DE3640576C2 - Meßmodul für Zapfsäulen mit elektronischem Preisrechner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßmodul für Zapfsäulen mit elektronischem Preisrechner für eine abgetrennt vom elektronischen Preisrechner durchführbare Registrierung der Meßwerte zur vergleichsweisen Kontrolle der durch den elektronischen Preisrechner angezeigten Meßwerte, wobei letztere durch ein Mengenmeßwerk ermittelt und durch einen Getriebeadapter mengenproportional übertragen werden.

Eine Meßeinrichtung für eine Zapfsäule besteht im wesentlichen aus einem motorgetriebenen Mengenmeßwerk bzw. einem sog. Kolbenzähler zur Ermittlung der Durchflußmenge. Die Umdrehungszahl des Kolbenzählers wird über ein Adaptergetriebe auf einen Impulsgeber übertragen. Der Impulsgeber schließlich erzeugt eine mengenproportionale Impulsfolge, die über einen Niederspannungsverteiler in einen elektronischen Rechnermodul eingegeben wird. Der Rechnermodul ermittelt fortlaufend aufgrund der eingegebenen Impulsfolge und der einmal vorgegebenen Basispreise je Mengeneinheit den für eine abgegebene Treibstoffmenge zu bezahlenden Preis. Um die Mengen- und Preisangaben anzuzeigen, ist der Rechnermodul in der Regel mit zwei Anzeigemodulen verbunden, die beispielsweise in Form von mehrstelligen 7-Segment-Anzeigen ausgebildet sind und entsprechend der Signalfolgen aus dem Rechner die aufsummierten Daten über die Entnahmemenge und den zugehörigen Preis zur Anzeige bringen. Für die Energieversorgung ist ein Spannungsinterface vorgesehen, das über den Niederspannungsverteiler die einzelnen Baugruppen mit elektrischer Energie versorgt.

Beim Einsatz von elektronischen Preisrechnern in Zapfsäulen werden in Abhängigkeit der am Aufstellungsort erlassenen Vorschriften sehr hohe Anforderungen in bezug auf ein Störverhalten der eingesetzten Systeme gestellt. Eine bekannte Forderung diesbezüglich besteht beispielsweise darin, daß bei Störungen, z. B. hervorgerufen durch Stromausfall, die bis zum Auftreten der Störung ausgegebene Menge und der zugehörige Betrag exakt ermittelt und angezeigt werden, einschließlich der Nachlaufmenge, welche möglicherweise noch abgegeben wird, nachdem der Motor zwar abgeschaltet hat, die Pumpe aber aufgrund ihrer beschleunigten Massen noch kurzzeitig weiter Treibstoff fördert. Eine Vernachlässigung derart entstandener Nachlaufmengen wird nicht in allen Ländern geduldet, vielmehr wird verlangt, daß Nachlaufmengen in einer eng begrenzten Größenordnung (z. B. bis ca. 0,1 l) noch registriert werden. Darüber hinaus ist gefordert, daß eine Störanzeige zusätzlich den Störfall signalisiert. Das bedeutet, daß wenigstens ein Meßsystem auch noch nach Auftreten einer Störung voll funktionsfähig sein muß, um unabhängig von der durch Ausfall betroffenen Anzeige noch die nach dem Störfall abgegebene Menge registriert. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein zweites, unabhängiges Meßsystem erforderlich. Um dabei sicherzugehen, daß in normalem Gebrauch dann beide Systeme im Ergebnis das Gleiche registrieren und anzeigen, müssen die beiden Systeme zusätzlich ständig verglichen werden.

