DE10035645A1 - Verfahren und Einrichtung zur Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Systems zur Rückgewinnung von Dampf bei der Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere Kraftstoff - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und Mittel zur Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebes eines Systems zur Rückgewinnung von Dampf beschrieben, der in einer Einrichtung zur Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere bei der Abgabe von flüssigem Kraftstoff in den Innenraum eines Tanks eines Kraftfahrzeugs austritt. Die Dampfmenge wird dabei mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung ständig gemessen. Der Wert der so ermittelten Dampfmenge wird an eine Vergleichseinrichtung übertragen, die den Wert mit einem Flüssigkeitsmengenwert vergleicht. Wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der ggf. regulierbar ist, wird ein Alarm ausgelöst, der eine Fehlfunktion anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Systems zur Rückgewinnung von Dampf, der in einer Einrichtung zur Ab­ gabe von Flüssigkeit, insbesondere bei der Abgabe von Kraftstoff in den Innenraum eines Tanks eines Kraftfahr­ zeugs, austritt.

Die Einrichtungen zur Abgabe von flüssigem Kraftstoff um­ fassen üblicherweise einen Vorratsbehälter für den zu lieferenden Kraftstoff, eine Flüssigkeitsförderleitung mit einer Förderpumpe zum Transport des Kraftstoffes vom Vor­ ratsbehälter zu einer Zapfpistole mit einer Flüssigkeits­ menge QL sowie eine Berechnungseinrichtung, die in die Flüssigkeitsförderleitung eingeschaltet ist und ein Flüssigkeitsmeßglied umfaßt, das an einen Impulserzeuger oder Kodierer angeschlossen ist, damit ein Rechner das Volumen und den Preis des gelieferten Kraftstoffes be­ stimmen kann, die auf einer Anzeige sichtbar gemacht werden.

Aus Sicherheitsgründen (Explosionsgefahr) und zum Schutz der Umgebung sind derartige Einrichtungen allgemein mit einem System zur Rückgewinnung des bei der Füllung des Tanks ausgetretenen Dampfes ausgerüstet. Ein derartiges System umfaßt eine Dampfrückgewinnungsleitung mit einer Rückgewinnungspumpe für den Transport des bei der Füllung des Tanks ausgetretenen Dampfes von der Zapfpistole zum Vorratsbehälter mit einer Dampfmenge QV.

Damit ein solches System wirksam ist, muß in jedem Augen­ blick die Dampfmenge QV in etwa gleich der Flüssigkeits­ menge QL sein.

Um dieses Verhalten zu erreichen, wird das Rückgewinnungs­ system mit einer Reguliereinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, eine solche Gleichheit aufrechtzuerhalten.

Bei Einrichtungen von kleinen Abmessungen, die nur eine oder zwei Zapfpistolen umfassen, ist diese Regulierein­ richtung einfach von einer Einrichtung zur vorherigen Eichung der Dampfmenge QV auf die maximale Flüssigkeits­ menge QL max gebildet, die im allgemeinen in der Größen­ ordnung von 40 l pro Minute liegt.

Bei größeren und komplizierteren Einrichtungen ist die Re­ guliereinrichtung von einer Steuerelektronik gebildet, die mit einem mit einer Berechnungseinrichtung verbundenen Mikroprozessor ausgerüstet ist, um über den augenblick­ lichen Wert der Flüssigkeitsmenge QL zu verfügen, und ent­ weder mit der Rückgewinnungspumpe, falls diese eine ver­ änderliche Drehzahl und damit eine veränderliche Förder­ menge hat, oder mit einem Elektroregelventil zusammenar­ beitet, das in die Dampfrückgewinnungsleitung eingeschal­ tet ist, wenn die Rückgewinnungspumpe eine feste Drehzahl hat. Bei einem solchen System werden die Werte der Öffnung des Elektroregelventils oder der Drehzahl der Rückge­ winnungspumpe entsprechend einer gegebenen Dampfmenge QV im Speicher des Mikroprozessors bei einer vorherigen Eichung eingeschrieben.

Die Dampfrückgewinnungssysteme der oben angegebenen Art ergeben im allgemeinen gute Resultate kurz nach ihrer Eichung. Nach einer Betriebszeit im praktischen Einsatz sind jedoch die Resultate ungenauer, ja sogar vollkommen unregelmäßig.

Dieser Umstand ist im allgemeinen der Alterung des Materials zuzuschreiben: Verschleiß der Pumpen, Verschmut­ zung der Leitungen, lose Treibriemen mit der Folge einer Drehzahlverringerung der Pumpen, Pumpenblockierung usw.

Nun sind die derzeitigen Einrichtungen nicht mit Über­ wachungsorganen für eine ungenügende Funktion ausgerüstet, die es verhindert, die Gleichheit zwischen der Flüssig­ keitsmenge QL und der Dampfmenge QV zu erreichen, und es kann eine sehr lange Zeit zwischen zwei Kontrollen der Einrichtung (ein bis drei Jahre) vergehen, was insbe­ sondere eine Quelle der Verunreinigung ist und damit die Qualität der Luft beeinträchtigt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die US-PS 5 332 008 (Spalte 4, Zeilen 13 bis 18) eine Einrichtung zur Abgabe von Kraftstoff beschreibt, die mit einem Dampfrückgewinnungs­ system mit einem Funktionsdetektor der Rückgewinnungspumpe ausgerüstet ist, der es ermöglicht, die normalerweise von dieser Pumpe erwartete Drehzahl zu kontrollieren und die Förderung im Falle eines Funktionsfehlers zu sperren.

Dieses Überwachungssystem kann jedoch nicht im Falle eines mechanischen Verschleißes der Pumpe (Entwicklung ihrer Charakteristik) reagieren, wodurch sie schließlich nicht mehr in der Lage ist, eine Dampfmenge QV gleich der Flüssigkeitsmenge QV zu erreichen.

