumstation öffnen bei gleichem Abwasseranfall seltener und lassen dann je­ weils mehr Wasser in die Leitung ein als die Absperrventile am äußeren Ende der Leitung. Die vorteilhafte Eigenschaft des Sy­ stems tritt allerdings überraschenderweise nur dann merklich in Erscheinung, wenn die von dem im Sammelbehälter ansteigen­ den Wasser mit Druck beaufschlagte Membran das angegebene Größenverhältnis mit Bezug auf die dem Unterdruck der Abwasser­ leitung ausgesetzte Steuerfläche nicht übersteigt.

Die hier gewiesenen Vorschläge bewirken eine selbsttätige An­ passung des mit Unterdruck betriebenen Systems an die sich mit dem zufälligen Öffnen der Hausanschlüsse verändernden Betriebs­ bedingungen in der Abwasserleitung. Es empfiehlt sich jedoch, der Anpassung an eine Abschwächung des Unterdrucks durch Ver­ längerung der Öffnungsdauer der Absperrventile eine Grenze zu setzen. Zu diesem Zweck ist in bevorzugter praktischer Ausge­ staltung der Erfindung vorgesehen, daß bei Verwendung eines gedrosselt belüftbaren Hohlraums als Zeitglied eine bewegliche Begrenzungswand des Hohlraums mit einer bestimmten Mindestkraft belastbar ist, welche das Mindestmaß des Unterdrucks in der Un­ terdruck-Abwasserleitung bestimmt, bei welchem die Brenzungs­ wand in eine Endstellung bewegbar und dadurch ein das Öffnen des Absperrventils bewirkender Schaltvorgang des Steuerventils auslösbar ist.

Zur Verringerung schädlicher Folgen einer ungünstigen Druckver­ teilung in der Abwasserleitung können in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung auch Maßnahmen an der Abwasserlei­ tung selbst getroffen werden. Aus der DE-PS 26 41 110 ist z. B. ein ungleichmäßiger, sägezahnartiger Verlauf der Unterdruck-Ab­ wasserleitung im Bereich der Hausanschlüsse bekannt. Damit soll­ te erreicht werden, daß selbst bei negativen Druckgradienten in der Leitung das aus einem Hausanschluß einströmende Abwasser nicht durch die nachströmende Luft in Rückwärtsrichtung geför­ dert wird. Es wurde dazu jedoch bisher für erforderlich gehal­ ten, daß die in Fließrichtung mit Gefälle verlegten Leitungs­ abschnitte wenigstens etwa doppelt so lang wie die angrenzen­ den ansteigenden Leitungsabschnitte und entsprechend schwächer geneigt sind. Bei den in der Praxis verwirklichten Maßen, näm­ lich etwa 10-25 cm Gefälle auf Längenabschnitten von etwa 25 m ergaben sich schon durch geringe Toleranzen bei den Erdarbeiten und leicht durchhängende Kunststoffrohre horizontale Leitungs­ abschnitte und ungeplante Senken bzw. Taschen. Sie konnten we­ der die vorgesehene Freigefälleströmung in Richtung zur Vakuum­ station hin noch das "Totlaufen" des bei falschem Druckgradien­ ten rückwärts strömenden Wassers in der gewünschten Weise ge­ währleisten.

Es hat sich nun aber überraschend gezeigt, daß das Fließverhal­ ten des Abwassers in der Leitung ganz wesentlich verbessert wird, wenn bei der in der Praxis gebräuchlichen Höhendifferenz von etwa 10-25 cm die ansteigenden und die Gefälleabschnitte der Leitung mit jeweils ca. 10-15 m etwa gleich lang bemessen werden. Das stärkere Gefälle fördert dann die Strömung zur Vakuumsta­ tion hin, und es kann nicht auf einer längeren, im wesentlichen horizontalen Strecke eine größere Wassermenge stehenbleiben, über welche die Luft hinwegstreicht oder ein sehr großer, schlecht zu beschleunigender Wasserpfropfen den Rohrquerschnitt ver­ schließen. Andererseits ist das Gefälle immer noch flach ge­ nug, daß sich ein ohnehin nur durch verhältnismäßig geringe Druckdifferenzen rückwärts getriebener Wasserschwall daran totläuft. Dieses letztere Problem wird außerdem in dem Maße gemildert, wie nach den oben beschriebenen Vorschlägen die in die Leitung eingelassenen Wasser- und Luftmengen ent­ sprechend den örtlich unterschiedlichen Druckverhältnissen variiert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 den oberen bzw. unteren Teil einer Steuervorrichtung für das Absperr­ ventil eines Hausanschlusses an einer Unterdruck-Abwasserleitung;

Fig. 3 eine Alternative zu Fig. 2;

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine abwechselnd mit ansteigenden und abfallend geneigten Abschnitten verlegte Unterdruck-Abwasserlei­ tung im Bereich mehrerer Hausan­ schlüsse.

Die mit ihrem oberen Teil in Fig. 1 und mit ihrem unteren Teil in Fig. 2 gezeigte Steuervorrichtung dient zur Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegungen eines nicht gezeigten Absperr­ ventils, wie es z. B. in der DE-OS 28 09 431 beschrieben ist. Das Absperrventil trennt in an sich bekannter Weise an einem Hausanschluß H einen verhältnismäßig kleinen Sammelbehälter für das Abwasser dieses Hausanschlusses von einer in Fig. 4 gezeig­ ten Unterdruck-Abwasserleitung 10. Der Sammelbehälter und das Absperrventil können z. B., wie in der DE-PS 28 09 431 gezeigt, angeordnet sein. Wenn sich in dem Sammelbehälter eine bestimmte Abwassermenge, z. B. in der Größenordnung von etwa 8-20 Liter angesammelt hat, löst der in Fig. 2 gezeigte untere Teil der Steuervorrichtung den Öffnungsvorgang des Absperrventils aus, indem eine Leitung 82 mit Unterdruck beaufschlagt wird, die an eine Membrandose 12 im oberen Teil der Steuervorrichtung angeschlossen ist. Die Membrandose 12 ist unten durch einen Membrankolben 14 abgeschlossen und begrenzt zusammen mit die­ sem einen im wesentlichen geschlossenen Hohlraum 16. Der Mem­ brankolben besteht im Beispielsfall aus einem scheibenförmigen, steifen Mittelteil 18 und einer dicht mit diesem sowie der Man­ telwand der Membrandose 12 verbundenen manschettenförmigen Mem­ bran.