Ein aus der Praxis hierzu bekannt gewordener Lösungsweg sieht vor, einfach zwei voneinander unabhängig arbeitende Rechnermodule einzusetzen, deren Ergebnisse ausgangsseitig getrennt auf jeweils einen Anzeigemodul geschaltet sind. Ein zusätzliches Mikroprozessorsystem vergleicht fortlaufend die Ergebnisse aus den beiden Rechnersystemen. Im Störfalle schließlich wird das fehlerhafte Rechner-Anzeigesystem abgeschaltet, die betreffend zugeordnete Anzeige dunkelgetastet. Die Abrechnung des entsprechenden Treibstoffabgabevorgangs erfolgt dann aufgrund der Anzeige des intakten zweiten Systems. Zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit im Störfalle ist eine zusätzliche Pufferbatterie mit Ladezustandsüberwa­ chung erforderlich, die dafür sorgt, daß ein so bezeichneter Nachlauf nach Ausfall der Versorgungsspannung noch registriert werden kann.

Es ist ganz offensichtlich, daß die bekannte Lösung aufgrund des angezeigten Mehraufwandes eines kompletten Rechnermoduls, eines Mikro­ prozessor-Vergleichsmoduls und einer Pufferbatterie mit Ladezustands­ überwachung eines erheblichen konstruktiven und wirtschaftlichen Mehr­ aufwandes bedarf, um das Ziel der gesetzten Forderungen zu erreichen. Es müssen zur Verwirklichung dieser bekannten Lösung völlig neue hardware- und softwaremäßige Baugruppen geschaffen werden, die sich in aller Regel nicht als nachrüstbare Module der bisherigen Technik zuordnen lassen. Zur Erfüllung der gestellten Anforderung ist also eine neu konzipierte Modellvariante des Preisrechners für Zapfsäulen unumgänglich.

In der deutschen Zeitschrift "Tankstelle", Jahrgang 1980, wird auf Seite 350 ein Tankdatenerfassungsgerät beschrieben, bei dem die Abrechnung eines laufenden Tankvorganges bei Netzausfall ordnungsgemäß abgeschlossen wird, ohne daß die elektronische Recheneinheit zweifach ausgeführt ist. Bei andersartigen Störungen in dem vom Impulsgeber ausgehenden Datenfluß ist die dort beschriebene Maßnahme einer Notstromversorgung jedoch unwirksam.

Die vorbekannte DE-PS 26 52 994 zeigt einen Impulszähler mit einem elektronischen Zähler, dem die summierenden Impulse zugeführt sind und der bei Ausfall der Speisespannung gelöscht wird, und mit einem von der Speisespannung unbeeinflußten, elektromechanischen Zähler, dem die Übertragsimpulse des elektronischen Zählers zugeführt sind. In der Verwendung als Totalisator bleibt beim Ausfall der Speisespannung zwar der im elektromechanischen Zählwerk gespeicherte Wert als ungefährer Summenwert erhalten, der im elektronischen Zähler noch vorhandene Restwert hingegen wird gelöscht. Um den dadurch entstehenden Fehler der verlorengegangenen, also nicht im elektromechanischen Zähler registrierten Fehlmenge annähernd zu kompensieren, wird der elektronische Zähler bei jedem Wiedereinschalten der Speisespannung auf etwa die Hälfte seiner Zählkapazität voreingestellt. Mit dieser Anordnung gelingt es, lediglich die beim Ausschalten im elektronischen Zähler gespeicherte und durch Löschung verlorengegangene Restmenge als Fehlmenge etwas zu verkleinern. Eine korrekte Registrierung der tatsächlich ausgegebenen Menge durch den elektromechanischen Zähler ist indes nicht erzielbar.

Die in der DE-PS 15 24 599 angegebene Vorrichtung dient ausschließlich der phasengerechten Steuerung der Nullstellung von Mengen- und Preiszählwerken eines mechanischen Preisrechners und soll Funktionsüberschneidungen durch das manipulierte Ein- und Aushängen des Zapfhahns verhindern. Diese bekannte Nullstelleinrichtung kann nicht die Forderungen erfüllen, die an einen zusätzlichen Meßmodul für Zapfsäulen mit einem elektronischen Preisrechner gestellt sind.

