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Vorrichtung zum Steuern des Nullstellmotors und des Pumpenmotors einer Benzinzapfsäule
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die deutsche Patentschrift Nr. 1188334 verwiesen. Mechanische Nullstellvorrichtungen und Steuerungen, die diese Forderung erfüllen, können jedoch vorteilhaft nur dort angewendet werden, wo Preisrechner,
Pumpenmotor und Zapfschlauch mit dem Zapfhahn im selben Säulengehäuse untergebracht sind.
Es ist auch schon eine elektromotorisch angetriebene Nullstellvorrichtung bekannt, bei der das
Einschalten des Nullstellvorganges durch Drehen eines Handhebels erfolgt und bei der der Handhebel in der Einschaltstellung so lange mechansich verriegelt wird, bis der Nullstellvorgang beendet ist und dann automatisch der Pumpenmotor eingeschaltet wird (USA-Patentschrift Nr. 3,216, 659). Da hiebei die
Verriegelung des Handhebels, der über zahlreiche Zwischenglieder den elektrischen Schalter des
Nullstellmotors betätigt, nicht durch den Pumpenmotor selbst erfolgt und auch das Abschalten des
Pumpenmotors durch denselben Handhebel erfolgt, besteht der Nachteil, dass alle Steuerglieder, sowohl die elektrischen als auch die mechanischen am Preisrechner sitzen müssen und sich deshalb die
Vorrichtung für eine Fernsteuerung der Nullstellvorrichtung nicht eignet.
Ausserdem ist der Aufwand an mechanischen Bau-und Steuerteilen sehr gross.
Es ist zwar auch eine Möglichkeit aufgezeigt, durch Verwendung eines Elektromagneten zum
Entriegeln des Pumpenmotorschalters und eines Umschalters zum Einschalten den Pumpenmotor von grösserer Entfernung aus zu steuern, dafür wurde aber auf die Sicherung, dass die Nullstellung nicht vor ihrer Beendigung unterbrochen werden kann, verzichtet. Für neuere Tankstellen, bei denen man bereits dazu übergegangen ist, die Pumpenaggregate und die Preisrechner von der eigentlichen Zapfstelle getrennt aufzustellen, ist es wegen der zu überwindenden Entfernungen vorteilhafter, elektrische
Steuerungen und Antriebe für den automatischen Nullstellvorgang vorzusehen.
Insbesondere bei Selbstbedienungs-und Münztanksäulen werden die Preisrechner mit
Quittungsdruckern ausgerüstet, die einen Beleg über getankte Menge und/oder Preis erstellen und auswerfen. Um auch die Funktionen des Quittungsdruckers in die Automatik mit einzubeziehen, damit dem Kunden zusätzliche Handgriffe nach Bedienungsanleitung erspart bleiben und vor allem damit Fehlbedienungen ausgeschlossen werden können, soll der für die Nullstellautomatik des Preisrechners vorhandene elektrische Antrieb auch dazu benutzt werden, nach erfolgtem Tankvorgang, den Abdruck und das Auswerfen des Beleges zu besorgen und anschliessend die Drucktypenrollen auf Null zu stellen.
Diese Funktionen sollen eingeleitet werden bei Einhängen des Zapfhahns in das Säulengehäuse.
Auch in diesem Falle besteht die Forderung, dass die einmal eingeleiteten Druck-Auswerf-und Nullstellfunktionen nicht mehr unterbrochen werden dürfen, wenn beispielsweise der Zapfhahn vor deren Vollendung wieder herausgenommen wird.
Es ist schon bekannt, den Nullstellmotor während eines Tankzyklus in der Weise zu steuern, dass die von ihm angetriebene Nockenscheibe zum Umschalten eines Schalters zwei Teildrehungen, die zusammen eine ganze Umdrehung ergeben, ausführt (Deutsche Auslegeschrift 1212752). Bei der bekannten Einrichtung dieser Art ist es aber auch möglich, so wie die erste Teildrehung, während welcher der Preisrechner nullgestellt wird, auch die zweite Teildrehung, die zum Abschalten des Pumpenmotors und zum Vorbereiten der nächsten Nullstellung benötigt wird, zu unterbrechen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand also darin, den Nullstellmotor so zu steuern, dass die von ihm auszuführenden Funktionen, wenn sie einmal begonnen sind, nicht mehr vor ihrer Vollendung unterbrochen werden können, damit eine gute Betriebssicherheit gewährleistet ist.