Damit sich der Membrankolben 14 möglichst geradlinig in senk­ rechter Richtung bewegt, ist sein steifes Mittelteil 18 auf der Oberseite mit einer Stange 26 verbunden, die in einer am oberen Ende abgeschlossenen, sich in senkrechter Richtung er­ streckenden Büchse 28 geführt ist. Die Büchse 28 ist mit der Endwand der Membrandose 12 verbunden.

Ebenfalls auf der oberen Endwand der Membrandose 12 ist eine Rückschlagklappe 30 angeordnet. Sie ist so ausgebildet, daß dann, wenn der Membrankolben 14 mit Unterdruck beaufschlagt und angehoben wird, das durch den Membrankolben 14 verdrängte Luftvolumen ungehindert aus dem Hohlraum 16 entweichen kann. Es entsteht also bei einer Aufwärtsbewegung des Membrankol­ bens 14 im Hohlraum 16 kein Überdruck.

Die Rückschlagklappe 30 ist mit einem kleinen Loch versehen, das eine Drosselöffnung darstellt. Wenn nach dem Absaugen des Abwassers aus dem Sammelbehälter der Membrankolben 14 durch das Gewicht 26 wieder nach unten gedrückt wird, senkt er sich in dem Maße und mit derjenigen Geschwindigkeit ab, wie es die durch das kleine Loch in der Rückschlagklappe 30 in den Hohlraum 16 ein­ strömende Luftmenge zuläßt. Durch geeignete Wahl der Größe des Lochs in der Rückschlagklappe 30 kann die Öffnungsdauer des Absperrventils zwischen der Unterdruck-Entwässerungsleitung und dem Sammelbehälter bestimmt werden. Auf diese Weise kann festgelegt werden, ob das durch die gezeigte Steuervorrich­ tung betätigte Absperrventil solange öffnet, daß nicht nur das im Sammelbehälter angesammelte Abwasservolumen, sondern anschließend auch noch ein bestimmtes Luftvolumen in die Unterdruck-Abwasserleitung eingesaugt wird. Die Einstellung der Drosselöffnung in der Rückschlagklappe 30 kann aber auch so getroffen werden, daß das Absperrventil im wesentlichen sofort nach dem Durchlaß des abgesaugten Abwassers wieder schließt. Die geringe nachströmende Luftmenge braucht nur auszureichen, um das Abwasser bis in das mit geringem Gefälle verlegte Hausanschlußrohr gelangen zu lassen, welches in die sich längs der Straße erstreckende Hauptleitung mündet. Wahl­ weise kann aber auch mittels eines kleineren Lochs in der Rückschlagklappe 30 eine sehr viel längere Öffnungszeit des Absperrventils eingestellt werden, so daß bei jedem Absaug­ vorgang nach dem Abwasser eine ein mehrfaches von dessen Vo­ lumen betragende Luftmenge in die Unterdruck-Abwasserleitung eingesaugt wird.

Zur Betätigung der zum Öffnen und Schließen des Absperrventils erforderlichen Steuerventile ist nach oben durch die Endwand des Steigrohrs 10 hindurch aus diesem eine Steuerstange 32 herausgeführt. Wie gezeigt, ist das untere Ende der Steuer­ stange 32 längs verschieblich in einer mit dem steifen mitt­ leren Teil 18 des Membrankolbens 14 fest verbundenen senk­ rechten Führung 34 aufgenommen. Nur am unteren Ende der Füh­ rung 34 erfolgt eine Mitnahme der Steuerstange 32 durch den Membrankolben 14 nach oben, und nur am oberen Ende der Füh­ rung 34 erfolgt eine Mitnahme der Steuerstange 32 durch den Membrankolben 14 nach unten. Dazwischen besteht ein freies semkrechtes Bewegungsspiel zwischen dem Membrankolben 14 und

der Steuerstange 32, d.h., ausgehend von der gezeigten Stel­ lung, muß sich der Membrankolben 14 erst um die Länge der Führung 34 heben, bevor auch die Steuerstange 32 nach oben mitgenommen und verschoben wird. In der obersten Stellung der Steuerstange 32 dichtet eine auf ihr sitzende Dichtung 36 die Durchführungsöffnung in der oberen Endwand des Steigrohrs 10 für die Steuerstange 32 ab. Demnach kann bei sinkendem Wasserspiegel und sich absenkendem Membrankolben 14 Luft nur über die Drosselöffnung in der Rückschlagklappe 30 in den Hohlraum 16 eindringen.

Die aus den Teilen 12, 14, 16, 26, 30 bestehende Zeitschalt­ einrichtung steuert im Beispielsfall eine insgesamt aus einem Vorsteuerventil 38, einem Steuerventil 40 und einer pneumati­ schen Stelleinrichtung 42 für das Steuerventil 40 bestehen­ de Ventilanordnung. Der mit A bezeichnete Eingang des Vor­ steuerventils 38 ist ständig an die Unterdruck-Abwasserlei­ tung in Fließrichtung hinter dem Absperrventil angeschlos­ sen, steht somit ständig unter Unterdruck. Wenn sich der Membrankolben 14 bei Unterdruckbeaufschlagung um mehr als das Bewegungsspiel längs der Führung 34 hebt, wird die Steuer­ stange 32 nach oben mitgenommen und öffnet das durch ein Gewicht 44 vorbelastete Vorsteuerventil 38. Dadurch pflanzt sich der Unterdruck vom Ventilanschluß A durch das Vorsteuer­ ventil 38 hindurch über den Ventilausgang 8 in eine Steuer­ leitung 46 fort, die einerseits an dem Ventileingang C des Steuerventils 40 und andererseits bei E an die pneumatische Stelleinrichtung 42 angeschlossen ist. Die Steuerstange 32 wird im Beispielsfall durch einen mechanischen Schnapper 48, der z.B. die Form einer gegen einen Nocken an der Steuer­ stange 32 drückenden, federbelasteten Kugel haben kann, in ihrer oberen Stellung gehalten, bei welcher das Vorsteuer­ ventil 38 geöffnet ist.

Ein ähnlicher Schnapper 50 wirkt auf die mit dem Ventilkör­ per des Steuerventils 40 verbundene Kolbenstange der pneuma­ tischen Stelleinrichtung 42 und stellt einen bestimmten Wider­ stand dar, den die pneumatische Stelleinrichtung 42 Überwin­ den muß, bevor das Steuerventil 40 geöffnet wird.