Dies gilt auch im Falle einer teilweisen oder totalen Ver­ stopfung der Saug- oder Förderleitung der Rückge­ winnungspumpe oder unfallbedingt. Im Falle einer mit einem Elektroregelventil ausgerüsteten Einrichtung ermöglicht es dann das Öffnen dieses anfangs bei der Eichung pro­ grammierten Ventils nicht, eine ausreichende Liefermenge bzw. Förderleistung zu erreichen, und die Dampfmenge QV liegt stets unter der Flüssigkeitsmenge QL und kann selbst, im Grenzfall, null sein, ohne daß das in der Vor­ veröffentlichung beschriebene Überwachungssystem einen eine Fehlfunktion anzeigenden Alarm auslöst.

Es ist ferner gemäß der US-PS 5 857 500 vorgeschlagen worden, automatische Kontrollen des Verschleißes der Rück­ gewinnungspumpe außerhalb der Förderung von Kraftstoff in­ folge des Befehls von stromaufwärts und stromabwärts der zu kontrollierenden Pumpe gelegenen Elektroventilen durch­ zuführen, indem mit Hilfe von zwei Druckmessern die er­ reichten positiven bzw. negativen Drücke beim Umlauf der Pumpe gemessen werden. Die so im Laufe eines Öffnungs/Schließ-Zyklus der Elektroventile gemessenen Drücke erlauben es, durch Vergleich mit den bei der Ein­ richtung des Systems genommenen Messungen den Verschleiß­ zustand der Rückgewinnungspumpe zu bestimmen.

Gemäß dieser Vorveröffentlichung besteht ein weiterer Test darin, den Ladeverlust auf der Saugseite während der Förderung zu messen, um den Verschmutzungs- bzw. Ver­ stopfungsgrad der Dampfrückgewinnungsleitung an dieser Stelle zu beurteilen.

Es handelt sich dabei indessen nur um Druckmessungen, die gleichzeitig von der augenblicklichen Liefermenge und dem Leitungswiderstand abhängen, woraus die Entwicklung in be­ zug auf eine Anfangssituation entsprechend dem Tag der Einrichtung bestimmt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben er­ wähnten Nachteile zu beheben und in erster Linie ein Ver­ fahren zur Kontrolle der ordnungsgemäßen Funktion des Systems zur Rückgewinnung von Dampf, der in einer Ein­ richtung zur Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere bei der Einfüllung von Kraftstoff in den Innenraum des Tanks eines Kraftfahrzeugs, abgegeben wird, zu schaffen, das es ermög­ licht, auf zuverlässige Weise jede Fehlfunktion des Dampf­ rückgewinnungssystems, gleich welcher Ursache, anzuzeigen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der angegebenen Art dadurch gelöst, daß

• - die Dampfmenge mit einer Überwachungseinrichtung ständig gemessen wird,
• - der Wert der so ermittelten Dampfmenge an eine Ver­ gleichseinrichtung übertragen wird, die den Wert mit einem Flüssigkeitsmengenwert vergleicht, und,
• - wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vor­ her bestimmten Bereichs liegt, der ggf. regulierbar ist, ein Alarm ausgelöst wird, der eine Fehlfunktion anzeigt.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung, die an ein Dampfrückgewinnungssystem angepaßt ist, das eine Steuer­ elektronik in Verbindung mit einem gesteuerten Elektro­ ventil oder mit einer Pumpe mit veränderbarer Fördermenge umfaßt, wird ständig der von der Berechnungseinrichtung bestimmte Wert der Flüssigkeitsmenge QL an eine Ver­ gleichseinrichtung übertragen und mit einem Wert der Dampfmenge QV verglichen, der mit Hilfe der Überwachungs­ einrichtung bestimmt wird.

Es ist festzustellen, daß nach dieser Variante der Ver­ gleich der Dampfmenge QV und der Flüssigkeitsmenge QL durch die Steuerelektronik durchgeführt werden kann, wenn diese Funktion in dem in ihr enthaltenen Mikroprozessor programmiert ist, was jedoch nicht bei den bestehenden Systemen der Fall ist, der folglich modifiziert werden müssen.

Außerdem ist es möglich, wenn der Mikroprozessor der Steuerelektronik mit dem Rechner der Berechnungsein­ richtung in Dialog treten kann, mittels dieses Rechners den Alarm zum Leiter der Servicestation zu übertragen oder eine Fernübertragung an eine Wartungsfirma vorzunehmen, die somit schnell einschreiten kann.

Nach einer zweiten Variante der Erfindung, die an ein ver­ einfachtes Rückgewinnungssystem ohne eine Steuerelektronik angepaßt ist, und bei der die Reguliereinrichtung einer vorherigen Eichung der Dampfmenge QV auf die maximale Flüssigkeitsmenge QL max entspricht, wird der Maximalwert QL max der Flüssigkeitsmenge QL in der Vergleichsein­ richtung gespeichert, und der mit Hilfe der Überwachungs­ einrichtung ermittelte Wert der Dampfmenge QV wird mit dem Maximalwert QL max verglichen.

Bezüglich dieser zweiten Variante ist festzuhalten, daß der Schwellenwert zur Auslösung des eine Fehlfunktion an­ zeigenden Alarms auf einer besonderen mechanischen Kon­ struktion oder auch auf einem Fluidphenomen basieren kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, das auch diese zweite Variante betrifft, wird der eine Fehlfunktion an­ zeigende Alarm während einer vorbestimmten Dauer nach dem Ingangsetzen der Flüssigkeitsförderpumpe unterdrückt und dann während einer vorbestimmten Zeit reaktiviert, um ihn erneut bis zum Ende der Füllung des Tanks bzw. eines Be­ hälters zu unterdrücken.