Auf Grund der Vorschriften des Explosionsschutzes, denen alle elektrischen Bauelemente, die an einer Tankstelle installiert werden, unterliegen, müssen diese explosionsgeschützt ausgeführt sein und sind deshalb sehr viel teurer als normale nicht explosionsgeschützte Bauelemente der gleichen Art.
Im Hinblick darauf bestand die der Erfindung zugrundeliegende erweiterte Aufgabe auch noch darin, eine Steuervorrichtung zu finden, bei der ein Minimum an elektrischen Schaltern zur Erreichung der gewünschten Funktionen aufzuwenden ist, wobei nach Möglichkeit auf die zur Zeit vorteilhaftesten, handelsüblichen, magnetisch betätigbaren Schutzrohrkontakte in Form von dreipoligen Wechselschaltern zurückgegriffen werden sollte. Diese Wechselschalter haben den Vorteil, dass sie sehr wenig Raum beanspruchen, leicht zu betätigen sind und eine grosse Lebensdauer haben.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit der Welle des Nullstellmotors zwei Nockenscheiben in getrieblicher Verbindung stehen und jede Nockenscheibe je einem elektrischen Wechselschalter zugeordnet ist, von denen der erste Wechselschalter den Nullstellmotor bei der Drehung der ersten Nockenscheibe aus ihrer Ruhestellung an einen vom Zapfhahnschalter und vom zweiten Wechselschalter unabhängigen Stromversorgungskreis anschliesst und der zweite Wechselschalter mit dem ebenfalls als Wechselschalter ausgebildeten Zapfhahnschalter eine Wechselschaltung bildet,
wobei der Umschaltkontakt des Zapfhahnschalters über einen Ruhekontakt und den Umschaltkontakt des ersten Wechselschalters mit der Wicklung des Nullstellmotors in Reihe liegt und der Schaltschütz des
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Pumpenmotors einerseits am Arbeitskontakt des zweiten Wechselschalters und anderseits an einem Pol der Spannungsquelle angeschlossen ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die beiden Nockenscheiben vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle sitzend während eines Zapfvorganges zu zwei Halbdrehungen, synchron vom Nullstellmotor angetrieben, wobei die erste Halbdrehung das Nullstellen des Preisrechners und das anschliessende Einschalten des Pumpenmotors bewirkt und die zweite bei Wiedereinhängen des Zapfhahns anlaufende Halbdrehung, das Abschalten des Pumpenmotors, das Erstellen und Auswerfen des Quittungsbelegs und die Nullstellung der Drucktypenrollen des Quittungsdruckers, sowie die Vorbereitung des nächsten Tankzyklus bewirkt, und es besitzt die dem ersten Wechselschalter zugeordnete Nockenscheibe doppelt soviele Schaltnocken, wie die dem zweiten Wechselschalter zugeordnete Nockenscheibe.
Eine Alternativlösung zu diesen beiden letztgenannten Merkmalen besteht darin, dass die beiden Nockenscheiben gleiche Form haben und die dem ersten Wechselschalter zugeordnete Nockenscheibe doppelt so schnell angetrieben wird wie die dem zweiten Wechselschalter zugeordnete Nockenscheibe.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung an sich und in zwei Anwendungsbeispielen, denen verschiedene Nullstellmechanismen zugrunde liegen, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Tankstelle, bei der Pumpenaggregate und Registrierwerke von der eigentlichen Zapfsäule getrennt sind, Fig. 2 ein Schaltschema, Fig. 3 eine graphische Darstellung der Schalt-und Betriebszeiten, Fig. 4 einen direkt vom Nullstellmotor angetriebenen Nullstellmechanismus, Fig. 5 einen Nullstellmechanismus, bei dem durch den Nullstellmotor ein Federspeicher gespannt und ausgelöst wird und Fig. 6 in schematisierter Darstellungsform die Anordnung der Schaltelemente und deren Steuerglieder.
In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie neuerdings die einzelnen zu einer Tankstation gehörenden
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von einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe gespeist wird und von dem der abzugebende Kraftstoff durch jeweils eine unterirdische Rohrleitung-9, 10- der eigentlichen Zapfsäule --11-- zugeführt wird, an der sich der Zapfschlauch-12-mit dem Zapfhahn --13-- befindet. Im
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gezogen, die durch einen entsprechenden Anschlag bestimmt wird und bei eingehängtem Zapfhahn - -13-- nimmt er die in Fig. 1 dargestellte untere Stellung ein.
