DE3210932C2

DE3210932C2 - Vorrichtung zur Überwachung der Erdung fahrbarer Tankeinrichtungen während der Befüllung

Info

Publication number: DE3210932C2
Application number: DE19823210932
Authority: DE
Inventors: Kurt 3502 Vellmar Hanke; Hans-Jürgen Dipl.-Ing. 3500 Kassel Knauer
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1987-01-08
Also published as: DE3210932A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung der Erdung fahrbarer Tankeinrichtungen während der Befüllung mit brennbaren Flüssigkeiten niederer elektrischer Leitfähigkeit beschrieben, die ein Erdungstestgerät aufweist, das über eine zweiadrige Verbindungsleitung mit zwischengeschalteter Steckverbindung und einen definierten und an der Tankeinrichtung angeordneten elektrischen Abschluß einen Stromkreis bildet, die an die fahrbare Tankeinrichtung angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Erdung fahrbarer Tankeinrichtungen während der Befüllung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verladeeinrichtungen, mit denen aus Vorratsbehältern entnommene Kohlenwasserstoffe oder daraus bestehende Treibstoffe von geringer elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kerosin, Benzin, Heizöl und dgl. in Tank- oder Kesselwagen bzw. Flugzeugtanks gefüllt werden, müssen geerdet sein, um das Entstehen elektrostatischer Aufladungen zu verhindern, die Anlaß zur Funkenbildung sein können. Da diese Verladeeinrichtungen ständig von Dämpfen der zu verladenden Kohlenwasserstoffe umgeben sind, die mit Luft zünd- und explosionsfähige Mischungen bilden, können die infolge elektrostatischer Aufladung entstehenden Funken die Zündquelle sein, die in einem solchen Gemisch aus Kohlenwasserstoffdampf und Luft eine Verpuffung oder Explosion auslösen.
Um derartige Funkenbildungen und die daraus entstehenden nachteiligen Folgen zu vermeiden, ist vorgeschrieben, daß außer sämtlichen Teilen der Verladeeinrichtung auch die zu befüllende Einrichtung, wie beispielsweise der Tank- oder Kesselwagen, geerdet sein muß. Für die Überwachung der Erdung derartiger fahrbarer Tankeinrichtungen während der Befüllung ist beispielsweise ein Erdungsgerät der Firma TIMM- ELEKTRONIK GmbH, Hamburg, bekannt, bei dem laut Typenbeschreibung und technischem Datenblatt vom 09. 03. 1979 ein Meßoszillator einerseits am Füllgerüst geerdet ist und andererseits über ein Erdungskabel mittels einer Erdungszange mit einem elektrisch leitenden Masseteil der Tankeinrichtung in Verbindung steht. Der Stromkreis ist durch die Kapazitäten des Erdungskabels und der Tankeinrichtung gegen Ende sowie den parallel liegenden ohmschen Widerstand der Tankeinrichtung geschlossen. Der Meßoszillator arbeitet als Maximal-Grenzwertschalter in der Weise, daß die Kapazität des Erdungskabels allein nicht ausreicht, um ein Schaltsignal für einen Schalter zur Freigabe einer Sperreinrichtung in der Befüllungseinrichtung zu erzeugen. Hierzu bedarf es der zusätzlichen, durch die Tankeinrichtung gegebenen Leitwerte. Die Länge des Erdungskabels ist daher begrenzt.
Der angesprochene Freigabebereich muß bei diesen Erdungstestgeräten jedoch sehr groß gewählt werden, da der Übergangswiderstand zwischen der zu befüllenden Einrichtung und dem Erdreich in Abhängigkeit von den Gegebenenheiten, wie beispielsweise Witterung, Zusammensetzung und Feuchtigkeit des Erdreichs und dgl., erheblichen Schwankungen unterliegen kann. Andererseits bildet sich zwischen der zu befüllenden Einrichtung und der Klemmzange, mit der der Erdungskreis zum Erdungstestgerät geschlossen wird, meist ein elektrischer Widerstand aus, der bis zu 100 Ohm betragen kann. Aus diesen Gründen werden als Grenzwerte an den Erdungstestgeräten Freigabebereiche eingestellt, die zwischen dem Minimum von 20 Ohm und einem Maximum von 1000 bis 2000 Ohm liegen.
Mit der Klemmzange kann auch ohne Einschluß der zu befüllenden Einrichtung ein entsprechender Widerstand dadurch nachgebildet werden, daß die Klemmzange an einem geerdeten Teil der Verladestraße vorschriftswidrig angeklemmt ist. Es kann dadurch bewirkt werden, daß die elektromagnetische Verriegelung an den Füllarmen der Verladeeinrichtung geöffnet wird und eine Befüllung der zu befüllenden Einrichtung gestattet, ohne daß diese geerdet ist. Bei zweckentsprechender Anwendung der Klemmzange ist häufig zu beobachten, daß es bei Tank- oder Kesselwagen aus Unachtsamkeit versäumt wird, die Klemmzange vor der Abfahrt des Wagens zu lösen. Wenn sich die Klemmzange in einem solchen Fall nicht von dem Tank- bzw. Kesselwagen löst, wird das Kabel, das die Klemmzange mit dem Erdungstestgerät verbindet, zerrissen und die Klemmzange geht meist verloren.
In der FR-OS 24 31 990 ist eine weitere Einrichtung dieser Art beschrieben, bei der eine Erdungszange und eine Füllstandssonde eines Tankwagens mit einem Erdungstestgerät verbunden sind und zwischen der Sonde und dem Zangenanschluß am Tankwagen eine galvanische Verbindung besteht. Auch hier kann eine ordnungsgemäße Erdung dadurch vorgetäuscht werden, daß die Verbindung zwischen Sonde und Zange direkt unter Umgehung des Tankwagens hergestellt wird. Ebenso darf nicht versäumt werden, nach dem Füllvorgang die Erdungsverbindungen am Tankwagen zu lösen.