Eine solche Unterdrückung erweist sich häufig als notwen­ dig, insbesondere gegen Ende der Füllung, wenn der Be­ nutzer den Vorgang mit kleiner Fördermenge beendet, oder auch noch am Anfang der Füllung. Die Erfindung ermöglicht es somit, den Alarm während einer Zeit t0 nach der Fest­ stellung der ersten Impulse, die den Anfang der Flüssig­ keitsmengenabgabe QL anzeigen, zu unterdrücken, woraufhin der Alarm während einer Zeit t1 aktiv sein kann und schließlich von neuem über t0 + t1 hinaus bis zum Ende der Füllung unterdrückt wird, was sich als besonders vorteil­ haft im Falle einer Vorausbezahlung erweist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Einrichtung zur Kraft­ stoffabgabe auch eine Hilfsvorrichtung, wie einen ge­ eichten Mengendetektor (z. B. einen Detektor mit Flügeln oder mit der Flüssigkeitsmenge QL beweglichen Klappen) aufweisen kann, der einem Alarmschalter zugeordnet ist, der es ermöglicht, den Alarm zu unterdrücken, wenn die ge­ lieferte Flüssigkeitsmenge QL unterhalb der maximalen Flüssigkeitsmenge QL max liegt.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung werden die Überwachungseinrichtung sowie die Vergleichseinrichtung derart gewählt, daß eine Störung dieser Einrichtungen ebenfalls die Auslösung des eine Fehlfunktion anzeigenden Alarms auslöst.

Dieses wesentliche Merkmal, das einem sogenannten abso­ luten Sicherheitssystem entspricht, ermöglicht es, den eine Fehlfunktion anzeigenden Alarm ungeachtet der Ursache dieser Fehlfunktion auszulösen.

Es ist festzustellen, daß eine Mengenmessung auf der Basis der Messung eines Druckunterschieds in den Grenzen einer Membran mit Hilfe eines Meßabweichungen aufnehmenden Druckmessers kein absolutes Sicherheitssystem der oben an­ gegebenen Art bilden kann, während umgekehrt ein Detektor, der ein wechselweises Signal als Funktion der Liefermenge abgibt, nahezu ständig im absoluten Sicherheitsbereich liegt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Ausübung des oben erläuterten Verfahrens.

Die Erfindung geht aus von einer bekannten Einrichtung, bestehend aus

• - einem Vorratsbehälter für den abzugebenden Kraftstoff,
• - einer Flüssigkeitsförderleitung mit einer Förderpumpe für den Transport von Flüssigkeit vom Vorratsbehälter zu einer Zapfpistole mit einer Flüssigkeitsmenge QL,
• - einer Dampfrückgewinnungsleitung mit einer Rückge­ winnungspumpe zum Fördern des bei der Füllung des Tanks ausgetretenen Dampfs von der Zapfpistole zum Vorratsbe­ hälter mit einer Dampfmenge QV,
• - einer Berechnungseinrichtung, die in die Flüssigkeits­ förderleitung eingeschaltet ist und ein Flüssigkeits­ meßglied umfaßt,
• - das an einen Impulserzeuger oder Kodierer angeschlossen ist, damit ein Rechner das Volumen und den Preis des ge­ lieferten Kraftstoffes bestimmen kann, die auf einer An­ zeige sichtbar gemacht werden, und
• - einer Reguliereinrichtung zum Aufrechterhalten der Dampfmenge QV etwa gleich der Flüssigkeitsmenge QL.

Nach der Erfindung ist eine derartige Einrichtung gekenn­ zeichnet durch

• - eine Überwachungseinrichtung zur ständigen Überwachung der Dampfmenge QV,
• - eine Vergleichseinrichtung, die auf die von der Über­ wachungseinrichtung ermittelte Dampfmenge anspricht und deren Vergleich mit einem Wert der Flüssigkeitsmenge er­ möglicht, und
• - eine Alarmeinrichtung zum Auslösen eines Alarms, der entweder ein Versagen des Dampfrückgewinnungssystems, insbesondere der Reguliereinrichtung, oder eine Störung der Überwachungseinrichtung oder der Vergleichsein­ richtung anzeigt, sofern das Ergebnis des Vergleichs außerhalb eines vorherbestimmten Bereichs liegt, der ggf. regulierbar ist.

Nach der Erfindung kann das von der Alarmeinrichtung über­ mittelte Signal ein Lichtsignal oder ein elektrisches Signal sein, das im gegebenen Fall von einem als Folge­ glied eines magnetischen Organs angeordneten Detektor aus­ gesendet werden kann.

Es ist zu bemerken, daß der Alarm in einem einfachen Ab­ schalten der Kraftstofförderung bestehen kann.

Die Ausbildung der Überwachungsorgane sowie der Ver­ gleichsorgane kann in großem Umfang in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Kraftstoffördereinrichtung variieren und hängt insbesondere davon ab, ob sie für die oben er­ wähnte erste oder zweite Variante gilt.

Die Überwachungseinrichtung kann als Beispiel und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von einem Mengende­ tektor nach Art eines Flüssigkeitsoszillators wie einem Mengenmesser mit osszilierendem Strahl oder einem Wirbel­ mengenmesser gebildet sein.

Bei derartigen Mengenmessern erzeugt der abwechselnde Durchgang des Dampfstroms vor zwei beispielsweise mit einem Differenzdruckfühler verbundenen Öffnungen einen Wechseldruck, der von dem Fühler erfaßt und verstärkt wird. Allein die Frequenz der Erscheinung wird berück­ sichtigt und nicht ihre Amplitude, die Meßabweichungen des Druckfühlers ausgesetzt ist. Die Frequenz F des vom Ver­ stärker ausgesandten Signals ist direkt proportional der Dampfmenge; diese Frequenz F, verglichen mit einer vorher festgesetzten Bezugsfrequenz FO ermöglicht es, einen Alarm beispielsweise auszulösen, sobald 1,1 ≦ F/FO ≦ 0,9.

