EP1106568A1 - Automatische Kraftstoffbetankungsanlage - Google Patents

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EP1106568A1
EP1106568A1 EP99123793A EP99123793A EP1106568A1 EP 1106568 A1 EP1106568 A1 EP 1106568A1 EP 99123793 A EP99123793 A EP 99123793A EP 99123793 A EP99123793 A EP 99123793A EP 1106568 A1 EP1106568 A1 EP 1106568A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
hose
line
refueling
chambers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99123793A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oswald Rödig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jrs Johann Robot Systems & Co KG GmbH
Original Assignee
Jrs Johann Robot Systems & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jrs Johann Robot Systems & Co KG GmbH filed Critical Jrs Johann Robot Systems & Co KG GmbH
Priority to EP99123793A priority Critical patent/EP1106568A1/de
Priority to AU12804/01A priority patent/AU1280401A/en
Priority to PCT/EP2000/011307 priority patent/WO2001040104A1/en
Publication of EP1106568A1 publication Critical patent/EP1106568A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0401—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants arrangements for automatically fuelling vehicles, i.e. without human intervention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0476—Vapour recovery systems
    • B67D7/0478—Vapour recovery systems constructional features or components

Definitions

  • the invention relates to an automatic fuel filling system, especially for cars, with a refueling robot, a fuel rail, a hose with a end connected to the fuel rail and at least two feed pumps.
  • Such automatic refueling systems are preferred built at petrol stations to replace manual petrol pumps.
  • manual refueling despite the suction device Inhaled benzene vapors, since the car driver mostly Nozzle holds in hand and immediately in is located near the tank neck from which the toxic Vapors can escape. Furthermore there is always the possibility when manually refueling, select the wrong fuel. After manual refueling, it often happens that the fuel cap is screwed on incorrectly or not at all and leads to the loss of the fuel cap.
  • Fuel refueling system is between the fuel nozzle and Fuel distributor provided a single fuel hose common to all three types of combustion fuel is used.
  • This common fuel hose leads to a distributor that with the individual feed pumps for the combustible fuel types.
  • Fed becomes the distributor and thus the common fuel hose always from a single fuel pump, selectively by means of a fuel type identification can be activated.
  • the particular disadvantage here is that with each refueling in the single fuel hose a residual amount of fuel type that remains at the subsequent refueling process with a different type of fuel in the fuel vehicle tank with the other type of fuel mixed. The remaining amount depends of the length of the fuel hose and is approximately 1.5 l.
  • combustion fuels such as RON 92, RON 95 and RON 98 are easy to mix, but this automatic refueling system is from the stand the technology for diesel fuels absolutely unsuitable because Cars with petrol engines with the smallest amount of diesel fuel could be damaged. Also from the automotive industry wanted absolutely no mixing of the combustible fuels with diesel fuel during refueling may take place.
  • the object of the invention is an automatic fuel refueling system introduce a device between Excludes diesel and combustion fuels.
  • the automatic fuel refueling system can use a refueling robot that has at least one arm has three axes, one at the free end
  • Fuel nozzle is arranged can be a fuel rail to feed the nozzle with a single one from different possible types of fuel, can be a hose with one end connected to the fuel rail and can comprise at least two feed pumps connected to at least two fuel tanks are connected.
  • the hose can have at least two chambers, the fuel distributor, from the individual lines to the nozzle can lead between the nozzle and the hose can be arranged.
  • the other end of the Hose must be connected to a junction box.
  • the invention has the advantage that the diesel fuel and the combustion fuel in different chambers of the same Hose to the only nozzle without mixing can be directed. That from the chambers of the hose resulting individual lines between distributors and nozzle are installed in this area smaller bending radii than the "thick" hose. With that the end effector (free end of the arm with nozzle) one Mobility that is not restricted by the individual lines becomes. Connecting the hose to a junction box also offers the advantage of the refueling robot to be loosened together with the hose from this connection box to enable simplified assembly and / or disassembly.
  • An advantageous embodiment of the invention is that the Junction box Connections for the individual chambers of the Has tubing, the connections at one end of Pressure lines are connected to one of the feed pumps are misplaced. This enables a modular structure, so that the mostly underground pressure lines can be installed independently of the refueling robot. Furthermore, there is the possibility of to offer a standardized interface to the hose.