Zwischen dem Nullstellmotor --8--, dem Quittungsdrucker-6-und dem Preisrechner --3-- ist ein Steuergetriebe-16-angeordnet, das einerseits mit der Motorwelle --17-- und der Nullstellwelle--18-des
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Zeichnungen nicht dargestellt ist, in getrieblicher Verbindung steht. In analoger Weise ist auch zwischen dem Preisrechner-2--, dem Quittungsdrucker --5-- und dem Motor-7-eine gleiche Steuervorrichtung vorgesehen, die aber für die Beispielsbeschreibung ausser Betracht bleiben kann. Die erfindungswesentlichen Teile der Steuervorrichtung --16-- sind im Schaltbild der Fig. 2 und in den Fig. 4, 5 und 6 zur Erklärung des Funktionsprinzips dargestellt.
Vom Pumpenmotor, der die Kraftstofförderpumpe für die Zapfsäule-11-und den Durchflussmesser des Preisrechners-3-antreibt, ist nur in Fig. 3 das Symbol seines Schaltschützes gezeigt, durch den er ein-und ausgeschaltet wird.
Im Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Preisrechner mit einer Nullstellvorrichtung zugrunde gelegt, bei der die eigentlichen Nullstellfunktionen von einer mit zwei Steuerkurven versehenen Steuerscheibe-19- (Fig. 4, 5) bewirkt werden, wobei sich die Steuerscheibe bei jedem Nullstellvorgang um 180 dreht. Während der Nullstellantrieb gemäss Fig. 5 wie in der genannten Deutschen Patentschrift Nr. 1188334 von einem auf einem Zapfen-20-schwenkbar gelagerten Zahnsegment--21-, das unter dem Einfluss einer Nullstellfeder --2-- steht, über ein Ritzel --23-- und die Nullstellwelle-18--, eine Mitnehmerscheibe --24-- und an der Steuerscheibe
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- 19-- befestigte Sperrklinken --25-- erfolgt, ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig.
4 die Nullstellwelle--18--fest mit der Steuerscheibe--19--verbunden, und trägt ein zehnzähniges Zahnrad--26--, das während der Nullstellung mit einer nur fünf Zähne aufweisenden Zahnscheibe --27-- in Eingriff kommt und angetrieben wird. Die zahnscheibe --27-- sitzt gemeinsam mit einem Zahnrad--28-und zwei Nockenscheiben--29 und 30-fest auf einer Welle-31-. Das Zahnrad --28-- kämmt mit einem Ritzel-32--, das mit einem Schrauben-oder Schneckenrad--33--verbunden ist, welches mit einer Schnecke --34-- auf der Motorwelle --17-- des Nullstellmotors --8-- in Eingriff steht.
Während die Nockenscheibe --29-- auf einen doppelarmigen bei --35-- schwenkbar gelagerten Hebel --36-- einwirkt, dessen Arm-37eine Abfühlrolle --38-- trägt, die die Peripherie der Kurve --29-- ab fühlt, wird der bei --35'--
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bezeichneten Teile haben gleiche Funktionen.
Weil im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 der Nullstellantrieb von einer Nullstellfeder --2-- über das Zahnsegment --21-- und das Ritzel
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--19-- übertragenspiralförmige Kurvenscheibe--45--vorgesehen, und die Schnecke--34--der Nullstellmotorwelle --17-- durch ein Ritzel --46-- ersetzt. Auf der Peripherie der Kurvenscheibe --45-- gleitet eine Rolle-47--, die auf einem Zapfen --48-- des Zahnsegments --21-- gelagert ist.
Die Hebel-36 und 39-stehen unter Federwirkung, so dass ihre Abfühlrollen-38 und 40-gegen die Nockenscheiben--29 und 30-gedrückt werden.
Wie die Wechselschalter-15, 43 und 44--und der Nullstellmotor --8-- sowie der Schaltschütz--49--, der den Pumpenmotor ein-und ausschaltet, elektrisch geschaltet sind, geht aus Fig. 2 hervor.
Der Umschaltkontakt --44/1-- des Wechselschalters --4--, der von der Nockenscheibe --30-- bzw. durch den Magneten --42-- des Hebels --39-- beeinflusst wird, ist direkt mit dem einen Pol--50--der Stromquelle verbunden. Sein Ruhekontakt --44/2-- ist über eine Leitung --52-- mit dem Arbeitskontakt --15/3-- des Wechselschalters --15-- verbunden, während der Arbeitskontakt --44/3-- des Wechselschalters --44-- über eine Leitung --53-- mit dem
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--15/2-- des Wechselschalters --15-- verbunden- verbunden, dessen Umschaltkontakt --43/1-- durch die Leitung --55-- an die Motorwicklung des Nullstellmotors --8-- geführt ist, deren anderes Ende durch die Leitung-56am zweiten Pol--51--der Stromquelle angeschlossen ist.