Im einzelnen besteht die pneumatische Stelleinrichtung 42 im Beispielsfall aus einem elastischen Kolben 52, z.B. aus Gummi, der verschieblich, aber dicht an der Zylinderwand der Stell­ einrichtung 42 anliegt. Bei genügender Biegsamkeit des Kolbens 52 könnte er am äußeren Umfang auch fest mit der Zylinderwand verbunden sein. Der Kolben 52 hat eine größere wirksame Kolbenfläche als die dem Unterdruck am Ventilein­ gang C ausgesetzte Stirnfläche des Ventilkörpers (Schiebers) des Steuerventils 40. Da beide Flächen demselben Unterdruck der Steuerleitung 46 ausgesetzt sind, zieht der Kolben 52 der pneumatischen Stelleinrichtung 42 das Steuerventil 40 in die Öffnungsstellung nach oben, sobald das Vorsteuerventil 38 durch die Steuerstange 32 geöffnet worden ist, falls der Un­ terdruck am Anschluß A ausreicht, um den durch den Schnapper 50 auf die Kolbenstange des Kolbens 52 ausgeübten Widerstand gegen Verschiebung zu überwinden. Damit der Schnapper 50 die Kolbenstange des gummielastischen Kolbens 52 nicht seitlich wegdrückt, sind mit der Kolbenstange oberhalb und unterhalb des mit 54 bezeichneten Nockens des Schnappers 50 im Zylinder der Stelleinrichtung 42 geführte Führungsscheiben 56, 58 ver­ bunden.

Sobald die pneumatische Stelleinrichtung 42 den Ventilkörper des Steuerventils 40 nach oben in die geöffnete Stellung ge­ zogen hat, gelangt der Unterdruck vom Ventileingang C zum Ventilausgang D und von dort über eine Steuerleitung 60 in bekannter Weise zum Absperrventil, welches dadurch geöffnet wird, so daß das im Sammelbehälter und Steigrohr 10 angesam­ melte Abwasser durch das geöffnete Absperrventil in die Unter­ druck-Abwasserleitung gesaugt wird.

Wenn nach dem Sinken des Wasserspiegels der Membrankolben 14 infolge seines Eigengewichts, des zusätz­ lichen Gewichts 26 und ggf. einer Federbelastung je nach Größe der Drosselöffnung in der Rückschlagklappe 30 mehr oder weniger schnell absinkt, wird die Steuerstange 32 durch den reibungsschlüssigen Angriff des Schnappers 48 zunächst noch in ihrer oberen Stellung gehalten, so daß auch das Vorsteuerventil 38 und das Steuerventil 40 geöffnet bleiben, bis das Abwasser und ggf. noch anschließend eine bestimmte Menge Luft über das Absperrventil in die Unterdruck-Abwasser­ leitung eingesaugt worden sind. Nach Ablauf der durch Wahl der Größe der Drosselöffnung in der Rückschlagklappe 30 und das Gewicht 26 vorbestimmten Zeitdauer für das Absinken des Membrankolbens 14 kommt das obere Ende der Führung 34 am un­ teren Ende der Steuerstange 32 zur Anlage und zieht diese unter Überwindung des Widerstands des Schnappers 48 mit nach unten. Dadurch wird der Ventilkörper des Vorsteuerventils 38 in die Schließstellung zurückgeführt. Dazu kann eine feste Verbindung des Ventilkörpers des Vorsteuerventils 38 mit der Steuerstange 32 bestehen. Vorgezogen wird jedoch, wie ge­ zeigt, eine axial verschiebliche Verbindung zwischen dem Ventilkörper des Vorsteuerventils 38 und der Steuerstange 32, derart, daß der Ventilkörper zwar in Öffnungsrichtung von der Steuerstange 32 nach oben mitgenommen wird, wobei die Halte­ rung an der Steuerstange für den Ventilkörper z.B. an dem Ge­ wicht 44 oder einem axialen Bund am Ventilkörper angreift, die Rückführung des Ventilkörpers in seine geschlossene Stel­ lung jedoch allein durch die Gewichtsbelastung 44 erfolgt und die Steuerstange 32 sich ggf. auch dann noch weiter absenken kann, wenn der Ventilkörper bereits seine Schließstellung er­ reicht hat, wobei die ihn führende Halterung an der Steuer­ stange 32 axial längs des Ventilkörpers gleitet.

Die pneumatische Stelleinrichtung 42 ist bei dem Ausführungs­ beispiel nur mit einem einzigen Unterdruckanschluß E versehen und in dieser bevorzugten einfachen Ausführungsform nicht in der Lage , das Steuerventil 40 positiv in die Schließstellung zurückzuschalten. Diese Schaltbewegung wird, im Beispielsfall unmittelbar durch die Steuerstange 32 ausgeführt, indem diese über einen an der Kolbenstange des Kolbens 52 und dem Ventilkörper des Steuerventils 40 angreifenden Hebel 62 diese Teile mit nach unten zieht, nachdem das Vorsteuerventil 38 geschlossen worden ist. Der Hebel 62 ist über eine Führung 64 mit axialem Bewegungsspiel mit der Steuerstange 32 verbunden, welche dafür sorgt, daß beim Anheben der Steuerstange 32 keine Mitnahme des Ventilkörpers des Steuerventils 40 über den Hebel 62 erfolgt und die Schließbewegung des Steuerven­ tils 40 gegenüber der Schließbewegung des Vorsteuerventils 38 etwas verzögert ist.

Auch zwischen dem Hebel 62 und der mit dem Ventilkörper des Steuerventils 40 verbundenen Kolbenstange des Kolbens 52 kann eine axial verschiebliche, durch einen Anschlag begrenzte Verbindung vorgesehen sein und eine Gewichtsbelastung 66, die nach Überwindung des Verschiebewiderstands durch den Schnap­ per 50 beim Herabziehen des Ventilkörpers des Steuerventils 40 durch die Steuerstange 32 und den Hebel 62 den Ventilkörper in die ganz geschlossene Stellung zurückführt.

