DE10035645B4

DE10035645B4 - Verfahren und Einrichtung zur Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Systems zur Rückgewinnung von Dampf bei der Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere Kraftstoff

Info

Publication number: DE10035645B4
Application number: DE2000135645
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Nitecki; Jacques Fournier
Original assignee: Tokheim Services France SAS
Current assignee: Tokheim Services France SAS
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: GB0017642D0; GB2352437A; IT1320541B1; CA2314831A1; ES2164608B2; US6418981B1; FR2796636A1; FR2796636B1; ITTO20000711A1; NL1015755C2; DE10035645A1; CA2314831C; ES2164608A1; GB2352437B; BE1013809A3; ITTO20000711A0

Abstract

Verfahren zur Kontrolle der Verfügbarkeit einer Einrichtung mit hydromechanischer oder elektronischer Steuerung zur Rückgewinnung von Dämpfen in einer Open-Loop-Flüssigkeitsverteilungsanlage, insbesondere zum Einfüllen von Treibstoff in den Tank eines Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtung umfaßt:
– einen Vorratstank (1) für den zu verteilenden Treibstoff,
– eine Leitung zum Verteilen von Flüssigkeit (2) mit einer Zapfsäule (3), die den Fluß der Flüssigkeit zwischen dem Vorratstank (1) und einem Zapfstutzen (10) mit einem Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglicht,
– eine Dampfrückgewinnungsleitung (16) mit einer Rückgewinnungspumpe (8), die den Fluß des Dampfes ermöglicht, der beim Füllen des Tanks zwischen dem Zapfstutzen (10) und dem Vorratstank (1) entsteht, und zwar mit einem Dampfdurchsatz QV,
– Zählmittel, die mit der Flüssigkeitsverteilungsleitung (2) verbunden sind, und eine Flüssigkeitsmeßvorrichtung (4) umfassen, die mit einem Pulsgeber oder Kodierer (5) verbunden ist, der es einem Rechner (6) ermöglicht, Volumen und Preis des ausgegebenen Treibstoffs zu ermitteln, die klar auf...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Verfügbarkeit einer Einrichtung mit hydromechanischer oder elektronischer Steuerung zur Rückgewinnung von Dämpfen in einer Open-Loop-Flüssigkeitsverteilungsanlage, insbesondere zum Einfüllen von Treibstoff in den Tank eines Kraftfahrzeugs, nach den Merkmalen des Gattungsbegriffs des Anspruchs 1.

Diese Einrichtungen zur Abgabe von flüssigem Kraftstoff umfassen üblicherweise einen Vorratstank für den zu verteilenden Kraftstoff, eine Leitung zum Verteilen von Flüssigkeit mit einer Zapfsäule, die den Fluß der Flüssigkeit zwischen dem Vorratstank und einem Zapfstutzen mit einem Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglicht, eine Dampfrückgewinnungsleitung mit einer Rückgewinnungspumpe, die den Fluß des Dampfes ermöglicht, der beim Füllen des Tanks zwischen dem Zapfstutzen und dem Vorratstank entsteht, und zwar mit einem Dampfdurchsatz QV, Zählmittel, die mit der Flüssigkeitsverteilungsleitung verbunden sind, und eine Flüssigkeitsmeßvor richtung umfassen, die mit einem Pulsgeber oder Kodierer verbunden ist, der es einem Rechner ermöglicht, Volumen und Preis des ausgegebenen Treibstoffs zu ermitteln, die klar auf einem Display erscheinen, und Regelungsmittel, die die Aufrechterhaltung des Dampfdurchsatzes QV bei einem annähernd dem Flüssigkeitsdurchsatz QL gleichen Wert ermöglichen, wobei die Regelung des Dampfdurchsatzes QV allein auf der ursprünglichen Eichung der Einrichtung basiert.