  • the hose laid along the arm has a chamber for Diesel fuel, a chamber to hold at least one Cable for the transmission of data and / or electricity, at least a chamber for combustion fuels and at least one Combustion gas recirculation chamber having.
  • This special design offers the advantage that all inlets and outlets to the petrol pump in one compact hose are summarized.
  • the gas recirculation offers the possibility of 98% of the vapors in the fuel tank attributed, with suction being extracted with about 150%.
  • Another embodiment of the invention is that the individual line a first fuel line for diesel fuel, a second fuel line for combustion fuel and have a gas recirculation line on the volume meter looped past the second fuel line being, the different combustion fuels be routed through this single second fuel line.
  • this embodiment offers the advantage that Diesel fuel not mixed with the combustible fuel becomes.
  • the advantage is exploited that the different combustion fuels with each other can be mixed to only a single second fuel line to the fuel nozzle to increase the number of Keep volume counters small. So the second can Have fuel line at least one chamber. Since the The fuel rail is usually located near the fuel nozzle is accordingly the fuel lines from the distributor to the nozzle briefly, so that the mixing amount between the different combustion fuels is small, the maximum mixing volume Is 80 ml.
  • a refueling robot 1 On the left side of Figure 1 is a refueling robot 1 can be seen, which is attached to a base 12, wherein next to this a junction box 13 is arranged.
  • the refueling robot has an arm 2 with six axes of rotation, the nozzle at its free end (end effector) 4 comprises connected to two fuel lines 15 and 16 is.
  • Fuel lines 15 and 16 end in a fuel rail 5.
  • a hose 9 with six chambers, which is laid along the arm 2.
  • One end 8 of the hose 9 is, for example, with a Swivel joint on the fuel rail 5 rotatably mounted.
  • the other end 11 of the hose 9 is on the junction box 13 connected.
  • junction box 13 In the junction box 13 are four connections of pressure lines 30 for fuels, one underground supply line 28 and one underground installed gas return line 29 available.
  • the other End 32 of the pressure lines 30 is to the pressure line couplings 33 connected, from which four individual lines get into the feed pumps 6a-6d.
  • This is also called Hydraulic cabinet 14 designated.
  • Each feed pump is 6a-6d connected to its own fuel tank 7a-7d.
  • the hydraulic cabinet 14 can be reached above ground be arranged.
  • FIG 2 is a block diagram of the underground laid lines 28 to 30, then the further course up to see the nozzle 4.
  • the individual lines 10 In front of a nozzle 4 four individual lines 10 connected.
  • the individual lines 10 have two separate fuel lines 15 and 16, one Data and / or power supply line and a gas return line 18 on.
  • These individual lines 10 and 15 to 18 are then connected to the fuel rail 5, a first in the first fuel line 15 Volume counter 19 for diesel fuel and in the second Fuel line 16, a second volume counter 20 for internal combustion fuels connected.
  • the gas return line 18 on the second volume meter 20 is dragged by.
  • the lines by a not shown Hose connector merged.
  • Preferably form the counter 20 and the connector a non-positive Unit.
  • On the other side of the fuel rail 5 is the tube 9 with its six different ones Chambers 21 to 26 connected at one end 8.
  • the other end 11 of the hose 9 is on the junction box 13 connected. From this box the individual Chambers of the hose 9 on underground lines 28 to 30 separated.
  • the pressure lines correspond 30 the fuel chambers 21, 24 to 26 and the underground supply line 28 of the supply chamber 22, and the underground gas return line 29 the chamber for gas return line 23.
  • FIG 3 is a cross section of the hose 9 with six See chambers.
  • the diesel fuel chamber 21 preferably has a diameter of about 10 mm and the combustion fuel chambers 24 to 26 preferably have an inner diameter of 10 mm, so that the fuel chambers 21, 24 Withstand pressures of at least 4 bar overpressure so that a fuel flow rate of up to 80 liters per minute can be reached per chamber.
  • the other two chambers 22, 23 have a somewhat smaller inner diameter on.