Am Vorsteuerventil 38 ist bei 68 eine Leckage angeordnet und in entsprechender Weise ist auch am Steuerventil 40 bei 70 eine Leckage vorgesehen. Diese Leckagen 68 und 70 können z.B. so ausgebildet sein, daß ein konischer Stift oder Schaft des Ventilkörpers eine mit ihm zusammenwirkende Bohrung bei ge­ öffnetem Ventil 38 bzw. 40 fest verschließt, aber bei ge­ schlossenem Ventil 38 bzw. 40 ein Ringspalt zwischen dem ko­ nischen Stift oder Schaft und der Bohrung offensteht, durch den Luft in die Ausgangsseite des Ventils 38 bzw. 40 ein­ strömen kann. Die nach dem Schließen des Vorsteuerventils 38 durch die Leckage 68 in die Steuerleitung 46 einströmende Luft beseitigt das Restvakuum in der pneumatischen Stellein­ richtung 42, so daß die Steuerstange 32 das Steuerventil 40 in die geschlossene Stellung zurückführen kann. Die nach dem Schließen des Steuerventils 40 durch die Leckage 70 in die Steuerleitung 60 einströmende Luft beseitigt das Restvakuum im nicht gezeigten Absperrventil der Unterdruck-Abwasserlei­ tung, so daß das Absperrventil wieder schließt und die Unterdruck-Abwasserleitung vom Abwasser-Sammelbehälter des Hauses abtrennt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ventile 38 und 40 sowie die pneumatische Stelleinrichtung 42 übereinan­ der angeordnet. Dies muß nicht notwendigerweise so sein. Selbstverständlich kann die Steuerstange 32 auch so abgewin­ kelt und/oder mit seitlichen Armen versehen sein, daß die Ventile 38 und 40 nebeneinander oder in beliebiger anderer räumlicher Zuordnung angeordnet sein können.

Fig. 2 zeigt den unteren Teil der Steuervorrichtung, durch wel­ chen bei einem bestimmten Wasserstand im Sammelbehälter, an den unten das in Fig. 3 gezeigte Rohr 71 angeschlossen ist, ein Schaltvorgang zum Öffnen des Absperrventils ausgelöst wird. Dieser Teil der Steuervorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Membran 72, die bei einem bestimmten statischen Wasser­ druck soweit ausgelenkt wird, daß über einen mit ihr verbun­ denen Stift 74 und einen Mitnehmer 76 ein Schaltventil 78 ge­ öffnet wird. Dadurch wird eine Verbindung hergestellt zwischen einer an die Unterdruck-Abwasserleitung 10 in Fließrichtung hinter dem Absperrventil angeschlossenen Unterdruck-Steuer­ leitung 80 und der bereits genannten Leitung 82, die in die Membrandose 12 führt. Sobald durch den Unterdruck in der Mem­ brandose 12 die Membran 14 hochgezogen wird, laufen anschlies­ send die vorstehend beschriebenen Schaltvorgänge der Steuer­ ventile 38 und 40 ab.

Das Schaltventil 78 ist im Beispielsfall in einem Innenrohr 84 nahe dessen unterem Ende montiert. Dieses Innenrohr ist von oben her in ein äußeres Schutzrohr 85 eingeschoben, welches z. B. gemäß Fig. 3 mit dem Rohr 71 fest und dicht verbunden sein oder von oben her in den Sammelbehälter bis in Bodennähe eingeführt sein kann. Das Innenrohr 84 mit dem Schaltventil 78 läßt sich für Wartungszwecke nach oben aus dem Schutzrohr 85 herausziehen. Die Endstellung der beiden Rohre 84 und 85 kann durch einen unten, aber auch oben angebrachten Anschlag 86 be­ stimmt sein. Eine O-Ring-Dichtung 88 verhindert, daß Wasser durch den Ringspalt zwischen den beiden Rohren 84 und 85 nach oben z. B. in einen Schutzbehälter eindringen kann, der den in Fig. 1 gezeigten oberen Teil der Steuervorrichtung auf­ nimmt. Die Dichtung 88 könnte auch am oberen Ende der Rohre 84, 85 angebracht sein, so daß sich diese leichter ineinanderschieben lassen.

Vorzugsweise ist das äußere Schutzrohr 85 oben fest mit dem ge­ nannten Schutzbehälter für den oberen Teil der Steuervorrich­ tung verbunden und unten z. B. mittels eines T-Stücks an der Leitung 71 festgelegt. Das Innenrohr 84 sitzt im montierten Zustand, gehalten durch eine oder mehrere Dichtungen 88, fest, aber lösbar im äußeren Schutzrohr 85. Am oberen Ende kann das Innenrohr 84 aus dem Schutzrohr 85 herausragen, und der ge­ nannten Schutzbehälter kann auf dieses herausragende Ende des Innenrohrs 84 aufgesetzt und dadurch festgelegt werden.

Das untere Ende des Innenrohrs 84 ist durch die z. B. aus Gummi bestehende Membran 72 abgeschlossen. Im Beispielsfall nach Fig. 2 ist die Membran 72 zwischen einem am unteren Ende des Innen­ rohrs 84 ausgebildeten Innenflansch und einer vom gegenüber­ liegenden Ende des Innenrohrs 84 aus eingeführten und in der endgültigen Stellung eingeklebten Büchse 90 eingespannt. Die Nut zur Aufnahme der Dichtung 88 wurde in diesem Fall nach dem Einkleben der Büchse 90 eingedreht. Alternativ kann auch ein Innenrohr 84 größerer Wandstärke verwendet werden, das am un­ teren Ende radial innen ausgedreht wird, so daß in die erwei­ terte Bohrung die Membran 72 eingesetzt und dann durch einen eingeklebten Ring festgelegt werden kann.

An dem Stift 74 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein scheibenförmiges Gewicht 92 befestigt, welches im Zusammen­ wirken mit einer Zwischenwand 94 im Innenrohr 84 gleichzeitig als Anschlag wirkt. Bis zur Anlage an der Zwischenwand 94 hat das Gewicht 92 die Tendenz, die Membran 72 nach unten auszuwöl­ ben.

Der mit dem Stift 74 verbundene Mitnehmer 76 greift an dem Ven­ tilglied 96 des Schaltventils 78 an. Das Ventilglied 96 trägt am unteren Ende eine Flachdichtung oder eine sogenannte V-Ring- Dichtung, die mit einem konischen Wandbereich des Ventilge­ häuses dichtend zusammenwirkt und eine über die Leitung 80 ständig unter Unterdruck stehende untere Ventilkammer 98 von einer im Querschnitt größeren oberen Ventilkammer 100 trennt, die über die Leitung 82 mit der Membrandose 12 verbunden ist. Die Beweglichkeit des Ventilglieds 96 und dessen Verbindung über den Mitnehmer 76 mit dem Stift 74 sind so gewählt, daß im geschlossenen Zustand des Schaltventils 78 auch der auf das Ventilglied 96 wirkende Unterdruck in der Ventilkammer 98 dazu beiträgt, die Membran 72 in derselben Richtung wie das Gewicht 92 und das Eigengewicht zu belasten.