Wenn das Dampfrückgewinnungssystem von einem Mikropro­ zessor geführt wird, ist dieser Vergleichsvorgang erleich­ tert und ohne zusätzliche Kosten erhältlich.

Jeder Funktionsfehler des Fühlers oder des Verstärkers, wie auch eine eventuelle Zerstörung der Öffnungen der Differenzdruckanschlüsse entsprechen einem Fehlen eines Signals und damit einer Liefermenge 0. Folglich führt eine Fehlfunktion eines solchen Überwachungssystems zu einer Alarmauslösung und von daher ist diese von absoluter Sicherheit.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Über­ wachungseinrichtung von einem Oszillator mechanischer Art gebildet.

Ein Mengendetektor auf der Basis eines mechanischen Oszillators, dessen Frequenz eine Funktion der Liefermenge ist, entspricht ebenfalls einem absoluten Sicherheits­ system, und dies aus den gleichen Gründen wie oben ange­ geben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Über­ wachungseinrichtung von einem Unterdruckerzeuger, insbe­ sondere vom Venturi-Typ, gebildet, in Verbindung mit einem auf den Druck ansprechenden System und einem mechanischen Speicher.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Über­ wachungseinrichtung von einem Unterdruckerzeuger, insbe­ sondere vom Venturi-Typ, gebildet, der nur ausgehend von einem ggf. regulierbaren Mengenschwellenwert arbeitet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Über­ wachungseinrichtung von einer Turbine gebildet.

Eine Turbine gibt in präziser Form Auskunft über die Liefermenge und ermöglicht es insbesondere, ein Wechsel­ signal zu erzeugen, das z. B. an den Durchgang seiner Flügel vor einem Detektor (optisch, Feldeffekt usw.) ge­ bunden und somit von absoluter Sicherheit ist.

Die ungewollte Verlangsamung durch Reibung oder die Blockierung der Turbine löst den Alarm aus. Es versteht sich, daß sich der zuverlässige Gebrauch einer Turbine nur mit vollkommen entstaubten Gasen durchführen läßt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht die Über­ wachungseinrichtung über Lichtübertragungsorgane mit der Alarmeinrichtung in Wirkverbindung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der mehrere Ausführungs­ beispiele einer Kontrolleinrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Abgabe von Kraftstoff mit einem System zur Dampfrückgewinnung, das mit einer Steuerelektronik nach dem Stand der Technik ausge­ rüstet ist,

Fig. 2 eine Einrichtung gemäß der ersten Variante der Er­ findung,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Kontrollein­ richtung gemäß der zweiten Variante der Erfindung,

Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 3,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Kontrollein­ richtung nach der zweiten Variante der Erfindung,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungs- und Vergleichseinrichtung bei einer Kontrolleinrichtung nach der zweiten Variante der Erfindung, wie sie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist,

Fig. 7a, 7b und 7c ein Ausführungsbeispiel einer Über­ wachungseinrichtung, die von einem Oszillator mechanischer Art gebildet ist, und

Fig. 8 und 8a eine weitere Ausführungsform der Über­ wachungseinrichtung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Einrichtung zur Abgabe von Kraft­ stoff im wesentlichen einen Vorratsbehälter 1 für den ab­ zugebenden flüssigen Kraftstoff, in den eine Flüssigkeits­ förderleitung 2 eintaucht, die dem Transport des Kraft­ stoffs zu einer Zapfpistole 10 mittels einer Saug/Druckpumpe 3 mit einer Flüssigkeitsmenge QL dient. In den Vorratsbehälter 1 mündet ferner eine Dampfrückge­ winnungsleitung 16 ein, die eine Saug/Druckpumpe 8 umfaßt, die dem Transport des bei der Füllung des Tanks ausge­ tretenen Dampfes von der Zapfpistole 10 zum Vorratsbe­ hälter 1 mit einer Dampfmenge QV dient.

Das abgegebene Kraftstoffvolumen wird mit Hilfe einer Flüssigkeitsmeßeinrichtung 4 bestimmt, die in die Förder­ leitung 2 eingeschaltet und mit einem Impulskodierer 5 verbunden ist, der einen Impuls bei jedem Hundertstel Liter liefert. Die Impulse werden von einem Rechner 6 ge­ zählt, um das Liefervolumen und den entsprechenden Preis zu bestimmen, wobei diese Informationen an den Verbraucher mit Hilfe einer Anzeige 7 weitergegeben werden.

Die Zapfpistole 10 ermöglicht es einerseits, den flüssigen Kraftstoff durch sein Rohrstück 12 abzugeben und anderer­ seits den bei der Füllung abgegebenen Dampf mittels einer Absaugöffnung 11 zurückzugewinnen.

Zu diesem Zweck ist die Zapfpistole 10 am Ende eines koaxialen Schlauches 13 angebracht, der den Kraftstoff durch einen ringförmigen Querschnitt transportiert, während die Dämpfe über den mittleren Kreisquerschnitt an­ gesaugt werden.