  • the bending radius of the tube 9 is preferably 150 mm and as a special embodiment has a length of hose 9 result in 1600 mm.
  • FIG 4 is a side view and enlargement of the refueling robot 1 from Figure 1 and in Figure 5 is a front view to see this fueling robot 1.
  • the individual lines 15 and 16 and those attached to them connected volume counters 19 and 20 very well on the arm 2 recognizable. It is followed by the nearby one Fuel distributor 5, which results in a minimal mixing volume between the different combustion fuels results in the second fuel line 16.
  • the volume counter 19, 20 together with hose connector be arranged directly on the distributor 5. Thereby is the mixture volume between combustion fuels minimal (80 ml).
  • the refueling robot has one arm six axes of rotation, different along the arm Fastening clips 35 for the hose 9 are distributed, so that it can be laid along the arm 2 without to be kinked, so that under no circumstances the allowed Bending radius of hose 9 is undershot.
  • Kinks are brought into the hose 9, the increased wear of the hose 9 after pull yourself.
  • the end face 40 is cuboid Recognize work area 50 in which the nozzle can reach the tank connection of the car.
  • Figure 5 12 is a side view 41 of cuboid portion 50 recognize in the nozzle 4 the fuel cap of the car can reach.
  • the Refueling robot 1 is mounted on a base 12 which the hose 9 is passed to the side and in the the bottom 37 arranged junction box 13 opens. Of there the underground lines 28 to 30 are laid.
  • the base is 12 mounted on a fuel nozzle compared to the car.
  • the driver's seat is automatic Do not leave refueling, only a fuel card must be inserted into a card reader and there the corresponding PIN number can be entered. Via a so-called Preset function can either the amount or the too fueling amount can be preset. Refueling too of the vehicle is possible. After this indication will be from a vehicle identification system in the car (ID-TAG) position data to the automatic refueling system transfer.
  • the data contain the information of the motor type (whether diesel or petrol engine) and the position of the Fuel cap.
  • the refueling system selects automatically the right type of fuel.
  • the robot guides the nozzle near the fuel filler flap.
  • the exact position is determined with an optical tracking system the fuel filler flap is checked gently by air pressure technology is opened. After opening the flap it checks optical tracking system the position of the filler neck and introduces the nozzle into the filler neck.
  • the Fuel distributor 5 passed the information which Fuel should be let through.
  • the corresponding feed pump 6 is switched on. To a The filling pressure will prevent the fuel from foaming gradually to a maximum pressure of up to 3.5 bar increased.
  • the fuel for example combustion fuel RON 92 is taken from the tank 7d by the pump 6d, passed through the pressure line 30 on the junction box 13 brought into the corresponding chamber 24 of the hose 9, past the fuel rail 5 into the second one Fuel line 16 through the second volume counter 20 and finally promoted to the nozzle 4. From there it flows into the reserve tank of the motor vehicle 43 Avoidance of toxic exhaust gases during the refueling process the vapors simultaneously via the gas return line 18 of the combustion fuel RON 92 is sucked out, the corresponding then in the opposite direction via the hose 9 be returned to tank 7. When the desired one is reached The second volume counter 20 enters the delivery quantity Signal to the input device so that the feed pump 6d is switched off and both the fuel selector 5 and the nozzle 4 are closed.
  • the driver waits for the procedure the completion of the refueling process on his or her Seat. After the refueling process, the fuel filler flap becomes automatic closed. The automatic refueling system is there then instruct the driver that he or she she can continue.
  • an automatic refueling system is a fully automatic refueling one Motor vehicle possible within 2 minutes. Over 80% All vehicles with a tank cap can be filled with it. Furthermore, because for four different types of fuel only a single nozzle is necessary, reduces to the filling station operator the parking space, so that the filling stations are basically cheaper to build.