Mit steigendem Wasserstand im Abwasser-Sammelbehälter wird die Membran 72 durch den Wasserdruck in der Leitung 71 gegen die genannte Vorbelastung aus der nach unten durchgewölbten Aus­ gangsstellung nach oben gedrückt. Wenn die Membran etwa ihre mittlere, horizontale Stellung erreicht, hat der Stift 74 über den Mitnehmer 76 das Ventilglied 96 so weit angehoben, daß die elastische Dichtung im Ventil plötzlich ihren dichten Sitz am Ventilgehäuse verliert und das Ventil in die geöffnete Stel­ lung aufspringt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Membran 72 nur geringfügig gegenüber der untersten Kante der Rohre 84 und 85 zurückgesetzt. Diese werden jedoch bis etwa an den Strömungs­ querschnitt der Leitung 71 heran vorgeschoben, so daß die Mem­ bran 72 unmittelbar vom Abwasser bespült und infolge der schnellen Strömung beim Öffnen des Absperrventils gereinigt wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 im wesentlich nur durch die andere Art der Befestigung der Membran 72. Diese sitzt gemäß Fig. 3 nach Art einer Kappe auf dem unteren Ende des Innenrohrs 84. Der Rand der Membran ist verdickt und greift in eine äußere Ring­ nut im Innenrohr 84 ein, so daß die Membran 72 zuverlässig gehalten ist. Gleichzeitig bildet dieser Rand eine Dichtung entsprechend der O-Ring-Dichtung 88 zwischen den beiden Rohren 84 und 85.

Die Rohre 84 und 85 können einen Durchmesser von etwa 30 bis 100 mm haben. Vorgezogen wird ein Durchmesserbereich von etwa 30 bis 60 mm, d. h. der wirksame Durchmesser der Membran 72 sollte etwa bei 35 bis 45 mm liegen. In Relation dazu ist die im geschlossenen Zustand des Schaltventils 78 mit dem Unter­ druck der Steuerleitung 80 beaufschlagte Fläche der Flach­ dichtung oder V-Ring-Dichtung am Ventilglied 96 zu sehen, die vorzugsweise etwa 3 bis 10 mm, in bevorzugter praktischer Aus­ führung 6mm Durchmesser hat. Die wirksame Fläche der Membran 72, die beim Auslösen des Schaltvorgangs zum Öffnen des Absperrven­ tils mit dem Druck des im Sammelbehälter ansteigenden Wasser­ stands beaufschlagt wird, ist somit nur etwa 40 mal größer als die als Steuerfläche mit dem System-Unterdruck beaufschlagte Fläche des Ventilglieds 96 des Schaltventils 78. Im Gegensatz dazu war bisher bei bekannten Abwasseranlagen die mit dem Druck des im Sammelbehälter ansteigenden Abwassers beaufschlagte Mem­ branfläche 100 bis 200 mal so groß wie die beim Öffnen in Gegen­ richtung mit dem System-Unterdruck beaufschlagte Steuerfläche des Schaltventils. Infolgedessen konnten sich bisher Druckän­ derungen in der Abwasserleitung nicht auf den zum Auslösen des Schaltvorgangs notwendigen Wasserstand im Sammelbehälter aus­ wirken. Werden jedoch die dem System-Unterdruck ausgesetzte Steuerfläche des Schaltventils 78 und die Fläche der Membran 72, wie hier vorgeschlagen, einander angenähert - das frühere, be­ kannte Flächenverhältnis unterscheidet sich davon um mehr als 100% - so bildet die infolge des System-Unterdrucks am Ventil­ glied 76 wirksame Gegenkraft einen so stark wirksamen Faktor, daß Änderungen des Unterdrucks in der Abwasserleitung und damit auch in der Steuerleitung 80 die Bewegung der Membran 72 infol­ ge der Belastung durch den Wasserstand im Sammelbehälter merk­ lich beeinflussen. Auf diese Weise wird bei stärkerem Unterdruck in der Abwasserleitung erst bei einem höheren Wasserstand im Sammelbehälter das Öffnen des Absperrventils ausgelöst, und um­ gekehrt bewirkt ein schwächerer Unterdruck in der Abwasserlei­ tung, daß das Absperrventil schon bei einem kleineren Abwasser­ volumen im Sammelbehälter öffnet.

Es versteht sich, daß sich das Schaltventil 78 und die Membran 72 nicht unbedingt in einem Rohr im wesentlichen senkrecht unter einem den oberen Teil der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 auf­ nehmenden Schutzgehäuse bzw. Schaltkasten befinden müssen. Für die Funktion ist die Lage der Schaltauslösevorrichtung 72, 78 relativ zum oberen Teil der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 un­ erheblich, weil die Leitung 82 in weiten Grenzen beliebig ver­ legt werden kann.

Es ist weiterhin unerheblich, ob überhaupt der Membrandose 12 eine Schaltauslösevorrichtung gemäß Fig. 2 vorgeschaltet wird, die bewirkt, daß die Membran 14 durch den über die Leitung 82 herangeführten System-Unterdruck angehoben wird. Stattdessen könnte die Membrandose 12 z. B. auch das obere Ende eines mit dem Abwasser-Sammelbehälter oder seinem Auslaß verbundenen Steig­ rohrs sein, so daß bei steigendem Wasserstand im Sammelbehälter das in dem Steigrohr zunehmend zusammengedrückte Luftvolumen die Membran 14 bis zum Auslösen der Schaltvorgänge der Steuer­ ventile 38, 40 nach oben drückt. Eine derartige Anordnung ist z. B. in der DE-PS 24 62 295 und der DE-GM 85 24 447 gezeigt. Die nachstehend im Zusamenhang mit Fig. 1 beschriebene erfin­ dungsgemäße Zusatzeinrichtung kommt für alle derartigen Steuer­ vorrichtungen in Frage, die mit einem über eine Drosselöffnung belüftbaren Hohlraum 16 als Zeitsteuerglied für die Öffnungs­ zeit des Absperrventils arbeiten, unabhängig davon, wie das Öffnen des Absperrventils ausgelöst wird und welche sonstigen Steuerventile zwischen das Zeitschaltglied und das Absperrventil geschaltet sind.

Erfindungsgemäß geht es darum, die Veränderungen des Unter­ drucks in der Abwasserleitung als Parameter der Öffnungsdauer des Absperrventils wirksam werden zu lassen. Zu diesem Zweck sieht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine insgesamt mit 102 bezeichnete Stelleinrichtung vor, die in Abhängigkeit vom Unterdruck der Abwasser-Leitung die Weite der Drosselöffnung zur Belüftung des Hohlraums 16 beeinflußt.