Der koaxiale Schlauch 13 ist direkt an die Flüssigkeits­ förderleitung 2 angeschlossen, während eine Trennvor­ richtung 17 die Möglichkeit schafft, die Dämpfe in Rich­ tung des Vorratsbehälters 1 über die Dampfrückgewinnungs­ leitung 16 zu leiten.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückgewinnungspumpe 8 eine Pumpe mit fester Drehzahl, die von einem Motor 9 angetrieben und mit einem Elektroregu­ lierventil 14 verbunden ist, dessen Öffnung von einer Steuerelektronik 15 gesteuert wird, die mit einem Mikro­ prozessor ausgerüstet ist, derart, daß zu jedem Augenblick die Dampfmenge QV gleich der Flüssigkeitsmenge QL ist. Zu diesem Zweck ist die Steuerelektronik 15 mit dem Impuls­ kodierer 5 bzw. dem Rechner 6 verbunden, so daß über den augenblicklichen Wert der Flüssigkeitsmenge QL verfügt werden kann. Dieser Wert kann entweder direkt vom Rechner 6 oder über eine Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit vom Impulskodierer 5, dann von der Steuerelektronik 15 berech­ net, übertragen werden.

In allen Fällen wird der Öffnungswert des Elektroregulier­ ventils 14, der es ermöglicht, die Gleichheit der Mengen QL und QV zu erhalten, ausgehend von einer Tabelle be­ stimmt, die zuvor in den Speicher des Mikroprozessors der Steuerelektronik 15 bei einer Eichung eingeschrieben worden ist, um den Bedingungen der Einrichtung (Ladungs­ verluste) und dem tatsächlichen Leistungsverhalten der Rückgewinnungspumpe 8 bei der Einrichtung Rechnung zu tragen.

Gemäß Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung außerdem mit einer Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20 mit einem Mengenmesser 21 ausgestattet, der in die Dampfrückgewinnungsleitung 16 stromabwärts der Rückge­ winnungspumpe 8 eingebaut ist, sowie mit einem Mengen­ komparator 22, der mit einem Mikroprozessor ausgestattet ist.

Der Mengenkomparator 22 ist mit dem Impulskodierer 5 oder ggf. dem Rechner 6 verbunden, um über den augenblicklichen Wert der Flüssigkeitsmenge QL entweder direkt oder aus­ gehend von einer Berechnung zu verfügen. Ausgehend von diesem Wert der Flüssigkeitsmenge QL sowie von dem Wert der Dampfmenge QV, die dem Mengenkomparator 22 vom Mengen­ messer 21 übermittelt wird, berechnet er in jedem Augen­ blick das Verhältnis QV/QL, und sobald das Verhältnis aus einem im Speicher des Mikroprozessors gespeicherten vorbe­ stimmten Bereich (z. B. 0,9/1,1) heraustritt, sendet er an eine Alarmeinrichtung 20' ein Signal, das es ermöglicht, einen Alarm entweder bezüglich eines Fehlers im Dampf­ rückgewinnungssystem oder einer Störung des Mengenmessers 21 oder des Mengenkomparators 22 auszulösen.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Kraftstoffabgabeeinrichtung keine Steuerelektronik, und die Rückgewinnungspumpe 8 wird von einem Hydraulikmotor 23 angetrieben, dessen Drehzahl durch den Durchfluß des Kraftstoffes in der Förderleitung 2 auf­ gebracht wird, wobei die Energie von der Förderpumpe 3 ge­ liefert wird.

Eine Achse 24 bildet eine starre Verbindung des Hydraulik­ motors 23 und der Rückgewinnungspumpe 8, die folglich mit der gleichen Drehzahl umlaufen.

Die maximale Drehzahl des Hydraulikmotors 23 entspricht einer Dampfmenge QV, die größer ist als die maximale Flüssigkeitsmenge QL max.

Die Eichung der Einrichtung wird mit der maximalen Flüssigekitsmenge QL max vorgenommen, und um Gleichheit der Dampfmenge QV und der Flüssigkeitsmenge QL zu erhal­ ten, wird die Drehzahl des Hydraulikmotors 23 eingestellt, indem man einen Teil der Flüssigkeitsmenge QV mittels eines mechanisch regelbaren hydraulischen Shunts 25 ab­ leitet.

Gemäß Fig. 4 ermöglicht es ein Gaszähler bzw. Mengenmesser 26, der mit einem Absperrventil 27 verbunden ist, das bei der Eichung in die Dampfrückgewinnungsleitung 16 stromauf­ wärts der Rückgewinnungspumpe 8 eingesetzt worden ist, die Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20a zu regeln. Diese Einrichtung ist von der Zuordnung eines Mengen­ messers 21a und eines Mengenkomparators 22a gebildet, aus­ gerüstet mit einem System der vorregelbaren mechanischen Speicherung der maximalen Flüssigkeitsmenge QL max auf eine Weise, die nachfolgend näher beschrieben wird. Es ist somit möglich, an die Alarmeinrichtung 20'a ein Signal zu senden, das den Alarm zur Anzeige einer Funktionsstörmung auslöst, wenn das Verhältnis QV/QL max unterhalb eines vorherbestimmten regelbaren Schwellenwertes liegt.

Gemäß Fig. 5 wird die Rückgewinnungspumpe 8 nicht von einem Hydraulikmotor ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten Motor 23 angetrieben, sondern von einem unabhängigen Motor 9, und die Einrichtung ist vorher auf den maximalen Wert QL max der Flüssigkeitsmenge durch Hinzufügung eines mechanisch regelbaren Ladungsverlustes 28 geeicht, der auf die Dampfmenge wirkt, um die Bedingungen QV gleich QL zu erhalten.

Im übrigen arbeitet die von der gegenseitigen Zuordnung eines Mengenmessers 21b und eines Mengenkomperators 22b gebildete Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20b mit einer Sperreinrichtung 29 der Alarmeinrichtung 20'b zu­ sammen.

