DE3438939C1

DE3438939C1 - Vorrichtung zum Übertragen und Anzeigen von Steuerungs- und Meßdaten bezüglich in Rohrleitungen oder flexiblen Schlauchleitungen geförderter feuergefährlicher Flüssigkeiten oder Gase

Info

Publication number: DE3438939C1
Application number: DE19843438939
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 4799 Borchen Hüster
Original assignee: Deutsche Geratebau GmbH
Current assignee: Deutsche Geratebau GmbH
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1986-05-22

Description

Die Datenübertragung über im Innern von Tankschläuchen verlegte elektrische Leitungen hat sich im Hinblick auf die gesetzlichen Vorschriften für den Explosionsschutz und die Eichtechnik (Verordnung für brennbare Flüssigkeiten und Eichordnung) nicht durchsetzen können, so daß andere Wege gesucht wurden, die eine Übertragung von Steuerungs- und Meßdaten zu einem am Auslaufende einer Rohr- oder Schlauchleitung, beispielsweise zu einem Anzeigedisplay in der Zapfpistole am Ende eines Tankschlauches, möglich macht.
So ist es aus der DE-OS 23 63 084 bekannt, elektrische Verbindungsleitungen in Form eines Flachkabels fest mit dem Außenmantel der Zapfschlauchleitung zu verbinden oder im Werkstoff der Schlauchleitung anzuordnen. Dies erfordert einen erheblichen Herstellungsaufwand beim Anfertigen der Tankschläuche. Nachteilig ist aber auch hier die Bewältigung von Problemen der Übertragungskapazität und Übertragungsgeschwindigkeit sowie die Beeinflussung der Datenübertragung durch interne oder externe elektrische und magnetische Felder. Auch entstehen Schwierigkeiten, wenn zu den im Schlauchmantel verlegten elektrischen Leitungen zusätzlich erforderlich werdende Leitungen eingelegt werden sollen.
Grundsätzlich gleiches gilt für eine Betankungsanlage nach der DE-OS 26 24 813, bei der die Meßdaten über in oder am Tankschlauch verlaufende elektrische Verbindungskabel zu dem in der Zapfpistole angeordneten Anzeigedisplay übertragen werden.
Die Verwendung elektrischer Verbindungsleitungen erweist sich außerdem dann als ungeeignet, wenn das Zapfventil oder die Zapfpistole am Ende des Zapfschlauchs drehbar gelagert und gehaltert ist, wie dies in den Tankstellen meist vorzufinden ist. Bei häufiger Benutzung sind die Rotationsbewegungen zwischen Zapfschlauch und Zapfpistole so groß, daß ihnen auch elektrische Leitungen, die als lockere Bündel verlegt sind, nicht folgen können.
In zunehmendem Maße werden Nachrichten und Meßdaten mit Hilfe von Lichtleitfasern, auch optische Kabel genannt, oder Lichtwellenleiter übertragen und am Ende des Ubertragungsweges nach opto-elektronischer Umwandlung ausgewertet. Lichtleitfasern besitzen einen Kern mit guter Lichtleitfähigkeit und eine äußere Mantelschicht, deren Material einen niedrigeren Brechungsindex als das Kernmaterial aufweist. Licht, das am einen Ende von Lichtleitfasern eingespeist wird, kann verhältnismäßig verlustfrei auch Biegungen der Lichtleitfasern folgen, weil die die Mantelschicht treffenden Lichtstrahlen an dieser total reflektiert werden.
Der Einsatz von optischen Kabeln ist bekannt bei der Programmsteuerung von Werkzeugmaschinen und bei Luft- und Landfahrzeugen. Die zur Signalübertragung vorwiegend verwendeten Lichtwellenleiter zeichnen sich bei Verbund zu einer Faser vor allem dadurch aus, daß Signale auf vielen Kanälen im Zeitmultiplex-Betrieb übertragen und am Ende des Übertragungsweges wieder parallel ausgegeben werden können.
Aus der DE-AS 27 32 806 ist ein Lichtsignalübertrager zur Übertragung von Daten, Nachrichten oder Meßwerten zwischen gegenseitig verdrehbaren Apparateteilen bekannt. Die Lichtankopplung im drehbaren Teil erfolgt mit Hilfe eines Lichtleitringes, auf den in jeder Drehstellung die Lichtleitfasern des anderen, beispielsweise feststehenden Teils, ausgerichtet sind. Spezielle Anwendungsgebiete werden in dieser Schrift nicht genannt.