Die Stelleinrichtung 102 besteht im einzelnen aus einer Hohl­ kammer 104 in Form einer Membrandose, die über eine Leitung 106 an die Unterdruck-Abwasserleitung 10 angeschlossen ist und so­ mit ebenfalls ständig unter Unterdruck steht. Die mit 108 be­ zeichnete Membran der z. B. am Schutzgehäuse der Steuervor­ richtung befestigten Membrandose 104 ist fest mit einer Zahn­ stange 110 verbunden, die bei axialer Bewegung ein Ritzel 112 antreibt. Die Welle 114 des Ritzels 112 ist drehbar, aber axial fest gelagert, z. B. in einem an der Membrandose 12 oder dem Schutzgehäuse der Steuervorrichtung befestigten Lager 116. In der als Hohlwelle ausgebildeten Ritzelwelle 114 ist z. B. mittels einer Vielkeilverbindung oder einer Feder-Nut-Verbin­ dung eine Spindel 118 undrehbar, aber axial verschieblich ge­ lagert. Das äußere Ende der Spindel 118 ist mit Gewinde ver­ sehen und greift in eine Gewindebohrung in einem Rohrstutzen 120 ein, der im Beispielsfall den Luftein- und -auslaß mit geloch­ ter Rückschlagklappe 30 der Membrandose 12 bildet. Wenn das Ritzel 112 und die Ritzelwelle 114 durch die Zahnstange 110 gedreht werden, schraubt sich die Spindel mehr oder weniger weit in den lichten Querschnitt der Belüftungsöffnung 120 der Membrandose 12 hinein und verändert diesen und somit auch die für die Öffnungsdauer des Absperrventils maßgebende Zeit­ dauer, während der die Membran 14 aus der hochgezogenen oder hochgeschobenen Stellung wieder in die gezeigte Ausgangs­ stellung zurücksinkt, indem langsam, gedrosselt Luft durch die Lufteinlaßöffnung 20 in die Membrandose 12 einströmt.

Die Elastizität der Membran 108 wird bei dem Ausführungsbei­ spiel durch eine Druckfeder 122 unterstützt, die dem über die Leitung 106 zugeführten Unterdruck entgegenwirkt. Damit die Membran 108 nicht unruhig auf alle Druckspitzen und schnellen Änderungen des Unterdrucks in der Abwasserleitung reagiert, sondern die Zahnstange 110 nur jeweils den etwas länger wir­ kenden Änderungen des Druckniveaus in der Abwasserleitung fol­ gen läßt, mündet die Leitung 106 über eine Drosselöffnung 124 in die Hohlkammer 104. In Fig. 1 ist das Prinzip der Stell­ einrichtung 102 nur schematisch dargestellt. Es versteht sich, daß die auf den Unterdruck in der Abwasserleitung ansprechen­ de Stelleinrichtung im Detail anders ausgebildet sein kann. Für das Ausführungsbeispiel kommt es lediglich darauf an, daß bei Änderungen des System-Unterdrucks der Strömungsquerschnitt des Lufteinlasses in die Membrandose 12 verändert wird. Dies kann z. B. auch in der Weise geschehen, daß an der Membrandose 12 zwei den inneren Hohlraum 16 mit der Außenatmosphäre verbinden­ de Rohrstutzen 120 vorhanden sind, von denen der eine mit einer Rückschlagklappe 30 versehen ist und beim Anheben der Membran 14 als Luftauslaßöffnung dient, während der andere eine Dros­ selöffnung für den Lufteinlaß beim Absenken der Membran 14 bil­ det, und diese Drosselöffnung durch die Spindel 118 der Stell­ einrichtung 102 in ihrer Öffnungsweite verändert werden kann. Zusätzlich zu diesem Lufteinlaß kann auch noch eine weitere Drosselöffnung in der Rückschlagklappe vorhanden sein.

In weiterer Modifikation der Erfindung ist als Lufteinlaßöffnung der Membrandose 12 anstelle eines Rohrstutzens 120 ein Stück Schlauch vorgesehen, das durch die in einem anderen feststehen­ den Gewinde geführte Stellspindel 118 mehr oder weniger stark zusammengedrückt wird. Alternativ besteht daneben die weitere Möglichkeit, daß die Lufteinlaßöffnung zur gedrosselten Belüftung des Hohlraums 16 mit einem Einlaßventil versehen ist, dessen z.B. konischer Ventilkörper durch eine Stelleinrichtung ent­ sprechend der Stelleinrichtung 102 axial verstellt wird und durch diese mit Bezug auf die Lufteinlaßöffnung axiale Bewegung des Ventilglieds die Drosselwirkung des Ventils in der Lufteinlaßöffnung verändert wird.

Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, daß an der Membrandose 12 wie bisher eine Lufteinlaßöffnung mit fest eingestellter Drosselöffnung vorhanden ist, zusätzlich aber am Ende der Hubbewegung der Membran 14 ein Ventil betä­ tigt wird, welches über eine Drosselöffnung eine Verbindung herstellt zwischen einer an die Unterdruck-Abwasserleitung angeschlossenen Leitung und einer die Unterseite der Membran 14 überdeckenden Gegendose zur Membrandose 12. Die Membran 14 kann in dieser Abwandlung der Ausführung nach Fig. 1 demnach von beiden Seiten mit dem System-Unterdruck beaufschlagt wer­ den, und zwar während der Hubbewegung auf der Oberseite und während der Absinkbewegung auf der Unterseite. Auch in diesem Fall führt ein stärkerer Unterdruck in der Abwasserleitung zu einer schnelleren Absinkbewegung der Membran 14 und damit zu einer kürzeren Öffnungsdauer des Absperrventils. Vorteil­ haft ist, daß man ohne Stellantrieb mit relativ zueinander beweglichen Teilen auskommt. Es bedarf nicht einmal eines zu­ sätzlichen Ventils, wenn der Unterdruck der Abwasserleitung über eines der ohnehin vorhandenen Steuerventile, wie z.B. das Ventil 38 oder 40, also beispielsweise über eine Zweiglei­ tung der Steuerleitung 46, in Verbindung mit der Gegendose auf der Unterseite der Membran 14 gebracht wird.