In der DE-OS 35 13 824 ist ein Störungsanzeigegerät erklärt, das als eine an sich bekannte Baugruppe für die Anwendung in Treibstoffzapfsäulen den dort geforderten Vorschriften einer Explosionsschutzart genügt und bei Eintritt eines Störungsfalles, beispielsweise durch Ausfall der Betriebsspannung, einen Störungsfall signalisiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen zusätzlichen Meßmodul für Zapfsäulen mit elektronischem Preisrechner zu schaffen, der parallel zur Anzeige eines elektronischen Preisrechners Meßwerte anzeigt und insbesondere im Störfall die abgegebenen Meßergebnisse bis zum Stillstand der Förderpumpe registriert.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Vorteil des Meßmoduls gemäß der Erfindung besteht darin, daß dieser im wesentlichen aus einem handelsüblichen, mechanischen Umdre­ hungszähler besteht, der jederzeit an eine abgangsseitig des Getriebeadapters verfügbare, mechanische Umdrehungswelle ankuppelbar ist. Die durchgängig mechanische Antriebsverbindung vom Mengenmeßwerk bis zu den Anzeigerollen des Umdrehungszählers gewährleistet eine absolut korrekte Registrierung der mengenproportionalen Umdrehungen der Abgangswelle des Mengenmeßwerks bis zum Stillstand, ungeachtet des Zeitpunktes eines Ausfalles der elektrischen Versorgungsenergie für die Förderpumpe und/oder die elektronischen Rechner- und Anzeigemodule. In einer kombinierten Montage des mechanischen Umdrehungszählers mit dem elektromechanischen Störanzeiger auf einem einfachen Modulträgerrahmen läßt sich der angezeigte, zusätzliche Meßmodul auf unproblematische Weise ankoppeln an den mechanischen Ausgang des Kolbenzählers bzw. Mengenmeßwerks und garantiert völlig abgetrennt von den elektronischen Rechen- und Anzeigemodule und unabhängig von der Stromver­ sorgungslage eine absolut korrekte Registrierung der gesamten durch den Mengenmesser erfaßten Durchflußmenge und damit insbesondere auch der Nachlaufmenge nach Ausfall der Versorgungsspannung. Für eine bedarfsweise Zuordnung des erfindungsgemäßen Meßmoduls für jedes serienmäßige elektro­ nische Rechnersystem sind zur Erzielung einer vorteilhaften einheitlichen Bauform in einer erweiterten Ausbaustufe des Gegenstandes der Erfindung mit dem Umdrehungszähler und dem Störanzeiger zusätzlich der Getriebeadapter und der Impulsgeber konstruktiv zu einer Baueinheit kombiniert. Damit ist der Meßmodul als absolute Kontrollstufe in Verbindung mit jedem elektro­ nischen Preisrechner einsetzbar, erfüllt alle Anforderungen für den Störfall und gewährleistet volle Registrierfähigkeit für die Zeit nach dem Eintritt des Störfalles.

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines zusätzlichen Meßmoduls ist in der Beschreibung erläutert und in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Zapfsäule mit elektronischem Rechner- und Anzeigemodul und mit der Zuschaltung eines zusätzlichen unabhängigen Meßmoduls zur abgetrennten Registrierung der Meßwerte auch nach Eintritt des Störfalles,

Fig. 2 eine Frontansicht des Meßmoduls mit einer Anzeige des Meßwertes und des Störfalles,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines einfachen Meßmoduls mit einem nullstellbaren, mechanischen Umdrehungszähler und einem Störanzeiger.