Die Alarmsperreinrichtung 29 ist von einem geeichten Flüssigkeitsmengendetektor 291 gebildet, der in die Flüssigkeitsförderleitung 2 eingeschaltet ist und mit einem Alarmschalter 292 zusammenwirkt. Es ist somit mög­ lich, die Alarmeinrichtung 20'b zu sperren, wenn die Flüssigkeitsmenge QL unterhalb eines vorher bestimmten An­ teils ihres Maximalwertes QL max liegt.

Gemäß Fig. 6 ist die Überwachungs- und Vergleichsein­ richtung von der gegenseitigen Zuordnung eines Mengen­ detektors 100 und eines einen mechanischen Speicher um­ fassenden Mengenkomparators 150 gebildet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Mengendetektor 100 von einem Bauteil nach Art eines Venturirohres gebil­ det, das in die Dampfrückgewinnungsleitung 16 eingebaut und mit zwei Druckanschlüssen 101, 102 versehen ist, die in Höhe der Verengung des Venturirohres 100 bzw. in Höhe von dessen Ausgang angeordnet sind.

Es versteht sich, daß der Druckunterschied zwischen den Anschlußstellen 101 und 102 von der Dampfmenge QV abhängig ist.

Der Mengenkomparator 150, der ein auf den Druckunterschied ΔP zwischen den Anschlußstellen 101 und 102 ansprechendes Element ist, besteht aus einer Membran 151 mit einer wirk­ samen Fläche S. die an ihrem Umfang zwischen zwei Halbge­ häusen 152 und 153 abgedichtet festgelegt ist.

Die Halbgehäuse 152 und 153 sind jeweils mit Druckan­ schlüssen 154, 155 versehen, die jeweils an einen der Druckanschlüsse 101, 102 des Venturirohrs 100 ange­ schlossen sind.

Somit unterteilt die Membran 151 das durch die Vereinigung der beiden Halbgehäuse 152, 153 gebildete Gehäuse in zwei Kammern 152', 153'.

Der Druck in Höhe der Engstelle des Venturirohrs 100 herrscht in der Kammer 152', die mit dem Druckanschluß 101 verbunden ist, während der Druck in Höhe des Ausgangs des Venturirohrs 100 in der Kammer 153' herrscht, die mit dem Druckanschluß 102 verbunden ist.

Im übrigen trägt die Membran 151 fest verbunden eine Platte 156, auf der eine Stange 157 befestigt ist, die sich in einen zylindrischen Ansatz 1571 erstreckt, der die mit dem Druckanschluß 102 verbundene Kammer 153' ver­ längert.

Der zylindrische Ansatz 1572 ist mit zwei Fenstern 160, 161 aus transparentem Material versehen, die jeweils gegenüber einer von zwei optischen Fasern 158, 159 ange­ ordnet sind, von denen die Faser 158 mit einer Lichtquelle verbunden ist, während die andere Faser 159 mit einem nicht dargestellten Lichtempfänger verbunden ist, der seinerseits mit einem Verstärker verbunden ist, welcher es ermöglicht, den eine Fehlfunktion anzeigenden Alarm auszu­ lösen, wenn der Lichtempfänger kein Licht empfängt.

Das Vorhandensein der Stange 157 zwischen den Fenstern 160, 161 verhindert, daß das Licht von der Lichtfaser 158 auf die Lichtfaser 159 übertragen wird, was somit die Alarmauslösung bewirkt.

Außerdem umschließt die mit dem Druckanschluß 101 ver­ bundene Kammer 152' eine sehr weiche, jedoch auf einer großen Länge mittels einer Regulierschraube 162' kompri­ mierte Feder 162, derart, daß die mit der Membran 151 fest verbundene Platte 156 gegen die Wände des Halbgehäuses 153 mit einer Kraft F in der in Fig. 6 gezeigten Stellung ge­ drückt werden kann, in der die Stange 157 die Fenster 160 und 161 abdeckt.

Ausgehend von dieser Position steigt, wenn die Dampfmenge QV ansteigt, der Druckunterschied ΔP zwischen den An­ schlüssen 101 und 102 in gleicher Weise an, bis unter der Wirkung des in der mit dem Druckanschluß 102 verbundenen Kammer 153' herrschenden Druckes die Membran 151 eine Kraft SΔP ausübt, die größer ist als die Kraft F und dieser entgegengerichtet ist. In diesem Augenblick springt die Membran 151 plötzlich zurück und die Stange 157 gibt die Fenster 160, 161 frei, so daß damit ein Lichtdurchgang zwischen den Lichtfasern 158 und 159 zum Lichtempfänger stattfinden kann.

Es ist zu bemerken, daß der Mengenkomparator 150 bei der Eichung der Anlage mit Hilfe der Regulierschraube 162' ge­ regelt wird, um Licht ausgehend von einem Schwellenbezugs­ wert zwischen der Dampfmenge QV und der maximalen Flüssig­ keitsmenge QL max (z. B. wenn QV/QL max ≧ 0,9) durchzu­ lassen.

Das oben beschriebene System liegt im absoluten Sicher­ heitsbereich aufgrund der Tatsache, daß

• - das Licht nur im Falle einer ordnungsgemäßen Funktion übertragen und der Alarm ausgelöst wird, wenn die Licht­ quelle nicht mehr sendet oder wenn der Lichtempfänger außer Betrieb ist,
• - wenn die Membran 252 löcherig oder rissig ist, sie es nicht ermöglicht, den Durchgang des Lichtes zwischen den Lichtfenstern 158 und 159 freizugeben, und
• - ein Verbindungsfehler zwischen den Druckanschlüssen 101, 154 und 102, 155 der gleichen Wirkung entspricht.

Ein solches System entspricht damit einer mechanischen Speicherung des maximalen Flüssigkeitsdrucks QL max.