Das üblicherweise in Form einer Membrandose 12 vorhandene Zeit­ glied der bekannten Steuervorrichtungen der Absperrventile kann auch noch in anderer Weise als durch veränderliche Drosselung der einströmenden bzw. abgesaugten Luft in Abhängigkeit vom System-Unterdruck beeinflußt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht z.B. darin, zwischen der Membran 14 und der Führungs­ büchse 28 eine Druckfeder einzuspannen und z.B. aufseiten der Führungsbüchse 28 das Federlager mittels eines Stellantriebs entsprechend dem Stellantrieb 102 axial zur Membran 14 hin ausfahrbar zu gestalten, so daß bei stärkerem Unterdruck in der Abwasserleitung die genannte Feder stärker vorgespannt wird und dementsprechend auch die Membran 14 aus der angeho­ benen Stellung schneller in die gezeigte untere Stellung zurückführt.

Nochmals eine weitere Möglichkeit besteht darin, je nach der Stärke des Unterdrucks in der Abwasserleitung das Volumen des Hohlraums 16 zu verändern, in welches während der Öffnungs­ dauer des Absperrventils über eine Drosselöffnung langsam Luft einströmt. Zu diesem Zweck können z.B. mit dem Hohlraum 16 der Membrandose 12 ein oder mehrere Nebenkammern verbunden sein, die beim Öffnen des Absperrventils über die Leitung 82 ebenfalls evakuiert werden. Je nach Stärke des Unterdrucks in der Abwasserleitung können durch in Abhängigkeit vom Unter­ druck betätigte Ventile diese Nebenkammern zugeschaltet oder von dem Hohlraum 16 getrennt werden.

Anstelle dieser abgestuften Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Hohlraums 16 kann eine stufenlose Veränderung seines Vo­ lumens vorgesehen werden, indem z.B. durch einen an den Un­ terdruck der Abwasserleitung angeschlossenen Stellantrieb ähnlich dem Stellantrieb 102 ein schraubbares Zwischenglied des Schaltgestänges 32, 34 gedreht und dadurch in seiner Länge verändert wird, so daß der Schaltvorgang zum Öffnen des Absperrventils je nach wirksamer Länge des Zwischenglieds in unterschiedlich hoch angehobener oder angezogener Stellung der Membran 14 ausgelöst wird und anschließend ein mehr oder weniger großes Luftvolumen in den Hohlraum 16 einströmen muß, um die Membran 14 wieder in ihre untere Ausgangsstellung zurücksinken zu lassen.

Die vorstehend behandelten Maßnahmen zum besseren Absaugen des Abwassers über eine längere Unterdruck-Abwasserleitung mit einer Vielzahl daran angeschlossener Haushalte oder sonstiger Wasserverbrauchsstellen, vorzugsweise mit einer Luftmenge, die das zwei- bis fünfzehnfache der Abwasser­ menge beträgt, können ergänzt werden durch eine neue Art der Verlegung der Unterdruck-Abwasserleitung 10. Da man bei Unterdruck-Abwassersystemen nicht darauf angewiesen ist, ein für eine ausreichende Fließgeschwindigkeit notwendiges Frei­ gefälle zu schaffen, kann die Leitung den topographischen Gegebenheiten folgen. Es ist dabei seit langem bekannt, in bestimmten Abständen Senken bzw. Taschen zu bilden, in denen das nicht gleich in Pfropfenform bis zur Vakuumstation transportierte Abwasser zusammenläuft und wieder den Rohr­ querschnitt verschließende Pfropfen bildet, die anschließend beim Öffnen eines Absperrventils durch die einströmende Luft weiter zur Vakuumstation hin befördert werden. Speziell für den Bereich der Hausanschlüsse hielt man es bisher gemäß DE-PS 26 41 110 für richtig, die Unterdruck-Abwasserleitung sägezahnartig mit ansteigenden und Gefälleabschnitten zu ver­ legen, wobei die letzteren wenigstens doppelt so lang sein sollten wie die ansteigenden Leitungsabschnitte. Es ist ein­ leitend bereits auf die Nachteile dieser Art der Leitungs­ verlegung eingegangen worden. Gemäß Fig. 4 wird nunmehr vor­ geschlagen, die mit 10 b bezeichneten Gefälleabschnitte nur etwa ebenso lang zu machen wie die ansteigenden Leitungsab­ schnitte 10 a. Beide Abschnitte können jeweils eine Länge von etwa 10 bis 15 m haben, während die Höhendifferenz zwischen den Hoch- und Tiefpunkten der Leitung etwa 10 bis 25 cm be­ tragen kann. Bei den bekannten Anlagen nach der DE-PS 26 41 110 waren die Gefälleabschnitte demnach 100% länger und das Ge­ fälle in der Praxis oft zu schwach. Nach dem neuen Vorschlag ist immer genug Gefälle vorhanden, um verhältnismäßig kurze Senken zu bilden, in denen sich verhältnismäßig kleine, den­ noch den Rohrquerschnitt ausfüllende Wasserpfropfen bilden können. Dieser Vorteil besteht auch dann, wenn nicht gleich­ zeitig, wie oben vorgeschlagen, die Öffnungszeit der Absperr­ ventile selbsttätig in Abhängigkeit des schwankenden Unter­ drucks in der Abwasserleitung verstellt wird. Der Vorschlag, die Gefälleabschnitte nur etwa ebenso lang auszubilden wie die ansteigenden Leitungsabschnitte gilt also generell für Unterdruck-Abwasseranlagen mit einem Wasser/Luft-Verhältnis von etwa 1:2 bis 1:15. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Kombination einer derartigen Leitungsverlegung mit der oben beschriebenen selbsttätigen Steuerung der Öffnungsdauer der Absperrventile in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ab­ wasserleitung, weil dann wegen der verbesserten Druckver­ hältnisse in der Abwasserleitung die Gefahr noch geringer ist, daß das beim Öffnen eines Absperrventils aus einem Haus­ anschluß in die Abwasserleitung einströmende Wasser infolge eines lokal und zeitlich begrenzt wirksamen negativen Druck­ gradienten zunächst in die falsche Richtung anstatt zur Va­ kuumstation hin gesaugt wird.

Um sicherzustellen, daß die Absperrventile nur bei einem be­ stimmten Mindest-Unterdruck öffnen, kann z.B. zwischen einem an der Steuerstange 32 bei der Dichtung 36 befestigten Feder­ lager und der oberen Endwand der Membrandose 12 eine derart bemessene Druckfeder 126 eingespannt sein, daß nur ein aus­ reichend starker Unterdruck in der Lage ist, die Steuerstange 32 in ihre obere Endstellung zu verschieben. Alternativ könnte auch in der Büchse 28 über der Führungsstange 26 eine kurze Feder eingesetzt werden, die ebenso wie die Feder 126 nur am Ende der Hubbewegung der Membran 14 wirksam wird.