Im Blockschaltbild der Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Zapfsäule mit einem zusätzlichen Meßmodul 1 dargestellt, der unabhängig und abgetrennt vom üblichen System der meßtechnischen Erfassung der Meßwerte dient und insbesondere über den Eintritt eines Störfalles hinaus registrierfähig bleibt. Von außergewöhnlicher Bedeutung ist die zuletzt erwähnte Regi­ strierfähigkeit dann, wenn beispielsweise nach dem Ausfall der Versor­ gungsspannung die gesamte Anlage ausfällt, zumeist dann die Anzeige der aufgelaufenen Meßwerte verlorengeht oder zumindest unmittelbar bei Eintritt des Störfalles stehenbleibt, während unvermeidbar die bewegten Massen des Motors und des Mengenmeßwerkes nicht unmittelbar zum Stillstand kommen. Es wird sich dann immer in einem gewissen Maße durch einen sich ergebenden Nachlauf des mechanischen Systems eine, wenn auch kurzzeitige Fortsetzung der Kraftstoffförderung ergeben, die bei den bisherigen Systemen nicht registrierbar oder anzeigbar ist. Um auch Fördermengen zu erfassen nach Eintritt des Störfalles, ist im Anschluß an ein unter dem Einfluß eines nicht näher gezeigten motorgetriebenen Treibstofförderaggregates bewegtes Mengenmeßwerk 2 über die Verbindung einer ausgangsseitigen Welle 3, einer Kupplung 4 und einer eingangsseitigen Welle 5 ein Getriebeadapter 6 verbunden. Über eine erste Welle 7, eine Kupplung 8 und eine Eingangswelle 9 ist ein Impulsgeber 10 mit der mechanischen Antriebsseite verbunden und erzeugt eine mengenproportionale Impulsfolge, die über eine Leitung 11 in einem Niederspannungsverteiler 12 eingegeben wird. Eine Spannungs- Versorgungseinheit 13 liefert über eine Verbindungsleitung 14 und den Niederspannungsverteiler 12 über eine Leitung 15 die erforderliche Energie und die Mengendateninformationen aus dem Impulsgeber 10 an einen elektro­ nischen Rechnermodul 16. Im Rechnermodul 16 entsteht unter anderem aufgrund der eingehenden mengenproportionalen Impulsfolge und des einmal einge­ stellten Basispreises je Mengeneinheit nach vorgegebenem Algorithmus fortlaufend der zu bezahlende Preis für die abgegebene Treibstoffmenge. Die aus der Impulsfolge ermittelten Mengenangaben und die im Rechnermodul 16 errechneten Preisangaben schließlich werden über Leitungen 17, 18 auf zwei gleichartige, mehrstellige 7-Segment-Anzeigen 19, 20 übertragen.

Wie weiter aus der Darstellung gemäß Fig. 1 hervorgeht, ist der Meßmodul 1 über eine Antriebswelle 21 mit dem Getriebeadapter 6 verbunden, die unmittelbar einen mehrstelligen, mechanischen Umdrehungszähler 22 antreibt. Durch diese Ankupplung des mechanischen Umdrehungszählers 22 direkt an den vom Mengenmeßwerk 2 getriebenen Getriebeadapter 6 ist gewährleistet, daß die ermittelten Meßwerte völlig unabhängig vom elek­ tronischen Preisrechner, bestehend aus den miteinander verbundenen Baueinheiten 12, 16, 19, 20 zusätzlich von dem mechanischen Umdrehungs­ zähler 22 registriert werden, der überdies von der elektrischen Energie­ versorgung nicht abhängig ist, was den Zählvorgang anbetrifft. Der Umdrehungszähler 22 ist auf einem einfachen Modulträgerrahmen 23 mit Schrauben 24 montiert. Das aktuelle Anzeigeergebnis ist durch ein Fenster 25 im Modulträgerrahmen 23 ablesbar (Fig. 2 und 3).

Der Umdrehungszähler 22 ist von der Bauart mit mechanischer Null­ stelleinrichtung, durch die bei der Betätigung einer Nullstellstange 26 der Zählerstand aus jeder Anzeigelage auf den Anzeigezustand "Null" rückstellbar ist (Fig. 3). Für die Betätigung der Nullstellstange 26 ist ein elektri­ scher Nullstellmagnet 27 vorgesehen, dessen Anker 30 mit der Nullstellstange 26 verbunden ist und der jeweils vor Beginn eines neuen Treibstoffent­ nahmevorganges den Umdrehungszähler 22 auf den Anfangszählstand "Null" zurückstellt. Der Nullstellmagnet 27 ist in geeigneter Position mit einer Schraube 28 auf dem Modulträgerrahmen 23 montiert und über eine elektrische Steuerleitung 29 mit dem Niederspannungsverteiler 12 verbunden.