Damit ein solches System wirksam ist, muß in jedem Augenblick die Dampfmenge QV in etwa gleich der Flüssigkeitsmenge QL sein. Um dieses Verhalten zu erreichen, wird das Rückgewinnungssystem mit einer Reguliereinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, eine solche Gleichheit aufrechtzuerhalten. Ein Beispiel für ein solches System findet sich in der Schrift US 5 332 008 A . Die hier offenbarte Dampfrückgewinnungspumpe wird von einem Motor mit variabler Geschwindigkeit gesteuert, wobei die Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdurchsatz QL geregelt wird. Dieses starre Meßsystem ist nicht fail-safe, weil eine Regelungsüberwachung fehlt, und nachträglich nur durch den Austausch von Komponenten anpaßbar, weil nach Feststellung von Abweichungen im Rahmen einer Eichung des Systems keine Anpassung an den Verschleißzustand der Anlage möglich ist. Die hier offenbarte Anlage arbeitet nach dem Closed-Loop-System. Ein ähnliches System ist in der Schrift DE 196 52 120 A1 offenbart.

In der Schrift US 5 913 343 A wird ein System offenbart das mittels eines Sensors das Mischungsverhältnis zwischen verdampftem Kraftstoff und Luft ermittelt. Eine Funktionsüberwachung des Sensors ist nicht vorgesehen. In der Schrift WO 97/43204 A1 findet sich eine Vorrichtung zur Überwachung und Entlüftung der in den Tanks angesammelten Luft.

Die Closed-Loop-Systeme haben sich nicht bewährt, da sie anfällig reagierten auf Schwankungen in den Meßwerten und auf Sensorfehler. Aufgrund ständiger Regelvorgänge waren die Aktoren zur Veränderung der Fördervolumen einem vergleichsweise hohen Verschleiß ausgesetzt und fielen immer wieder aus. Auch konnten die Systeme unerkannt falsche Mischungsverhältnisse einstellen, ohne daß dies sofort jemandem auffallen mußte. Deshalb wurden als nächste technische Stufe die sogenannten "Open Loop-Systeme eingeführt. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Open-Loop-Systeme bekannt. Solche Open-Loop-Systeme messen oder erfassen nicht mit technischen Mitteln den Durchsatz QV bei Normalbetrieb, sondern arbeiten prozeßgekoppelt-offen. Das bedeutet, daß die Aufrechterhaltung des Verhältnisses QV/QL bei einem Wert von annähernd 1:1 zwar auf der ursprünglichen Eichung der Einrichtung beruht, bei der jedoch vorübergehend eine Meßvorrichtung zur Messung des Durchsatzes QV angeschlossen und ein Korrekturfaktor auf den ursprünglichen Eichwert gespeichert und zur Einstellung des geforderten Verhältnisses QV/QL von 1:1 herangezogen wird.

Bei den Open-Loop Einrichtungen ist die Reguliereinrichtung von einer Steuerelektronik gebildet, die mit einem mit einer Berechnungseinrichtung verbundenen Mikroprozessor ausgerüstet ist, um über den augenblicklichen Wert der Flüssigkeitsmenge QL zu verfügen, und entweder mit der Rückgewinnungspumpe, falls diese eine veränderliche Drehzahl und damit eine veränderliche Fördermenge hat, oder mit einem Elektroregelventil zusammenarbeitet, das in die Dampfrückgewinnungsleitung eingeschaltet ist, wenn die Rückgewinnungspumpe eine feste Drehzahl hat. Bei einem solchen System werden die Werte der Öffnung des Elektroregelventils oder der Drehzahl der Rückgewinnungspumpe 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, Verschmutzung der Leitungen, lose Treibriemen mit der Folge einer Drehzahlverringerung der Pumpen, Pumpenblockierung usw.

Nun sind die derzeitigen Open-Loop-Einrichtungen nicht mit Überwachungsorganen zur Erkennung einer ungenügenden Funktion ausgerüstet, die es verhindert, die Gleichheit zwischen der Flüssigkeitsmenge 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 insbesondere eine Quelle der Verunreinigung ist und damit die Qualität der Luft beeinträchtigt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die US 5 332 008 A Spalte 4, Zeilen 13 bis 18) eine Einrichtung zur Abgabe von Kraftstoff beschreibt, die mit einem Dampfrückgewinnungssystem 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 Verstopfung der Saug- oder Förderleitung der Rückgewinnungspumpe oder unfallbedingt. Im Falle einer mit einem Elektroregelventil ausgerüsteten Einrichtung ermöglicht es dann das Öffnen dieses anfangs bei der Eichung programmierten 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 Vorveröffentlichung beschriebene Überwachungssystem einen eine Fehlfunktion anzeigenden Alarm auslöst.