Aus der DE-PS 2400491 ist ein Fasernetz für optoelektronische Datenübertragung zwischen mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger bekannt, wobei jedem Sender und jedem Empfänger ein bestimmter Adresscode zugeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Übertragen von Steuerungs- und Meßdaten und zum Anzeigen der Meßdaten bezüglich in Rohrleitungen oder flexibler Schlauchleitungen geförderter feuergefährlicher Flüssigkeiten oder Gase zu schaffen, die eine neuartige Übertragung der Daten innerhalb der Rohr- oder Schlauchleitung ohne Entzündungsgefahr für die Flüssigkeit zuläßt, und mit der die Daten am Auslaufende der Rohr- oder Schlauchleitung leicht abgelesen werden können. Dabei soll sich eine derartige Vorrichtung für Abfüll- und Betankungsanlagen eignen und beispielsweise Selbstbedienungstankstellen mit derartigen Vorrichtungen nachgerüstet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Dadurch, daß die im Innern der Rohr- oder Schlauchleitung verlegten Datenleitungen Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter sind, erhält man Übertragungsstrekken, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften völlig frei sind von Störungen durch elektromagnetische Felder und durch parallel laufende Leitungen, insbesondere im Einspeisungsbereich der umgewandelten Lichtsignale in die Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter.
Unter Licht, das in die Fasern eingespeist und in ihnen übertragen wird, ist nicht nur die dem menschlichen Auge sichtbare Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 700 nm, sondern auch die Strahlung in den daran angrenzenden Spektralbereichen, beispielsweise im Infrarot, zu verstehen.
In vorzugsweiser Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer als Zapfschlauch ausgebildeten flexiblen Schlauchleitung zum Betanken von Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen mit Kraftstoff, Kraftstoffgemisch oder Flüssiggas das Anzeigedisplay an der am Auslaufende des Zapfschlauches vorgesehenen Zapfpistole angeordnet.
Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter können so flexibel gestaltet werden, daß sie den Durchbiegungen des Zapfschlauches auch bei häufiger Benutzung ausgesetzt werden können. Für sie brauchen keine besonderen Schutzmaßnahmen getroffen zu werden; sie brauchen daher nicht eigens isoliert zu werden.
Der wesentliche Vorteil von im Innern eines Zapfschlauches verlegten Lichtleitfasern oder Lichtwellenleitern besteht darin, daß mögliche Zündquellen, wie sie bei elektrischen Schaltkontakten auftreten, ausgeschlossen sind.
Die Hindurchführung der Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter durch die Wandung der Rohr- oder Schlauchleitung erfolgt in einfacher Weise mittels flüssigkeits- bzw. gasdichter Verschraubungen. Außerhalb der Wandungen werden sie an optoelektrische Wandler angekoppelt. Ist die Erneuerung eines Zapfschlauches erforderlich, lassen sie sich ohne Schwierigkeiten entfernen und in den neuen Zapfschlauch verlegen.
Mit dem Innern einer gegenüber dem Zapfschlauch verdrehbaren Zapfpistole sind die Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter optisch über Lichtleitringe verbunden, die den jeweiligen Lichtleitfasern oder Lichtwellenleitern bzw. Übertragungskanälen zugeordnet sind.
Die in Lichtsignale umgewandelten Meßdaten können digitalisiert und seriell, somit auch im Zeitmultiplex, übertragen und in den optoelektronischen Wandlern umgewandelt werden. Es ergibt sich hierdurch eine große Informationsdichte und Übertragungsgeschwindigkeit.
Eine die Tankbereitschaft anzeigende Lichtquelle in der Zapfpistole oder im Anzeigedisplay kann bei Beginn des Tankvorgangs dazu benutzt werden, um nach Übertragung in Richtung der Zapfsäule den Tankvorgang freizugeben und zu starten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann im Anzeigedisplay eine Eingabetastatur oder eine magnetische Lesevorrichtung für Magnetkarten, Kreditkarten oder Kennschlüssel vorgesehen sein, durch die durch Übertragung kodierter Lichtsignale von der Zapfpistole aus das berechtigte Benutzerkonto anrufbar und das Kraftstoffabgabegerät zur Freigabe von Kraftstoff auslösbar ist.
In abgewandelter Ausführung können die Lichtleitfasern, beispielsweise Glasfaserübertragungsleitungen, in der inneren Wandung der Rohr- oder Schlauchleitung eingebettet sein.
Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Es zeigt Bild 1 eine perspektivische Darstellung des Zapfschlauches, teilweise im Schnitt, mit Zapfpistole und Anzeigedisplay; Bild 2 einen Querschnitt durch den Zapfschlauch mit darin verlegten Lichtleitfasern.