Die beiden Wechselschalter--15 und 44-bilden also eine Wechselschaltung.
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über die Leitung --50'-- mit dem Pol --50-- der Stromquelle verbunden. Über-53 und 58-ist die Wicklung des Schaltschützes --49-- mit dem Arbeitskontakt --44/3-- des Wechselschalters - verbunden. Das andere Ende der Wicklung des Schaltschützes --49-- liegt über eine Leitung--59--am Pol--51--der Spannungsquelle. Die beiden strichpunktierten Linien --60
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vom Nullstellmotor --8-- angetrieben werden.
Weil es für die Funktionsweise der Vorrichtung von erheblicher Bedeutung ist, sei noch darauf hingewiesen, dass die Nockenscheibe --29-- zwei Nocken --29/1 und 29/2-und zwei Einschnitte --29/3 und 29/4-besitzt, während die Nockenscheibe --30-- nur eine Nocke --30/1-- und einen Einschnitt --30/2-- hat.
Wenn der Zapfhahn --13-- auf dem Hebel --14-- der Zapfsäule --1-- hängt, haben die Wechselschalter-15, 43, 44-- und die Nockenscheiben --29 und 30-die in den Fig. 2,4 und 5 dargestellten Funktionsstellungen inne. Die ganze Anlage ist ausser Betrieb, weder der Nullstellmotor
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nochZapfvorganges an. Der nächste Zapfvorgang beginnt damit, dass der Zapfhahn--13-vom Hebel --14-- der Zapfsäule --1-- abgenommen wird und die Feder --16-- dadurch den Hebel
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- nach oben zieht, wobei der Umschaltkontakt --15/1-- vom Ruhekontakt --15/2-abgehoben und auf den Arbeitskontakt --15/3-- umgelegt wird (Schaltvorgang-a-, Fig. 3). In
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Der Nullstellmotor-8-läuit an und setzt die Welle-31- (Fig. 4 und 5) in Richtung der Pfeile --62-- in Drehbewegung. Dabei geschieht folgendes : zunächst wird der Hebel --36-- durch die Nocke --29/1-- der Nockenscheibe --29-- so verschwenkt, dass der Permantentmagnet
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nicht unterbrochen wird. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 ist währenddessen die Rolle --47-- des Zahnsegmentes-21-vom grosseren Radius der Kurvenscheibe-45-auf den kleineren abgefallen und hat dabei die Nullstellung des Preisrechners --3-- bewirkt.
Der Nullstellmotor - läuft nun solange, bis die Abfuhlrolle-38-des Hebels-36-in den Einschnitt --29/4-- der Nockenscheibe --29-- einfällt, wodurch der Wechselschalter --43-- wieder in
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Hebels-39-den Einschnitt-30/2--der50-50'-44/1-44/3-53-58-49-59-51. Der Pumpenmotor der Zapfsäule ist eingeschaltet und bei öffnen des Zapfhahns-13-fliesst aus diesem Kraftstoff. Das eigentliche Zapfen beginnt (Phase zwischen-f und g--, Fig. 3). Währenddessen werden auf den Zahlenrollen des Preisrechners--3-Preis und Menge registriert.
Während im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 der Nullstellvorgang der Zahlenrollen des Preisrechners bereits zu Beginn der Drehbewegung der Welle --31-- erfolgt, wird diese im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 etwa in der Mitte der Halbdrehung der Welle --31-- dann ausgeführt, wenn die Zähne der Zahnscheibe --27-- das Zahnrad --26-- in Drehung versetzen.
Die während der Kraftstoffentnahme vom Preisrechner--3--registrierten Werte werden gleichzeitig in den Quittungsdrucker --6-- übertragen.
Nach beendeter Benzinabnahme wird der Zapfhahn --13-- wieder auf den Haken --14-- der Zapfsäule--11--gehängt und dabei der Wechselschalter--15--wieder in seine ursprüngliche Schaltstellung gebracht, in der der Umschaltkontakt --15/1-- an dem Ruhekontakt --15/2-- liegt (Schaltvorgang Fig. 3). Durch diesen Schaltvorgang erhält der Nullstellmotor --8-- wieder Spannung ; 50-50'-44/1-44/3-53-15/2-15/1-54-43/2-43/1-55-8-56-51. Damit beginnt die zweite Halbdrehung der Welle-31-und damit der Nockenscheiben-29 und 30--.