Es ist ferner gemäß der US 5 857 500 A vorgeschlagen worden, automatische Kontrollen des Verschleißes der Rückgewinnungspumpe außerhalb der Förderung von Kraftstoff infolge des Befehls von stromaufwärts und stromabwärts der zu kontrollierenden Pumpe gelegenen Elektroventilen durchzuführen, indem mit Hilfe von zwei Druckmessern die erreichten 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 Einrichtung des Systems genommenen Messungen den Verschleißzustand 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. Verstopfungsgrad 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 bezug auf eine Anfangssituation entsprechend dem Tag der Einrichtung bestimmt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile zu beheben und in erster Linie ein Verfahren zur Kontrolle der ordnungsgemäßen Funktion des Systems zur Rückgewinnung von Dampf, der in einer Einrichtung zur Abgabe von Flüssigkeit, insbesondere bei der Einfüllung von Kraftstoff in den Innenraum des Tanks eines Kraftfahrzeugs, abgegeben wird, zu schaffen, das es ermöglicht, auf zuverlässige Weise jede Fehlfunktion des Dampfrückgewinnungssystems, gleich welcher Ursache, anzuzeigen.

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

– der Dampfdurchsatz QV ständig mit Hilfe von Erfassungsmitteln ermittelt wird,
– der so ermittelte Wert für den Dampfdurchsatz QV zu Vergleichsmitteln geleitet wird, die ihn mit dem Wert für den Flüssigkeitsdurchsatz QL vergleichen, und
– wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vorgegeben Bereichs liegt, der gegebenenfalls einstellbar sein kann, dadurch ein Alarm ausgelöst wird, der auf Nichtverfügbarkeit hinweist,
– die Mittel zum Erfassen wie auch die Mittel zum Vergleich so gewählt sind, daß ein Ausfall dieser Mittel ebenfalls einen Alarm auslöst, der auf Nichtverfügbarkeit hinweist.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 5 auch eine Einrichtung mit hydromechanischer oder elektronischer Steuerung im Open-Loop-Betrieb zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie

– Erfassungsmittel, die die ständige Erfassung des Dampfdurchsatzes QV ermöglichen,
– Vergleichsmittel, die dem von den Erfassungsmitteln ermittelten Dampfdurchsatz gegenüber empfindlich sind und den Vergleich dieses Wertes QV mit dem Wert für den Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglichen, und
– Alarmmittel, die, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, der gegebenenfalls einstellbar sein kann, die Auslösung eines Alarms ermöglichen, der entweder die Nichtverfügbarkeit des Dampfrückgewinnungssystems, insbesondere der Regelungsmittel, anzeigt oder eine Panne der Erfassungs- oder der Vergleichsmittel

umfaßt.

Durch die vorgeschlagene Erfindung wird es möglich, ein Open-Loop-System zu betreiben und dieses gleichzeitig auf eine korrekte Funktion hin zu überwachen. Bei Abweichungen des Mischungsverhältnisses von einem vorgegebenen Sollwert-Korridor wird ein Alarm gegeben, so daß Fehlfunktionen sofort erkannt werden können. Dieses wesentliche Merkmal, das einem sogenannten absoluten Sicherheitssystem entspricht, ermöglicht es, den eine Fehlfunktion anzeigenden Alarm ungeachtet der Ursache dieser Fehlfunktion auszulösen. Außerdem ist es möglich, wenn der Mikroprozessor der Steuerelektronik mit dem Rechner der Berechnungseinrichtung 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 Variante der Erfindung, die an ein vereinfachtes 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 Vergleichseinrichtung gespeichert, und der mit Hilfe der Überwachungseinrichtung ermittelte Wert der Dampfmenge QV wird mit dem Maximalwert QL max verglichen.