  • a left / right refueling system on has a refueling robot on both sides of the vehicle, taking these two robots from an input station operated and from a pump station (hydraulic cabinet) be supplied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

Angegeben wird eine automatische Kraftstoff-Betankungsanlage mit einem Betankungsroboter (1), der einen Arm (2) mit mindestens drei Achsen aufweist, an dessen freiem Ende (3) eine Zapfpistole (4) angeordnet ist, einem Kraftstoffverteiler (5) zum Speisen der Zapfpistole (4) mit einer einzigen aus verschieden möglichen Kraftstoffsorten, einem Schlauch (9), mit einem am Kraftstoffverteiler (5) angeschlossenen Ende (8), und mindestens zwei Förderpumpen (6), die an mindestens zwei Kraftstofftanks (7) angeschlossen sind. Der Schlauch (9) weist mindestens zwei Kammern (21, 22, 23, 24, 25, 26) auf, wobei der Kraftstoffverteiler (5), von dem Einzelleitungen (10) zur Zapfpistole (4) führen, zwischen der Zapfpistole (4) und dem Schlauch (9) angeordnet ist. Das andere Ende (11) des Schlauches (9) ist an einen Anschlußkasten (13) angeschlossen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Kraftstoffbetankungsanlage, insbesondere für Pkws, mit einem Betankungsroboter, einem Kraftstoffverteiler, einem Schlauch mit einem am Kraftstoffverteiler angeschlossenen Ende und mindestens zwei Förderpumpen.
Solche automatischen Betankungsanlagen werden vorzugsweise an Tankstellen aufgebaut, um manuelle Zapfsäulen zu ersetzen. Bei manueller Betankung werden trotz Absaugvorrichtung Benzoldämpfe eingeatmet, da der/die Pkw-Fahrer/in meist die Zapfpistole selbst in der Hand hält und sich unmittelbar in der Nähe des Tankstutzens befindet, aus dem die giftigen Dämpfe entweichen können. Ferner besteht immer die Möglichkeit beim manuellen Betanken, den falschen Kraftstoff auszuwählen. Nach dem manuellen Betanken kommt es oft vor, daß der Tankdeckel falsch oder gar nicht aufgeschraubt wird und so zum Verlust des Tankdeckels führt.
Bei automatischen Betankungsanlagen treten solche Nachteile nicht in Erscheinung, denn der Fahrer bzw. die Fahrerin des Pkws braucht nur den Pkw in der Nähe der Zapfsäule zu parken. Der Fahrersitz wird bei der automatischen Betankung nicht verlassen, einzig eine spezielle Kunden-Tankkarte muß in einen Kartenleser eingeführt und dort die entsprechende PIN-Nummer eingegeben werden. Selbst das Volltanken des Fahrzeugs ist möglich. Nach dieser Angabe werden von einem im Pkw befindlichen Transponder Positionsdaten an die automatische Betankungsanlage übertragen. Mit diesen Daten führt der Roboter die Zapfpistole in die Nähe der Tankklappe, die sanft durch Luftdrucktechnik geöffnet wird und danach in den Tankstutzen eingeführt wird. Danach wird das Fahrzeug vollgetankt. Während dieser Prozedur wartet der Fahrer bzw. die Fahrerin auf die Beendigung des Betankungsvorgangs auf seinem bzw. ihrem Sitz. Nach dem Betankungsvorgang wird die Tankklappe automatisch geschlossen. Die automatische Betankungsanlage gibt dann an den bzw. die Fahrer(in) die Anweisung, daß er bzw. sie weiterfahren kann.
Bei der in der Druckschrift DE 298 05 414 U1 beschriebenen Kraftstoff-Betankungsanlage ist zwischen Zapfpistole und Kraftstoffverteiler ein einziger Kraftstoffschlauch vorgesehen, der für alle drei Verbrennerkraftstoffsorten gemeinsam verwendet wird. Dieser gemeinsame Kraftstoffschlauch führt zu einem Verteiler, der mit den einzelnen Förderpumpen für die Verbrennerkraftstoffsorten verbunden ist. Gespeist wird der Verteiler und damit der gemeinsame Kraftstoffschlauch stets nur noch von einer einzigen Kraftstoffpumpe, die selektiv mittels einer Zapfstoffsortenkennung aktivierbar ist.