Als Alternative zu der oben beschriebenen Ausführung mit einer auf der Unterseite der Membran 14 angeordneten, diese überdek­ kenden und während der Öffnung des Absperrventils mit dem Sy­ stem-Unterdruck beaufschlagbaren Gegendose könnte auch die Membran 14 auf der Unterseite dem normalen Luftdruck ausge­ setzt sein, aber z.B. über eine Stange ähnlich der Zahnstange 110 mit der Membran 108 einer mit Unterdruck beaufschlagbaren Hohlkammer 104 mit Drosselöffnung 124 verbunden sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben einer Unterdruck-Abwasseranlage mit wenigstens einer an eine Vakuumstation angeschlosse­ nen Unterdruck-Abwasserleitung und einer Vielzahl daran jeweils über ein Absperrventil anschließbarer Abwasser- Sammelbehälter auf den zu entwässernden Grundstücken, wobei jedes Absperrventil bei einem bestimmten maximalen Wasserstand im Sammelbehälter geöffnet und nach einer bestimmten Zeitdauer, während der Abwasser und Luft in die Abwasserleitung einströmen, wieder geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzeitpunkte der Absperrventile in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Abwasserleitung durch den Unter­ druck selbst in der Weise verstellt werden, daß bei stei­ gendem absoluten Druck in der Abwasserleitung die einer bestimmten Abwassermenge zugeordnete Öffnungszeit für das Einlassen von Luft in die Abwasserleitung verlängert wird.

2. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 einge­ setzte Steuervorrichtung für ein Absperrventil an einer Unterdruck-Abwasserleitung, welches durch ein Steuerven­ til bei einem bestimmten maximalen Wasserstand in einem Abwasser-Sammelbehälter zu öffnen und nach einer bestimm­ ten Zeitdauer wieder zu schließen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungszeit des Absperrventils durch einen in Abhängigkeit vom Druck in der Unterdruck-Abwasserleitung (10) auf das Steuerven­ til (12, 40) wirkenden Stellantrieb (102) veränderbar ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stell­ antrieb (102) und der Unterdruck-Abwasserleitung (10) ein auf Druckspitzen träge reagierendes Dämpfungsglied (104, 124) angeordnet ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied eine über eine Drosselöffnung (124) mit der Unterdruck- Abwasserleitung (10) verbundene Hohlkammer (104) ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher die Zeitdauer der Öffnung des Absperrventils durch die Dauer der gedrosselten Belüftung eines unter Unterdruck versetzten Hohlraums bestimmt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß durch den Stellantrieb (102) die Öffnungsweite der Drossel­ öffnung (30, 120) des Hohlraums (16) veränderbar ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei welcher die Zeitdauer der Öffnung des Absperrventils durch die Dauer der gedrosselten Belüftung eines unter Unterdruck versetzten, im Volumen veränderlichen Hohlraums mit einer beweglichen Begrenzungswand bestimmt ist, die mit einer dem Unterdruck entgegenwirkenden Kraft vorbe­ lastet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß durch den Stellantrieb der Weg der Begren­ zungswand (14) und/oder die diese belastende Kraft ver­ änderbar ist.

7. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 einge­ setzte pneumatische Steuervorrichtung für ein Absperrventil an einer Unterdruck-Abwasserleitung, welches durch ein Steuerventil bei einem bestimmten maximalen Wasserstand in einem Abwasser-Sammelbehälter zu öffnen und nach einer bestimmten Zeitdauer wieder zu schließen ist, wobei die Zeitdauer der Öffnung des Absperrventils durch die Dauer der gedrosselten Belüftung eines unter Unterdruck ver­ setzten, im Volumen veränderlichen Hohlraums mit einer beweglichen Begrenzungswand bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hohlraum (16) gegenüberliegende Seite der Begrenzungswand (14) bei ge­ öffnetem Absperrventil über eine Drosselöffnung mit dem Unterdruck der Abwasserleitung beaufschlagbar ist.

8. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 einge­ setzte pneumatische Steuervorrichtung für ein Absperrven­ til an einer Unterdruck-Abwasserleitung, welches durch ein Steuerventil bei einem bestimmten maximalen Wasserstand­ in einem Abwasser-Sammelbehälter zu öffnen und nach einer bestimmten Zeitdauer wieder zu schließen ist, wobei das im Sammelbehälter ansteigende Wasser direkt oder über ein in einem Steigrohr eingeschlossenes Luftvolumen gegen eine Vorbelastung Druck auf eine Membran ausübt, durch de­ ren Bewegung ein auf einer verhältnismäßig kleinen Steuer­ fläche mit dem Unterdruck der Abwasserleitung vorbelaste­ tes Schaltventil umschaltbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wirksame Fläche der Membran (72) höchstens etwa 50 mal so groß ist wie die mit Unterdruck belastete Steuerfläche (96) des Schaltven­ tils (78).

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Begrenzungswand (14) des Hohlraums (16) mit einer bestimmten Mindestkraft (126) belastbar ist, welche das Mindestmaß des Unterdrucks in der Unterdruck-Abwasser­ leitung (10) bestimmt, bei welchem die Begrenzungswand (14) in eine Endstellung bewegbar und dadurch ein das Öffnen des Absperrventils bewirkender Schaltvorgang des Steuerventils (40) auslösbar ist.

10. Unterdruck-Abwasseranlage, insbesondere zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit wenigstens einer an eine Vakuumstation angeschlossenen, abwechselnd mit ansteigenden und Gefälleabschnitten verlegten Unterdruck- Abwasserleitung sowie einer Vielzahl daran jeweils über ein Absperrventil anschließbarer Abwasser-Sammelbehälter auf den zu entwässernden Grundstücken, wobei jedes Ab­ sperrventil bei einem bestimmten Wasserstand im Sammel­ behälter zu öffnen und nach einer bestimmten Zeitdauer, während der Abwasser und Luft in die Abwasserleitung einströmen, wieder zu schließen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fließrichtung mit Gefälle verlegten Leitungsabschnitte (10 b) der Unterdruck-Abwasserleitung (10) im Bereich der Hausan­ schlüsse (H) höchstens etwa 20% länger sind als wenig­ stens einer der benachbarten ansteigenden Leitungsab­ schnitte (10 a).