Bezüglich dieser Variante ist festzuhalten, daß der Schwellenwert zur Auslösung des eine Fehlfunktion anzeigenden Alarms auf einer besonderen mechanischen Konstruktion oder auch auf einem Fluidphänomen basieren kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, das auch diese zweite Variante betrifft, wird der eine Fehlfunktion anzeigende 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 Behälters zu unterdrücken.

Eine solche Unterdrückung erweist sich häufig als notwendig, insbesondere gegen Ende der Füllung, wenn der Benutzer 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 Feststellung der ersten Impulse, die den Anfang der Flüssigkeitsmengenabgabe 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 vorteilhaft im Falle einer Vorausbezahlung erweist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Einrichtung zur Kraftstoffabgabe auch eine Hilfsvorrichtung, wie einen geeichten 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 gelieferte Flüssigkeitsmenge QL unterhalb der maximalen Flüssigkeitsmenge QL max liegt.

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 angegebenen Art bilden kann, während umgekehrt ein Detektor, der ein wechselweises Signal als Funktion der Liefermenge abgibt, nahezu ständig im absoluten Sicherheitsbereich liegt.

Das von der Alarmeinrichtung übermittelte Signal kann ein Lichtsignal oder ein elektrisches Signal sein, das im gegebenen Fall von einem als Folgeglied eines magnetischen Organs angeordneten Detektor ausgesendet werden kann. Es ist zu bemerken, daß der Alarm in einem einfachen Abschalten der Kraftstofförderung bestehen kann.

Die Ausbildung der Überwachungsorgane sowie der Vergleichsorgane kann in großem Umfang in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Kraftstoffördereinrichtung variieren.

Die Überwachungseinrichtung kann zum Beispiel von einem Mengendetektor nach Art eines Flüssigkeitsoszillators wie einem Mengenmesser mit oszillierendem Strahl oder einem Wirbelmengenmesser 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 berücksichtigt und nicht ihre Amplitude, die Meßabweichungen des Druckfühlers ausgesetzt ist. Die Frequenz F des vom Verstärker 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 Mikroprozessor geführt wird, ist dieser Vergleichsvorgang erleichtert 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.

Weitere Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den Unteransprüchen 6 bis 12 angegeben.