Es ist zu bemerken, daß die optische Erfassung einer Fehl­ funktion auf der Sicherheitsebene (gefährliche Außenluft) vorteilhaft ist, jedoch auf in der Zeichnung nicht darge­ stellte Weise die Stange 157 durch ein Magnetelement er­ setzt werden könnte, das von einem Hall-Effekt-Detektor oder einem Reed- oder pneumatischen Relais ersetzt werden könnte, oder daß die Einrichtung so getroffen wird, daß eine von außen zu beobachtende Verlagerung der Stange 157 einer Farbveränderung für den Beobachter entspricht.

Es ist außerdem festzustellen, daß das in Fig. 6 darge­ stellte Venturirohr 200 angenommenermaßen einen Winkel von 7° ± 2° hat, so daß die Funktion ΔP gleich f (QV) eine stetige Funktion ist.

Der Durchgang mit einem Winkel größer als z. B. 14° würde den Vorgang unstetig machen. Bei einer geringen Menge könnte sich nämlich der Ausgangsstrahl der Engstelle 101 des Venturirohres 100 nicht ausbreiten und sich nicht an dessen Wänden anlegen, was dazu führt, daß es unmöglich ist, einen Druckunterschied ΔP zwischen den Druckan­ schlüssen 101 und 102 zu erhalten.

Über eine bestimmte Menge hinaus kann sich der Strahl an die Wände des Venturirohrs anlegen und einen Druckunter­ schied hervorrufen. Die Menge, bei der sich dieses Ver­ halten einstellt, kann durch das Anbringen eines Hinder­ nisses in der Dampfaustrittsbahn mit einer regelbaren Position reguliert werden.

Eine solche Anbringung würde es ermöglichen, einen Aus­ löseschwellenwert auf der Basis eines Fließvorgangs zu er­ halten, und ein preiswerter handelsüblicher Druckmeßfühler könnte ausreichen, den Alarm, "alles oder nichts", auszu­ lösen.

Bei dem in den Fig. 7a, 7b und 7c dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist die Überwachungseinrichtung von einem Oszillator mechanischer Art gebildet.

Gemäß Fig. 7b ist dieser Oszillator von einer zylind­ rischen Scheibe B gebildet, die einerseits durch einen an seinen Enden d und d' eingespannten Torsionsfaden auf­ gehängt ist und andererseits zwei Schultern E1 und E2 um­ faßt.

Gemäß Fig. 7a ist der Zylinder B, der im Schnitt darge­ stellt ist, von zwei gekrümmten Kanälen C1 und C2 durch­ zogen, die jeweils eine Eingangsöffnung G1, G2 und eine Ausgangsöffnung H1, H2 umfassen, die außen an den Schultern E1 und E2 ausmünden.

Die Kanäle C1 und C2 umfassen jeweils einen geradlinigen Abschnitt angrenzend an die Eingangsöffnung G1, G2 sowie einen gekrümmten Abschnitt angrenzend an die Ausgangs­ öffnung H1, H2.

Die beiden geradlinigen Abschnitte verlaufen im wesent­ lichen parallel in unmittelbarer gegenseitiger Nachbar­ schaft, während die beiden bogenförmigen Abschnitte diver­ gieren.

Gemäß Fig. 7a sind die Eingangsöffnungen G1, G2 der Kanäle C1 und C2 des Zylinders B gegenüber einem festen Teil A der Dampfrückgewinnungsleitung 16 angeordnet, das einen Eingangskanal C0 der Dampfmenge QV umfaßt.

Wenn die Dampfmenge QV null ist, befindet sich der Zylinder B in Ruhe und die Eingangsöffnung G1 des Kanals C1 ist gegenüber dem Kanal C0 des Teils A angeordnet, wie es in Fig. 7a dargestellt ist.

Wenn sich die Dampfmenge QV aufbaut, tritt der in den Kanal C1 durch die Eingangsöffnung G1 eintretende Strahl aus diesem Kanal durch die an der Schulter E1 gelegene Austrittsöffnung H1 aus.

Infolge der besonderen Geometrie und Anbringung des Zy­ linders B bewirkt diese Menge eine Drehung des Zylinders mit einer Winkelgeschwindigkeit ω.

Infolge dieser Drehbewegung verlagert sich die Eintritts­ öffnung G2 des Kanals C2 gegenüber dem Kanal C0 des Teils A und bewirkt so eine Drehung des Zylinders B mit einer Geschwindigkeit ω im Umkehrsinn und so weiter.

Man erhält so eine Pendelbewegung, die von einem nicht dargestellten Lichtmeßfühler überwacht werden kann, was die Alarmauslösung ermöglicht.

Gemäß Fig. 7c modifiziert die bei diesem Pendelsystem an­ gewandte Winkelgeschwindigkeit ω die Eigenschwingungs­ frequenz T0 des Zylinders B erheblich, und man erhält eine direkt mit der Dampfmenge QV verbundene Schwingungs­ frequenz T1.

Bei dem in den Fig. 8 und 8a dargestellten Ausführungs­ beispiel wird die Dampfmenge QV vor ihrer Überwachung durch einen direkt an der Dampfrückgewinnungsleitung 16 montierten Ansatz 101 geleitet, um als Strahl in ein Ge­ häuse 102 einzutreten, das eine Ausgangsöffnung 103 um­ faßt.

Gemäß Fig. 8 ist das Gehäuse 102 in seinem mittleren Be­ reich mit zwei Metallamellen 104 und 105 ausgestattet, die symmetrisch angeordnet und an den Wänden des Gehäuses an den Befestigungsstellen 106 und 107 festgelegt sind.

Nach Fig. 8a umfaßt jede Lamelle 104, 105 einen flexiblen Bereich 104a, 105a nahe der Befestigungsstelle 106 bzw. 107 sowie einen dickeren Bereich 104b, 105b von einge­ krümmter Form, der sich frei erstreckt.