Der im Bild 1 schematisch und teilweise im Schnitt wiedergegebene Zapfschlauch 1 ist am zapfsäulenseitigen Ende mit einem Druckrohr 2 verbunden, das in das Gehäuse des in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffabgabegeräts (Zapfsäule) führt. Das Kraftstoffabgabegerät enthält in üblicher Weise den Flüssigkeitsmeßmotor zur Messung der Menge des durch den jeweiligen Tankvorgang ausgegebenen Kraftstoffes sowie eine Auswerteschaltung zur Ermittlung des Abgabepreises.
Am freien Ende des Zapfschlauches 1 ist das mit einer automatischen Abschaltsperre ausgerüstete, als Zapfpistole 6 ausgebildete Zapfventil relativ zum Zapfschlauch verdrehbar gelagert und gehaltert. Unterhalb des Handgriffs 8 ist in üblicher Weise der Zapfventilhebel 7 angeordnet.
An einem Knie des Druckrohres 2 ist eine Rohrverschraubung 4 vorgesehen, in die flüssigkeits- bzw. gasdicht ein Lichtleitfaserbündel 3 in das Innere des Zapfschlauches 1 eingeführt und dort verlegt ist. Außerhalb des Druckrohrs mündet das Lichtleitfaserbündel 3 in einem optoelektronischen Wandler 5, der die getankte Kraftstoffmenge und gegebenenfalls auch den damit gekoppelten Ausgabepreis in digitale Lichtimpulse umsetzt. Hierzu dienen in bekannter Weise Licht emittierende Halbleiterelemente.
Das andere Ende des Lichtleitfaserbündels 3 ist im Innern der Zapfpistole 6 flüssigkeits- bzw. gasdicht nach oben herausgeführt und mündet in einem weiteren optoelektronischen Wandler, der für die im Kraftstoffabgabegerät ermittelten Meßdaten als Empfänger wirkt und die dort eingespeisten Lichtimpulse in Stromimpulse umsetzt, die nach Umformung in amplitudengleiche Impulse einem an der Zapfpistole 6 angeordneten Anzeigedisplay 9 zugeführt und als Ziffern zur Anzeige gebracht werden. Zur Umsetzung eignen sich beispielsweise Leuchtdioden oder Flüssigkeitskristalle.
Im Anzeigedisplay 9 kann eine Eingabetastatur oder eine magnetische Lesevorrichtung für Magnetkarten, Kreditkarten oder Kennschlüssel vorgesehen sein, durch die durch Übertragung kodierter Lichtimpulse von der Zapfpistole 6 aus das Konto des berechtigten Benutzers oder Kunden angerufen, das Kraftstoffabgabegerät zur Freigabe von Kraftstoff ausgelöst und das Konto entsprechend des Abgabepreises belastet werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zusätzliche Lichtleitfasern zur Übertragung umgewandelter akustischer Signale vorgesehen sein. Denkbar ist in diesem Zusammenhang die Übertragung von Warntönen bei bestimmten Betriebsstörungen oder auch Sprechverkehr zwischen Tankkunden und Tankwart.
Bei Übertragung lediglich der Tankmenge kann im Anzeigedisplay ein Multiplizierglied eingebaut sein, welches die als Tankmenge vorliegenden Meßdaten mit dem Literpreis multipliziert, um den Abgabepreis anzuzeigen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Übertragen von Steuerungs-und Meßdaten bezüglich in Rohrleitungen oder flexiblen Schlauchleitungen geförderter feuergefährlicher Flüssigkeiten oder Gase von einer Abgabestelle zu einem Auslaufende über im Innern der Rohr-oder Schlauchleitung verlegte Datenleitungen sowie zur sichtbaren Anzeige der übertragenen Daten am Auslaufende der Rohr- oder Schlauchleitung, d a -durch gekennzeichnet, daß die Datenleitungen Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter (3) sind, denen an der Abgabestelle die in Lichtsignale umgewandelten Meß- und Steuerdaten eingespeist werden, die am Auslaufende der Rohr- oder Schlauchleitung (1) nach opto-elektronischer Wandlung in einem Lichtempfänger in einem daran angeschlossenen Anzeigedisplay (9) ablesbar sind, von dem aus über eine Lichtleitfaser oder einen Lichtwellenleiter in Gegenrichtung ein Auslöse-, Start-oder Stop-Signal für den Förderbeginn und das Förderende übertragbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer als Zapfschlauch ausgebildeten flexiblen Schlauchleitung (1) zum Betanken von Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen mit Kraftstoff, Kraftstoffgemisch oder Flüssiggas das Anzeigedisplay (9) an der am Auslaufende des Zapfschlauchs vorgesehenen Zapfpistole (6) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter (3) mit dem Innern der gegenüber dem Zapfschlauch (1) verdrehbaren Zapfpistole (6) optisch über Lichtleitringe verbunden sind, die den jeweiligen Lichtleitfasern oder Lichtwellenleitern (3) bzw.