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 Überwachungseinrichtung über Lichtübertragungsorgane mit der Alarmeinrichtung in Wirkverbindung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Einrichtung zur Abgabe von Kraftstoff mit einem System zur Dampfrückgewinnung, das mit einer Steuerelektronik nach dem Stand der Technik ausgerüstet ist,
2 eine Einrichtung gemäß der einer Variante der Erfindung,
3 eine Ausführungsform einer Kontrolleinrichtung gemäß einer weiteren Variante der Erfindung,
4 eine Einzelheit der 3,
5 eine zweite Ausführungsform einer Kontrolleinrichtung nach der weiteren Variante der Erfindung,
6 ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungs- und Vergleichseinrichtung bei einer Kontrolleinrichtung nach der Variante der Erfindung, wie sie in den 3, 4 und 5 dargestellt ist,
7a, 7b und 7c ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungseinrichtung, die von einem Oszillator mechanischer Art gebildet ist, und
8 und 8a eine weitere Ausführungsform der Überwachungseinrichtung.
Gemäß dem in 1 dargestellten Stand der Technik umfaßt die Einrichtung zur Abgabe von Kraftstoff im wesentlichen einen Vorratsbehälter 1 für den abzugebenden flüssigen Kraftstoff, in den eine Flüssigkeitsförderleitung 2 eintaucht, die dem Transport des Krafttoffs zu einer Zapfpistole 10 mittels einer Saug/Druckpumpe 3 mit einer Flüssigkeitsmenge QL dient. In den Vorratsbehälter 1 mündet ferner eine Dampfrückgewinnungsleitung 16 ein, die eine Saug/Druckpumpe 8 umfaßt, die dem Transport des bei der Füllung des Tanks ausgetretenen Dampfes von der Zapfpistole 10 zum Vorratsbehälter 1 mit einer Dampfmenge QV dient.
Das abgegebene Kraftstoffvolumen wird mit Hilfe einer Flüssigkeitsmeßeinrichtung 4 bestimmt, die in die Förderleitung 2 eingeschaltet und mit einem Impulskodierer 5 verbunden ist, der einen Impuls bei jedem Hundertstel Liter liefert. Die Impulse werden von einem Rechner 6 gezählt, 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 andererseits 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 angesaugt werden.
Der koaxiale Schlauch 13 ist direkt an die Flüssigkeitsförderleitung 2 angeschlossen, während eine Trennvorrichtung 17 die Möglichkeit schafft, die Dämpfe in Richtung des Vorratsbehälters 1 über die Dampfrückgewinnungsleitung 16 zu leiten.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Standes der Technik ist die Rückgewinnungspumpe 8 eine Pumpe mit fester Drehzahl, die von einem Motor 9 angetrieben und mit einem Elektroregulierventil 14 verbunden ist, dessen Öffnung von einer Steuerelektronik 15 gesteuert wird, die mit einem Mikroprozessor ausgerüstet ist, derart, daß zu jedem Augenblick die Dampfmenge Qv gleich der Flüssigkeitsmenge QL ist. Zu diesem Zweck ist die Steuerelektronik 15 mit dem Impulskodierer 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 berechnet, übertragen werden.
In allen Fällen wird der Öffnungswert des Elektroregulierventils 14, der es ermöglicht, die Gleichheit der Mengen QL und QV zu erhalten, ausgehend von einer Tabelle bestimmt, die zuvor in den Speicher des Mikroprozessors der Steuerelektronik 15 bei einer Eichung eingeschrieben worden ist, um den Bedingungen der Einrichtung (Ladungsverluste) und dem tatsächlichen Leistungsverhalten der Rückgewinnungspumpe 8 bei der Einrichtung Rechnung zu tragen.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nach 2 ist die in 1 dargestellte Einrichtung des Standes der Technik außerdem mit einer Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20 mit einem Mengenmesser 21 ausgestattet, der in die Dampfrückgewinnungsleitung 16 stromabwärts der Rückgewinnungspumpe 8 eingebaut ist, sowie mit einem Mengenkomparator 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 ausgehend von einer Berechnung zu verfügen. Ausgehend von diesem Wert der Flüssigkeitsmenge QL sowie von dem Wert der Dampfmenge QV, die dem Mengenkomparator 22 vom Mengenmesser 21 übermittelt wird, berechnet er in jedem Augenblick das Verhältnis QV/QL, und sobald das Verhältnis aus einem im Speicher des Mikroprozessors gespeicherten vorbestimmten 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 Dampfrückgewinnungssystem oder einer Störung des Mengenmessers 21 oder des Mengenkomparators 22 auszulösen.