Demgemäß besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Erdungsüberwachung von fahrbaren Tankeinrichtungen während der Befüllung zu entwickeln, bei der ein die Sperreinrichtung der Verladeeinrichtung ansteuerndes Erdungstestgerät so geschaltet ist, daß es ein Freigabesignal nur dann liefert, wenn das lösbare Erdungskabel bestimmungsgemäß am Erdungsanschluß der Tankeinrichtung selbst angeschlossen wurde.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art mit den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel eines Tankwagens beschrieben, der aus einer Verladeeinrichtung über einen Befüllungsarm mit Benzin gefüllt werden soll, wobei der Befüllungsarm mit einem Magnetventil ausgerüstet ist, das von dem Erdungstestgerät gesteuert wird. Die Erfindung ist jedoch auch für andere fahrbare Tankeinrichtungen, wie beispielsweise Kesselwagen, Flugzeuge und dgl., und bei allen Arten von brennbaren Flüssigkeiten geringer elektrischer Leitfähigkeit einsetzbar.
Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Erdungstestgeräte sind an sich vorbekannt. Sie weisen gebräuchlicherweise eine explosionsgeschützte Meßschaltung auf. Diese Meßschaltung wirkt als Grenzwertschalter und ist zu diesem Zweck über einen Schaltverstärker mit den Steuerungsklemmen eines im Befüllungsarm der Verladeeinrichtung angeordneten Magnetventils verbunden, das den Durchfluß der brennbaren Flüssigkeit durch den Befüllungsarm entsprechend den von der Meßschaltung ausgehenden Signalen bei Über- oder Unterschreiten der am Erdungstestgerät eingestellten Grenzwerte sperrt und innerhalb dieser Grenzwerte freigibt.
Erfindungsgemäß wird das Erdungstestgerät mit dem Tankwagen über eine als zweiadriges Kabel mit einer zwischengeschalteten Steckerverbindung ausgeführte Verbindungsleitung verbunden, wobei das Verbindungskabel vorzugsweise in ein längeres vom Erdungstestgerät ausgehendes Teil und in ein kürzeres, zum Tankwagen führendes Teil unterteilt wird. Diese Steckerverbindung kann als gebräuchlicher zweipoliger Stecker mit einer die Steckerbuchsen aufweisenden Kupplung ausgebildet sein. Das eine Ende der einen Ader des vorzugsweise längeren Teils des zweiadrigen Verbindungskabels ist an der Erdklemme des Erdungstestgerätes angeklemmt, während dessen freies Ende über den einen Pol der zweipoligen Steckverbindung mit der elektrisch leitenden Masse des Tankwagens verbunden ist. Ausgehend von dieser Masse ist die zweite Ader dieses Verbindungskabels über ein Element definierter elektrischer Leitfähigkeit und anschließend über den anderen Pol der Steckverbindung mit der Eingangsklemme für den Erdungskreis des Erdungstestgerätes verbunden.
Als Element mit definierter elektrischer Leitfähigkeit, das im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bleibend am Tankwagen angeordnet sein muß, kann ein gebräuchlicher ohmscher Widerstand mit entsprechendem Widerstandswert oder eine Diode eingesetzt werden, wobei im letzteren Fall die Steckerverbindung polunverwechselbar ausgebildet sein muß. Vorteilhaft soll der definierte elektrische Widerstand einen Wert von 500 bis 700 Ohm haben.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Schaltplanes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Das am Gerüst 1 einer Verladeeinrichtung befestigte Erdungstestgerät 2 ist über eine Klemme 3 mit Erde verbunden. An die Klemme 3 ist ferner der Abschnitt 4&min; der einen Ader 4 eines Verbindungskabels 5 mit den Abschnitten 5&min; und 5&min;&min; angeklemmt, der über die Steckerverbindung 6 und einen Abschnitt 4&min;&min; der Ader 4 mit dem Erdungsanschluß 14 des Tankwagens 7 verbunden ist. Der Erdungsstromkreis wird dann über das Element 8 definierter Leitfähigkeit, welches am Tankwagen 7 bleibend angeordnet ist, den Abschnitt 9&min;&min; der anderen Ader 9 und die Steckerverbindung 6 sowie den Abschnitt 9&min; geschlossen, dessen Ende an die Eingangsklemme 15 des Erdungstestgerätes 2 angeklemmt ist. Die Signal-Ausgangsklemmen 10 des Erdungstestgerätes 2 können über elektrisch leitende Verbindungsleitungen 11 mit den Steuersignal-Eingangsklemmen der Steuereinrichtung 12 einer beispielsweise als rot-grün Ampel oder als Signalleuchte in der Betriebswarte ausgebildeten Signaleinrichtung 13 verbunden sein, welche anzeigt, ob der zu befüllende Tankwagen geerdet ist oder nicht bzw. die dem Tankwagen Fahrerlaubnis signalisiert.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet einmal den Vorteil, daß das Element 8 definierter Leitfähigkeit außerhalb dieser Vorrichtung von Nichtfachleuten nicht ohne weiteres nachgebildet werden kann, so daß das Erdungstestgerät 2 nur dann das Magnetventil in dem Befüllungsarm der Verladeeinrichtung 1 öffnet und die Befüllung freigibt, wenn das Erdungskabel (d. h. die Ader 4 des Verbindungskabels 5) über die Steckerverbindung 6 an dem zu befüllenden Tankwagen 7 selbst angeschlossen ist. Außerdem kann der Ansprechbereich des Erdungstestgerätes 2 exakt auf die Summe der Widerstandswerte des Verbindungskabels 5, der Steckerverbindung 6 und des Elementes 8 definierter elektrischer Leitfähigkeit eingestellt werden, da alle anderen äußeren und in ihrer Wirkung wechselnden Einflüsse ausgeschaltet sind.
Sollte der Tankwagen 7 irrtümlich einmal seine Fahrt bei angeschlossenem Verbindungskabel 5 beginnen, kann sich die Steckerverbindung 6 des Verbindungskabels 5 selbsttätig lösen, ohne daß ein Materialschaden an der Vorrichtung entstehen muß.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung der, über ein lösbares und mindestens einadriges Verbindungskabel (5) hergestellten, elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Erdungsanschluß (14) eines mit brennbaren Flüssigkeiten geringer elektrischer Leitfähigkeit zu befüllenden Tankwagens (7) und einer ortsfesten, ebenfalls geerdeten Verladeeinrichtung (1) mittels eines an der Verladeeinrichtung (1) angeordneten Erdungstestgerätes (2), dessen Meßstromquelle einerseits mit dem Erdungsanschluß (14) des Tankwagens (7) und andererseits mit dem Steuereingang für eine Sperreinrichtung der ortsfesten Verladeeinrichtung (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungskabel (5) zweiadrig ausgebildet ist, wobei