Die beiden eingekrümmten Bereiche 104b und 105b bilden zwischen sich praktisch eine Venturidüse.

Aufgrund der obigen Ausbildung erzeugt der Durchtritt des Dampfstroms QV zwischen den beiden Lamellen 104, 205 in bezug auf den Rest des Volumens des Gehäuses 102 einen Unterdruck, der eine Verlagerung der beiden Lamellen 104, 105 aufeinanderzu bewirkt, bis sie aneinander anliegen, so daß örtlich die Menge QV unterbrochen wird, was die Rück­ kehr der Lamellen in ihre Anfangsposition hervorruft und so weiter.

Man erhält auf diese Weise einen Schwingungsbereich, dessen Frequenz von der Dampfmenge QV abhängt. Diese Frequenz kann dank der Unterbrechung eines nicht darge­ stellten Lichtstrahls jedesmal, wenn die Lamellen 104, 105 in Berührung kommen, gemessen werden.

Es handelt sich hierbei wiederum um ein System im abso­ luten Sicherheitsbereich angesichts des Umstands, daß das alternierende Signal verschwindet, sobald die Schwingungs­ erzeugung nicht mehr möglich ist oder der Lichtstrahl durch einen Defekt unterbrochen wird.

Claims (13)

1. Verfahren zur Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Systems zur Rückgewinnung von Dampf, der in einer Einrichtung zur Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere bei der Abgabe von Kraftstoff in den Innenraum eines Tanks eines Kraftfahrzeugs, austritt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Dampfmenge mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung ständig gemessen wird,
• - der Wert der so ermittelten Dampfmenge an eine Ver­ gleichseinrichtung übertragen wird, die den Wert mit einem Flüssigkeitsmengenwert vergleicht, und,
• - wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vor­ herbestimmten Bereichs liegt, der ggf. regulierbar ist, ein Alarm ausgelöst wird, der eine Fehlfunktion anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Berechnungseinrichtung ermittelte Wert der Flüssigkeitsmenge ständig an eine Vergleichseinrichtung übertragen und dieser mit dem mit Hilfe einer Über­ wachungseinrichtung ermittelten Wert der Dampfmenge verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Maximalwert der Flüssigkeitsmenge in der Ver­ gleichseinrichtung gespeichert und der mit Hilfe der Über­ wachungseinrichtung ermittelte Wert der Dampfmenge mit diesem Maximalwert verglichen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der eine Fehlfunktion anzeigende Alarm während einer vorbestimmten Dauer nach dem Ingangsetzen der Flüssigkeitsförderpumpe unterdrückt und dann während einer vorbestimmten Zeit reaktiviert wird, um ihn erneut bis zum Ende der Füllung des Tanks zu unterdrücken.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung sowie die Vergleichseinrichtung derart gewählt werden, daß durch ein Versagen dieser Einrichtungen ebenfalls die Auslösung des eine Fehlfunktion anzeigenden Alarms hervorgerufen wird.

6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus

• - einem Vorratsbehälter (1) für den abzugebenden Kraft­ stoff,
• - einer Flüssigkeitsförderleitung (2) mit einer Förder­ pumpe für den Transport von Flüssigkeit vom Vorratsbe­ hälter (1) zu einer Zapfpistole (10) mit einer Flüssig­ keitsmenge (QL),
• - einer Dampfrückgewinnungsleitung (16) mit einer Rückge­ winnungspumpe (8) zum Fördern des bei der Füllung des Tanks ausgetretenen Dampfs von der Zapfpistole (10) zum Vorratsbehälter (1) mit einer Dampfmenge (QV),
• - einer Berechnungseinrichtung, die in die Flüssigkeits­ förderleitung (2) eingeschaltet ist und ein Flüssig­ keitsmeßglied (4) umfaßt, das an einen Impulserzeuger oder Kodierer (5) angeschlossen ist, damit ein Rechner (6) das Volumen und den Preis des gelieferten Kraft­ stoffes bestimmen kann, die auf einer Anzeige (7) sicht­ bar gemacht werden, und
• - einer Reguliereinrichtung zum Aufrechterhalten der Dampfmenge (QV) etwa gleich der Flüssigkeitsmenge (QL), gekennzeichnet durch
• - eine Überwachungseinrichtung (21) zur ständigen Über­ wachung der Dampfmenge (QV),
• - eine Vergleichseinrichtung (22), die auf die von der Überwachungseinrichtung (21) ermittelte Dampfmenge (QV) anspricht und deren Vergleich mit einem Wert der Flüssigkeitsmenge (QL) ermöglicht, und
• - eine Alarmeinrichtung (21) zum Auslösen eines Alarms, der entweder ein Versagen des Dampfrückgewinnungssys­ tems, insbesondere der Reguliereinrichtung, oder eine Störung der Überwachungseinrichtung (21) oder der Ver­ gleichseinrichtung (22) anzeigt, sofern das Ergebnis des Vergleichs außerhalb eines vorherbestimmten Bereichs liegt, der ggf. regulierbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einem Mengendetektor nach Art eines Flüssigkeitsoszillators gebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einem Oszillator me­ chanischer Art gebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einem Unterdruckerzeuger, insbesondere vom Venturi-Typ, gebildet ist, in Verbindung mit einem auf den Druck ansprechenden System und einem me­ chanischen Speicher.

10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einem Unterdruckerzeu­ ger, insbesondere vom Venturi-Typ, gebildet ist, der nur ausgehend von einem ggf. regulierbaren Mengenschwellenwert arbeitet.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einer Turbine gebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung von einem Flügel oder einem Hindernis gebildet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekenzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung über Licht­ übertragungsglieder mit der Alarmeinrichtung in Wirkver­ bindung steht.