Übertragungskanälen zugeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lichtleitring am Umfang einen ringförmigen, den Lichtaustritt ermöglichenden Spalt aufweist, dem gegenüber in jeder Drehstellung der Zapfpistole in bezug auf den Zapfschlauch die zugeordnete Lichtleitfaser im Zapfschlauch (1) bzw.

in dessen Wandung ausgerichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten in Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlängen übertragbar und umwandelbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betätigen des Handgriffs (8) der Zapfpistole (6) eine die Tankbereitschaft anzeigende Lichtquelle in eine Lichtleitfaser oder einen Lichtwellenleiter eingespeist, übertragen und als Auslöse-oder Startsignal im Kraftstoffabgabegerät ausgewertet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzeigedisplay (9) eine Eingabetastatur oder eine magnetische Lesevorrichtung für Magnetkarten, Kreditkarten oder Kennschlüssel vorgesehen ist, durch die durch Übertragung kodierter Lichtsignale von der Zapfpistole (6) aus das berechtigte Benutzerkonto anrufbar und das Kraftstoffabgabegerät zur Freigabe von Kraftstoff auslösbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern, beispielsweise Glasfaserübertragungsleitungen, oder Lichtwellenleiter (3), in der inneren Wandung der Rohr-oder Schlauchleitung (1) eingebettet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter beim Austausch des Zapfschlauches (1) herausnehmbar verlegt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Lichtleitfasern oder Lichtwellenleiter zur Übertragung umgewandelter akustischer Signale vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigedisplay (9) ein Multiplizierglied für die Anzeige des Kaufpreises enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Übertragen und Anzeigen von Steuerungs- und Meßdaten bezüglich in Rohrleitungen oder flexiblen Schlauchleitungen geförderter feuergefährlicher Flüssigkeiten oder Gase nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Anwendung findet die Erfindung insbesondere in Selbstbedienungstankstellen für Kraftfahrzeuge und Abfüllstationen für private Sportflugzeuge, um den Tankvorgang auszulösen und automatisch zu beenden und um die Kraftstoffabgabemenge und den Abgabepreis anzuzeigen und gegebenenfalls ein Benutzerkonto zu belasten.

In Selbstbedienungstankstellen und Abfüllstationen werden bisher Kraftstoffabgabemenge und Kaufpreis von einem Display im Kraftstoffabgabegerät angezeigt.

Die Freigabe dieses Geräts erfolgt in der Regel vom Kassenraum der Tankstelle durch den Tankwart, nachdem dieser den zu zahlenden Abgabepreis des letzten Kunden in einer Fernanzeigevorrichtung im Kassenraum abgelesen und abgerechnet oder abgespeichert hat.

Das Ablesen der Kraftstoffabgabemenge und des zu entrichtenden Abgabepreises durch den Kunden während des Tankvorgangs wird oft durch ungünstige Stellung des zu betankenden Fahrzeugs in bezug auf das Kraftstoffabgabegerät erschwert. Selbstbedienungstankstellen mit den bisherigen Anzeige- und Auslöseeinrichtungen sind daher wenig servicefreundlich.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Bauart ist aus der DE-OS 28 40 157 bekannt, bei der im Innern eines Tankschlauchs flexible, kraftstoffbeständige elektrische Leitungen verlegt sind, welche die bei einem Tankvorgang abgegebene Kraftstoffmenge und den zugehörigen Preis von einem Durchflußmengenzähler und einer Preisrechner-Elektronik im Zapfsäulengehäuse zu einem Leitungsempfänger und einem Anzeigedisplay an der Zapfpistole überträgt. Hierbei werden die kraftstoffbeständigen Datenleitungen aus dem innerhalb der Zapfsäule angeordneten Druckrohr mittels einer flüssigkeitsdichten Verschraubung herausgeführt.