Gemäß 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 aufgebracht wird, wobei die Energie von der Förderpumpe 3 geliefert wird.
Eine Achse 24 bildet eine starre Verbindung des Hydraulikmotors 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 Flüssigkeitsmenge QL max vorgenommen, und um Gleichheit der Dampfmenge QV und der Flüssigkeitsmenge QL zu erhalten, wird die Drehzahl des Hydraulikmotors 23 eingestellt, indem man einen Teil der Flüssigkeitsmenge QV mittels eines mechanisch regelbaren hydraulischen Shunts 25 ableitet.
Gemäß 4 ermöglicht es ein Gaszähler bzw. Mengenmesser 26, der mit einem Absperrventil 27 verbunden ist, das bei der Eichung in die Dampfrückgewinnungsleitung 16 stromaufwärts der Rückgewinnungspumpe 8 eingesetzt worden ist, die Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20a zu regeln. Diese Einrichtung ist von der Zuordnung eines Mengenmessers 21a und eines Mengenkomparators 22a gebildet, ausgerüstet 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 5 wird die Rückgewinnungspumpe 8 nicht von einem Hydraulikmotor ähnlich dem in 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 Mengenkomparators 22b gebildete Überwachungs- und Vergleichseinrichtung 20b mit einer Sperreinrichtung 29 der Alarmeinrichtung 20'b zusammen.
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 möglich, die Alarmeinrichtung 20'b zu sperren, wenn die Flüssigkeitsmenge QL unterhalb eines vorher bestimmten Anteils ihres Maximalwertes QL max liegt.
Gemäß 6 ist die Überwachungs- und Vergleichseinrichtung von der gegenseitigen Zuordnung eines Mengendetektors 100 und eines einen mechanischen Speicher umfassenden Mengenkomparators 150 gebildet.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Mengendetektor 100 von einem Bauteil nach Art eines Venturirohres gebildet, 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 wirksamen Fläche S, die an ihrem Umfang zwischen zwei Halbgehäusen 152 und 153 abgedichtet festgelegt ist.
Die Halbgehäuse 152 und 153 sind jeweils mit Druckanschlüssen 154, 155 versehen, die jeweils an einen der Druckanschlüsse 101, 102 des Venturirohrs 100 angeschlossen 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 Druckan schluß 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' verlängert.
Der zylindrische Ansatz 157₁ ist mit zwei Fenstern 160, 161 aus transparentem Material versehen, die jeweils gegenüber einer von zwei optischen Fasern 158, 159 angeordnet 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 auszulösen, 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 verbundene Kammer 152' eine sehr weiche, jedoch auf einer großen Länge mittels einer Regulierschraube 162' komprimierte 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 6 gezeigten Stellung gedrückt 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 Anschlüssen 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' geregelt wird, um Licht ausgehend von einem Schwellenbezugswert zwischen der Dampfmenge QV und der maximalen Flüssigkeitsmenge QL max (z.B. wenn QV/QL max ≥ 0,9) durchzulassen.
Das oben beschriebene System liegt im absoluten Sicherheitsbereich aufgrund der Tatsache, daß