Hierbei ist insbesondere nachteilig, daß bei jeder Betankung in dem einzigen Kraftstoffschlauch eine Restmenge der getankten Kraftstoffsorte zurückverbleibt, die sich beim darauffolgenden Betankungsvorgang mit einer anderen Kraftstoffsorte im Kraftstoffahrzeugtank mit der anderen Kraftstoffsorte vermischt. Die verbleibende Restmenge ist abhängig von der Länge des Kraftstoffschlauchs und beträgt etwa 1,5 l. Bei den Verbrennerkraftstoffen wie z.B. ROZ 92, ROZ 95 und ROZ 98 ist eine Vermischung unproblematisch, doch ist diese automatische Betankungsanlage aus dem Stand der Technik für Dieselkraftstoffe absolut ungeeignet, da Pkws mit Ottomotoren bei geringsten Dieselkraftstoffmengen beschädigt werden könnten. Ferner ist von der Automobilindustrie gewünscht, daß absolut keine Vermischung der Verbrennerkraftstoffe mit Dieselkraftstoffen bei einer Betankung stattfinden darf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Kraftstoff-betankungsanlage vorzustellen, die eine Vorrichtung zwischen Dieselkraftstoffen und Verbrennerkraftstoffen ausschließt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße automatische Kraftstoff-Betankungsanlage kann einen Betankungsroboter, der einen Arm mit mindestens drei Achsen aufweist, an dessen freiem Ende eine Zapfpistole angeordnet ist, kann einen Kraftstoffverteiler zum Speisen der Zapfpistole mit einer einzigen aus verschiedenen möglichen Kraftstoffsorten, kann einen Schlauch mit einem am Kraftstoffverteiler angeschlossen Ende und kann mindestens zwei Förderpumpen umfassen, die an mindestens zwei Kraftstofftanks angeschlossen sind. Der Schlauch kann mindestens zwei Kammern aufweisen, wobei der Kraftstoffverteiler, von dem Einzelleitungen zur Zapfpistole führen können, zwischen der Zapfpistole und dem Schlauch angeordnet sein kann. Außerdem kann das andere Ende des Schlauchs an einem Anschlußkasten angeschlossen sein.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Dieselkraftstoff und der Verbrennnerkraftstoff in verschiedenen Kammern desselben Schlauchs zur einzigen Zapfpistole ohne Vermischung geleitet werden können. Die aus den Kammern des Schlauchs hervorgegangenen Einzelleitungen, die zwischen Verteiler und Zapfpistole verlegt sind, ermöglichen in diesem Bereich kleinere Biegeradien als der "dicke" Schlauch. Damit hat der Endeffektor (freie Ende des Arms mit Zapfpistole) eine Beweglichkeit, die nicht durch die Einzelleitungen eingeschränkt wird. Das Anschließen des Schlauchs an einen Anschlußkasten bietet ferner den Vorteil, den Betankungsroboter samt Schlauch von diesem Anschlußkasten zu lösen, um eine vereinfachte Montage und/oder Demontage zu ermöglichen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Anschlußkasten Anschlüsse für die einzelnen Kammern des Schlauchs aufweist, wobei die Anschlüsse an einem Ende von Druckleitungen angeschlossen sind, die zu einer der Förderpumpen verlegt sind. Dies ermöglicht einen modularen Aufbau, so daß die meist unterirdisch geführten Druckleitungen unabhängig vom Betankungsroboter verlegt werden können. Desweiteren besteht bei dem Anschlußkasten die Möglichkeit, eine standarisierte Schnittstelle zum Schlauch anzubieten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der entlang des Arms verlegte Schlauch eine Kammer für Dieselkraftstoff, eine Kammer zur Aufnahme mindestens eines Kabels zur Übertragung von Daten und/oder Strom, mindestens eine Kammer für Verbrennerkraftstoffe und mindestens eine Kammer