Im Ablesefeld des Meßmoduls 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 ist über dem Fenster 25 für die Zählstandsanzeige im Modulträger­ rahmen 23 ein zweites Fenster 31 angeordnet, in dem der Betriebszustand der Zapfsäule angezeigt wird. Hinter dem Fenster 31 ist mit einem Befestigungs­ bügel 32 und Schrauben 33 ein elektromagnetisch betreibbarer Störanzeiger 34 befestigt, der über eine elektrische Leitung 35 an den Niederspannungs­ verteiler 12 angeschlossen ist. Unmittelbar beispielsweise bei einem Netzausfall wird der Störanzeiger 34 stromlos, und eine nicht näher angezeigte Rückstellfeder führt aufgrund des wirksam werdenden Rückstell­ drehmoments eine Anzeigescheibe 36 in eine definierte Störfallanzeige­ position. Im Fenster 31 des Meßmoduls 1 erscheint dann der Hinweis auf eine Störung. Da sowohl der Umdrehungszähler 22 als auch der Störanzeiger 34 mechanisch in die aussagefähige Anzeigeposition steuerbare Baugruppen sind, behalten diese ihre Einstellung auch bei Ausfall der gesamten Stromversorgung bei. Der Umdrehungszähler 22 ist darüber hinaus in der Lage, selbst den Nachlauf einer Treibstoffördereinrichtung nach Ausfall der Spannung exakt zu registrieren. Die Rückstellung des Meßmoduls 1 in die normale Funktionsweise nach einem Störfall ist erst dann gegeben, wenn das Zapfsäulensystem nach Fehlerbeseitigung die Betriebsbereitschaft signalisiert.

In einer bevorzugten Ausbaustufe lassen sich der Getriebeadapter 6, der mechanische Umdrehungszähler 22, der Störanzeiger 34 und der Impulsge­ ber 10 konstruktiv zu einer Baueinheit kombinieren, womit mit dem so erzielbaren Meßmodul 1 eine absolute Kontrollstufe zur Verfügung steht, die zwischen dem Mengenmeßwerk 2 und dem elektronischen Rechnermodul 16 zuschaltbar ist und über den Ausfall der elektronischen Systeme hinaus registrierfähig bleibt.

Claims (3)

1. Meßmodul für Zapfsäulen mit elektronischem Preisrechner für eine abgetrennt vom elektronischen Preisrechner durchführbare Registrierung der Meßwerte zur vergleichsweisen Kontrolle der durch den elektronischen Preisrechner angezeigten Meßwerte, wobei letztere durch ein Mengenmeßwerk ermittelt und durch einen Getriebeadapter mengenproportional übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vom elektronischen Preisrechner (16 bis 20) unabhängige Erfassung der Meßwerte zusätzlich ein mechanischer Umdrehungszähler (22) mit einer jeweils vor Beginn eines neuen Zapfvorganges elektromagnetisch betätigbaren Nullstelleinrichtung (26, 27) vorgesehen und an einem zweiten Ausgang eines Getriebeadapters (6) angeschlossen ist.

2. Meßmodul für Zapfsäulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßmodul (1) in Kombination mit dem mechanischen Umdrehungszähler (22) einen bistabilen, elektromagnetischen Störanzeiger (34) aufweist, der zusammen mit der mechanischen Meßwertanzeige einen Störfall signalisiert.

3. Meßmodul für Zapfsäulen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeadapter (6), der mechanische Umdrehungszähler (22), der elektromagnetische Störanzeiger (34) und ein Impulsgeber (10) konstruktiv zu einer Baueinheit kombiniert sind, dergestalt, daß sie jedem serienmäßigen elektronischen Rechner als absolute Kontrollstufe zwischen Preisrechner (16 bis 20) und Mengenmeßwerk (2) zuschaltbar ist.