Durch die Nocke --29/2-- wird nun in der gleichen Weise wie bei der ersten Halbdrehung der Nockenscheibe --29-- der Wechselschalter --43-- umgeschaltet (Schaltvorgang --h--), so dass der Nullstellmotor --8-- wieder über dem Umschaltkontakt-43/1-, den Arbeitskontakt-43/2--- und die Leitung-57 bzw.
50'-an der Klemme --50-- angeschlossen ist, und solange eingeschaltet bleibt, bis die zweite Halbdrehung der Welle--31--vollendet ist (Schaltphase --f--), nach der der Hebel--36--mit seiner Abfühlrolle --38-- in den Einschnitt --29/3-- wieder
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grossen Radius der Nockenscheibe --30-- angehoben, und dadurch der Wechselschalter--44-wieder in seine ursprüngliche Schaltstellung umgeschaltet worden (Schaltvorgang
Die Schaltphase--a--ist der Beginn des Zapfvorganges und die Schaltphase --1-- das Ende.
Vorausgesetzt, dass der Zapfhahn --13-- zwischen zeitlich nicht wieder vom Hebei --14-- der Zapfsäule-11-abgenommen worden ist, befinden sich nach Beendigung der zweiten Halbdrehung der Welle --31-- sowohl die Nockenscheiben-29 und 30-als auch die Wechselschalter-15, 43 und 44-in der in den Fig. 2,4 und 5 dargestellten Schaltstellung.
Auch die Zahnscheibe--27-der Fig. 4 wurde während der zweiten Halbdrehung der Welle --31-- wieder in ihre Ausgangsstellung für die nächste Nullstellung gedreht und die Kurvenscheibe --45-- der Fig. 5 hat das Zahnsegment
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--21-- auf seinem Lagerzapfen --20-- ebenfalls in seine Ausgangsstellung verschwenkt, in der der Federspeicher --22-- gespannt ist, und die Sperrklinke --25-- sich hinter die zweite Nocke der Mitnehmerscheibe --24-- gelegt hat.
Wenn, wie im Ausführungsbeispiel, am Preisrechner-3-ein Quittungsdrucker-6-
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Sowohl während der ersten Halbdrehung als auch während der zweiten Halbdrehung der Welle - mit den Nockenscheiben--29 und 30-und der Zahnscheibe --27-- bzw. der
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Anordnung gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 besteht diese Forderung nicht, weil die Nullstellung des Preisrechners in diesem Falle von dem Federspeicher --22-- und nicht direkt vom Nullstellmotor --8-- durchgeführt wird.
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--31--,--13-- auf den Hebel--14--der Zapfsäule--11--nach beendeter Benzinentnahme eingeleitet wird, liegt die Forderung darin begründet, dass durch das vorzeitige Wiederentnehmen des Zapfhahns - -13-- vom Hebel --14-- durch das Umschalten des Wechselschalters --15-- der Befehl zur Nullstellung des Preisrechners gegeben würde, ohne dass der Pumpenmotor zuvor abgeschaltet worden war, der Wechselschalter --44-- und der Wechselschalter --43-- ihre zur Nullstellung erforderlichen Ausgangsstellungen inne gehabt haben und der Nullstellmotor --8-- dadurch gar nicht eingeschaltet werden kann und dass schliesslich das Ausstellen der Quittung durch den Quittungsdrucker - nicht erfolgen kann.
Ausserdem würden sich dann die zahnscheibe --27-- und das Zahnsegment --21-- nicht in ihrer für die Nullstellung erforderlichen Ausgangsstellung befmden.
An diesen Beispielen ist gezeigt worden, dass mit der erfindungsgemässen Vorrichtung insgesamt fünf Funktionen, Nullstellen, Einschalten des Pumpenmotors, Spannen der Nullstellfeder, Abschalten des Pumpenmotors und Erstellen einer Quittung, Ein-und Aushängen des Zapfhahn-13--, durch ein Minimum von nur drei Schaltelementen (Wechselschalter-15, 43 und 44--) eingeleitet werden, wobei eine Störung im Ablauf der einzelnen Funktionsfolgen durch Bedienungsfehler vollkommen ausgeschaltet ist.
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