– das Licht nur im Falle einer ordnungsgemäßen Funktion übertragen und der Alarm ausgelöst wird, wenn die Lichtquelle nicht mehr sendet oder wenn der Lichtempfänger außer Betrieb ist,
– wenn die Membran 151 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 Fehlfunktion auf der Sicherheitsebene (gefährliche Außenluft) vorteilhaft ist, jedoch auf in der Zeichnung nicht dargestellte Weise die Stange 157 durch ein Magnetelement ersetzt 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 6 dargestellte Venturirohr 100 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 Druckanschlüssen 101 und 102 zu erhalten.
Über eine bestimmte Menge hinaus kann sich der Strahl an die Wände des Venturirohrs anlegen und einen Druckunterschied hervorrufen. Die Menge, bei der sich dieses Verhalten einstellt, kann durch das Anbringen eines Hindernisses in der Dampfaustrittsbahn mit einer regelbaren Position reguliert werden.
Eine solche Anbringung würde es ermöglichen, einen Auslöseschwellenwert auf der Basis eines Fließvorgangs zu erhalten, und ein preiswerter handelsüblicher Druckmeßfühler könnte ausreichen, den Alarm, "alles oder nichts", auszulösen.
Bei dem in den 7a, 7b und 7c dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Überwachungseinrichtung von einem Oszillator mechanischer Art gebildet.
Gemäß 7b ist dieser Oszillator von einer zylindrischen Scheibe B gebildet, die einerseits durch einen an seinen Enden d und d' eingespannten Torsionsfaden aufgehängt ist und andererseits zwei Schultern E1 und E2 umfaßt.
Gemäß 7a ist der Zylinder B, der im Schnitt dargestellt ist, von zwei gekrümm ten Kanälen C1 und C2 durchzogen, 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 Ausgangsöffnung H1, H2.
Die beiden geradlinigen Abschnitte verlaufen im wesentlichen parallel in unmittelbarer gegenseitiger Nachbarschaft, während die beiden bogenförmigen Abschnitte divergieren.
Gemäß 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 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 Zylinders B bewirkt diese Menge eine Drehung des Zylinders mit einer Winkelgeschwindigkeit ω.
Infolge dieser Drehbewegung verlagert sich die Eintrittsöffnung 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 7c modifiziert die bei diesem Pendelsystem angewandte Winkelgeschwindigkeit ω die Eigenschwingungsfrequenz T0 des Zylinders B erheblich, und man erhält eine direkt mit der Dampfmenge QV verbundene Schwingungsfrequenz T1.
Bei dem in den 8 und 8a dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Dampfmenge QV vor ihrer Überwachung durch einen direkt an der Dampfrückgewinnungsleitung 16 montierten Ansatz 101 geleitet, um als Strahl in ein Gehäuse 102 einzutreten, das eine Ausgangsöffnung 103 umfaßt.
Gemäß 8 ist das Gehäuse 102 in seinem mittleren Bereich 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 8a umfaßt jede Lamelle 104, 105 einen flexiblen Bereich 104a, 105a nahe der Befestigungsstelle 106 bzw. 107 sowie einen dickeren Bereich 104b, 105b von eingekrümmter 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, 105 in bezug auf den Rest des Volumens des Gehäuses 102 einen Unterdruck, der eine Verlagerung der beiden Lamellen 104, 105 aufeinander zu bewirkt, bis sie aneinander anliegen, so daß örtlich die Menge QV unterbrochen wird, was die Rückkehr 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 dargestellten Lichtstrahls jedesmal, wenn die Lamellen 104, 105 in Berührung kommen, gemessen werden.
Es handelt sich hierbei wiederum um ein System im absoluten Sicherheitsbereich angesichts des Umstands, daß das alternierende Signal verschwindet, sobald die Schwingungserzeugung nicht mehr möglich ist oder der Lichtstrahl durch einen Defekt unterbrochen wird.