für die Gasrückführung des Verbrennerkraftstoffes aufweist. Diese besondere Ausführung bietet den Vorteil, daß sämtliche Zu- und Abführungen zur Zapfsäule in einem kompakten Schlauch zusammengefaßt sind. Die Gasrückführung bietet die Möglichkeit, 98 % der Dämpfe in den Kraftstofftank zurückzuführen, wobei mit etwa 150 % abgesaugt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, daß die Einzelleitung eine erste Kraftstoffleitung für Dieselkraftstoff, eine zweite Kraftstoffleitung für Verbrennungskraftstoff und eine Gasrückführleitung aufweisen, die am Volumenzähler der zweiten Kraftstoffleitung vorbeigeschleift wird, wobei die unterschiedlichen Verbrennerkraftstoffe über diese einzige zweite Kraftstoffleitung geleitet werden. So bietet diese Ausführungsform den Vorteil, daß der Dieselkraftstoff nicht mit den Verbrennerkraftstoffen vermischt wird. Andererseits wird der Vorteil ausgenutzt, daß die unterschiedlichen Verbrennerkraftstoffe miteinander vermischt werden können, um nur eine einzige zweite Kraftstoffleitung zur Zapfpistole zu verlegen, um die Anzahl der Volumenzähler klein zu halten. So kann deswegen die zweite Kraftstoffleitung mindestens eine Kammer aufweisen. Da der Kraftstoffverteiler meist in der Nähe der Zapfpistole angeordnet ist, sind dementsprechend auch die Kraftstoffleitungen vom Verteiler zur Zapfpistole kurz, so daß die Vermischungsmenge zwischen den verschiedenen Verbrennerkraftstoffen klein ist, wobei das maximale Mischungsvolumen 80 ml beträgt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den anderen Unteransprüchen angegeben.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
eine Anordnung der erfindungsgemäßen Betankungsanlage mit einem Betankungsroboter, unterirdisch verlegten Druckleitungen und ein Hydraulikkabinett;
Fig. 2
ein Blockschaltbild vom Verlauf der Druckleitungen zur Zapfpistole;
Fig. 3
einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Schlauchs mit sechs Kammern;
Fig. 4
eine Seitenansicht des Betankungsroboters mit dem Schlauch; und
Fig. 5
eine Frontansicht des Betankungsroboters samt Schlauch aus Figur 1 und 4.
Auf der linken Seite der Figur 1 ist ein Betankungsroboter 1 zu sehen, der auf einem Sockel 12 befestigt ist, wobei neben diesem ein Anschlußkasten 13 angeordnet ist. Der Betankungsroboter weist einen Arm 2 mit sechs Drehachsen auf, der an dessen freiem Ende (Endeffektor) eine Zapfpistole 4 umfaßt, die an zwei Kraftstoffleitungen 15 und 16 angeschlossen ist. Die Kraftstoffleitungen 15 und 16 enden in einem Kraftstoffverteiler 5. Zwischen dem Kraftstoffverteiler 5 und dem Anschlußkasten 13 befindet sich ein Schlauch 9 mit sechs Kammern, der entlang des Armes 2 verlegt ist. Das eine Ende 8 des Schlauches 9 ist beispielsweise mit einem Drehgelenk an dem Kraftstoffverteiler 5 drehbar gelagert. Das andere Ende 11 des Schlauchs 9 ist an den Anschlußkasten 13 angeschlossen. Im Anschlußkasten 13 sind vier Anschlüsse von Druckleitungen 30 für Kraftstoffe, eine unterirdisch verlegte Versorgungsleitung 28 und eine unterirdisch verlegte Gasrückführleitung 29 vorhanden. Das andere Ende 32 der Druckleitungen 30 ist an die Druckleitungskupplungen 33 angeschlossen, von dem aus vier Einzelleitungen in die Förderpumpen 6a-6d gelangen. Dies wird auch als Hydraulikkabinett 14 bezeichnet. Jede Förderpumpe 6a-6d ist mit einem eigenen Kraftstofftank 7a-7d verbunden. Zur besseren Erreichbarkeit kann das Hydraulikkabinett 14 oberirdisch angeordnet sein.