a) die eine Ader (4; 4&min;, 4&min;&min;) als Erdungsleitung, wie üblich die Erdungsklemme (3) des Erdungstestgerätes (2) mit dem Erdungsanschluß ( 14) des Tankwagens (7) verbindet und über die zweite Ader (9; 9&min;, 9&min;&min;), unter Zwischenschaltung eines Elementes (8) definierter Leitfähigkeit, eine Meßstromschleife (3, 4, 14, 8, 9, 15, 2) zwischen der Erdungsklemme (3) und einer Eingangsklemme (15) des Erdungstestgerätes (2) gebildet wird,

b) das Verbindungskabel (5) durch eine Steckerverbindung (6) in einen an der Verladeeinrichtung (1) angeordneten Kabelabschnitt (5&min;; 4&min;, 9&min;) und einen an dem Tankwagen (7) bleibend angeordneten Kabelabschnitt ( 5&min;&min;, 4&min;&min;, 9&min;&min;) unterteilt wird, und

c) das Element (8) definierter Leitfähigkeit sich in demjenigen Leitungsabschnitt (9&min;&min;) der zweiten Ader (9; 9&min;, 9&min;&min;) befindet, welcher an dem Tankwagen (7) bleibend angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) der definierten Leitfähigkeit als Diode und die Steckerverbindung (6) polunverwechswelbar ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) definierter Leitfähigkeit ein Ohmscher Widerstand von 500 bis 700 Ohm ist.