Claims

Verfahren zur Kontrolle der Verfügbarkeit einer Einrichtung mit hydromechanischer oder elektronischer Steuerung zur Rückgewinnung von Dämpfen in einer Open-Loop-Flüssigkeitsverteilungsanlage, insbesondere zum Einfüllen von Treibstoff in den Tank eines Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtung umfaßt: – einen Vorratstank (1) für den zu verteilenden Treibstoff, – eine Leitung zum Verteilen von Flüssigkeit (2) mit einer Zapfsäule (3), die den Fluß der Flüssigkeit zwischen dem Vorratstank (1) und einem Zapfstutzen (10) mit einem Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglicht, – eine Dampfrückgewinnungsleitung (16) mit einer Rückgewinnungspumpe (8), die den Fluß des Dampfes ermöglicht, der beim Füllen des Tanks zwischen dem Zapfstutzen (10) und dem Vorratstank (1) entsteht, und zwar mit einem Dampfdurchsatz QV, – Zählmittel, die mit der Flüssigkeitsverteilungsleitung (2) verbunden sind, und eine Flüssigkeitsmeßvorrichtung (4) umfassen, die mit einem Pulsgeber oder Kodierer (5) verbunden ist, der es einem Rechner (6) ermöglicht, Volumen und Preis des ausgegebenen Treibstoffs zu ermitteln, die klar auf einem Display (7) erscheinen, – Regelungsmittel, die die Aufrechterhaltung des Dampfdurchsatzes QV bei einem annähernd dem Flüssigkeitsdurchsatz QL gleichen Wert ermöglichen, wobei die Regelung des Dampfdurchsatzes QV allein auf der ursprünglichen Eichung der Einrichtung basiert, dadurch gekennzeichnet, daß – der Dampfdurchsatz QV ständig mit Hilfe von Erfassungsmitteln (21) ermittelt wird, – der so ermittelte Wert für den Dampfdurchsatz QV zu Vergleichsmitteln (22) geleitet wird, die ihn mit dem Wert für den Flüssigkeitsdurchsatz QL vergleichen, und – wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eines vorgegeben Bereichs liegt, der gegebenenfalls einstellbar sein kann, dadurch ein Alarm (20') ausgelöst wird, der auf Nichtverfügbarkeit hinweist, – die Mittel zum Erfassen (21) wie auch die Mittel zum Vergleich (22) so gewählt sind, daß ein Ausfall dieser Mittel ebenfalls einen Alarm (20') auslöst, der auf Nichtverfügbarkeit hinweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für den von den Zählmitteln ermittelte Flüssigkeitsdurchsatz QL ständig an Vergleichsmittel (22) weitergeleitet und mit dem Wert für den mit Hilfe der Erfassungsmittel (21) ermittelten Dampfdurchsatz QV verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichswert QV, der bei der Eichungsphase ermittelt wurde und dem oberen Grenzwert für den Durchsatz QLmax entspricht, gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Nichtverfügbarkeit anzeigenden Alarm (20') einen vorgegebenen Zeitraum nach der Einschaltung der Zapfsäule (3) hemmt und für einen gegebenen Zeitraum reaktiviert, um ihn erneut zu hemmen bis die Füllung des Tanks beendet ist.
Einrichtung mit hydromechanischer oder elektronischer Steuerung im Open-Loop-Betrieb zur Durchführung des Verfahrens nach einem beliebigen Anspruch 1 bis 4, bestehend aus: – einen Vorratstank (1) für den zu verteilenden Treibstoff, – einer Leitung zum Verteilen von Flüssigkeit (2) mit einer Zapfsäule (3), die den Fluß der Flüssigkeit zwischen dem Vorratstank (1) und einem Zapfstutzen (10) mit einem Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglicht, – eine Dampfrückgewinnungsleitung (16) mit einer Rückgewinnungspumpe (8), die den Fluß des Dampfes ermöglicht, der beim Füllen des Tanks zwischen dem Zapfstutzen (10) und dem Vorratstank (1) entsteht, und zwar mit einem Dampfdurchsatz QV, – Zählmittel, die mit der Flüssigkeitsverteilungsleitung (2) verbunden sind, und eine Flüssigkeitsmeßvorrichtung (4) umfassen, die mit einem Pulsgeber oder Kodierer (5) verbunden ist, der es einem Rechner (6) ermöglicht, Volumen un Preis des ausgegebenen Treibstoffs zu ermitteln, die klar auf einem Display (7) erscheinen, – Regelungsmittel, die die Aufrechterhaltung des Dampfdurchsatzes QV bei einem annähernd dem Flüssigkeitsdurchsatz QL gleichen Wert ermöglichen, wobei die Regelung des Dampfdurchsatzes QV allein auf der ursprünglichen Eichung der Einrichtung basiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung umfaßt: – Erfassungsmittel (21), die die ständige Erfassung des Dampfdurchsatzes QV ermöglichen, – Vergleichsmittel (22), die dem von den Erfassungsmitteln (21) ermittelten Dampfdurchsatz gegenüber empfindlich sind und den Vergleich dieses Wertes QV mit dem Wert für den Flüssigkeitsdurchsatz QL ermöglichen, und – Alarmmittel (20'), die, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs außerhalb eine vorgegebenen Bereichs liegt, der gegebenenfalls einstellbar sein kann, die Auslösung eines Alarms ermöglichen, der entweder die Nichtverfügbarkeit des Dampfrückgewinnungssystems, insbesondere der Regelungsmittel, anzeigt oder eine Panne der Erfassungs- (21) oder der Vergleichsmittel (22).
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einem Durchsatzsensor vom Typ einer Flußmeßeinheit bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einem mechanischen Flußmesser bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einem Unterdruck generierenden Organ bestehen, insbesondere von der Art eines Venturis, das mit einem druckempfindlichen System mit mechanischer Speicherung verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einem Unterdruck generierenden Organ bestehen, insbesondere von der Art eines Venturis, das nur ab einem bestimmten Schwellenwert des Durchsatzes arbeitet, der gegebenenfalls einstellbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einer Turbine bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel aus einer Palette oder einem Hindernis bestehen.
Einrichtung nach einem beliebigen Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel mit den Alarmmitteln über optische Transmissionsmittel zusammenarbeiten.