In Figur 2 ist ein Blockschaltbild von den unterirdisch verlegten Leitungen 28 bis 30, dann der weitere Verlauf bis zur Zapfpistole 4 zu sehen. Vor einer Zapfpistole 4 sind vier Einzelleitungen 10 angeschlossen. Die Einzelleitungen 10 weisen zwei getrennte Kraftstoffleitungen 15 und 16, eine Daten- und/oder Stromversorgungsleitung und eine Gasrückführleitung 18 auf. Diese Einzelleitungen 10 bzw. 15 bis 18 sind dann an dem Kraftstoffverteiler 5 angeschlossen, wobei in der ersten Kraftstoffleitung 15 ein erster Volumenzähler 19 für Dieselkraftstoff und in der zweiten Kraftstoffleitung 16 ein zweiter Volumenzähler 20 für Verbrennerkraftstoffe angeschlossen ist. Ferner ist anzumerken, daß die Gasrückführleitung 18 am zweiten Volumenzähler 20 vorbeigeschleift wird. Nach dem Volumenzähler 20 und vor der Zapfpistole 4 werden die Leitungen durch ein nicht gezeigtes Schlauchanschlußstück zusammengeführt. Vorzugsweise bilden der Zähler 20 und das Anschlußstück eine kraftschlüssige Einheit. An der anderen Seite des Kraftstoffverteilers 5 ist der Schlauch 9 mit seinen sechs unterschiedlichen Kammern 21 bis 26 an seinem einen Ende 8 angeschlossen.
Das andere Ende 11 des Schlauches 9 ist an den Anschlußkasten 13 angeschlossen. Von diesem Kasten werden die einzelnen Kammern des Schlauches 9 auf unterirdisch verlegte Leitungen 28 bis 30 aufgetrennt. Dabei entsprechen die Druckleitungen 30 den Kraftstoffkammern 21, 24 bis 26 und die unterirdisch verlegte Versorgungsleitung 28 der Versorgungskammer 22, und die unterirdisch verlegte Gasrückführleitung 29 der Kammer für Gasrückführleitung 23.
In Figur 3 ist ein Querschnitt des Schlauches 9 mit sechs Kammern zu sehen. Die Dieselkraftstoffkammer 21 weist bevorzugt einen Durchmesser von ca. 10 mm auf und die Verbrennerkraftstoffkammern 24 bis 26 bevorzugt einen Innendurchmesser von 10 mm, so daß die Kraftstoffkammern 21, 24 bis 26 Drücke von mindestens 4 bar Überdruck aushalten, damit eine Kraftstoffdurchflußmenge von bis zu 80 1 pro Minute je Kammer erreicht werden kann. Die beiden anderen Kammern 22, 23 weisen einen etwas kleineren Innendurchmesser auf. Der Biegeradius des Schlauchs 9 beträgt vorzugsweise 150 mm und als besondere Ausführungsform hat sich eine Länge des Schlauches 9 von 1600 mm ergeben.
In Figur 4 ist eine Seitenansicht und Vergrößerung des Betankungsroboters 1 aus Figur 1 und in Figur 5 eine Frontansicht dieses Betankungsroboters 1 zu sehen. In diesen beiden Figuren sind die Einzelleitungen 15 und 16 und die daran angeschlossenen Volumenzähler 19 und 20 sehr gut am Arm 2 zu erkennen. Dahinter folgt der in der Nähe angeordnete Kraftstoffverteiler 5, womit sich ein minimales Vermischungsvolumen zwischen den verschiedenen Verbrennerkraftstoffen in der zweiten Kraftstoffleitung 16 ergibt. Vorzugsweise können die Volumenzähler 19, 20 samt Schlauchanschlußstück direkt am Verteiler 5 angeordnet sein. Dadurch ist das Mischungsvolumen zwischen Verbrennerkraftstoffen minimal (80 ml). Der Betankungsroboter weist einen Arm mit sechs Drehachsen auf, wobei entlang des Armes verschiedene Befestigungsklammern 35 für den Schlauch 9 verteilt sind, so daß dieser entlang des Armes 2 verlegt werden kann ohne geknickt zu werden, so daß unter keinen Umständen der erlaubte Biegeradius des Schlauchs 9 unterschritten wird. Damit kann wirksam verhindert werden, daß im Laufe des Betriebes Knickstellen in den Schlauch 9 hineingebracht werden, die einen erhöhten Verschleiß des Schlauchs 9 nach sich ziehen. In Figur 4 ist die Stirnseite 40 des quaderförmigen Arbeitsbereichs 50 zu erkennen, in dem die Zapfpistole den Tankanschluß des Pkws erreichen kann. In Figur 5 ist eine Seitenansicht 41 des quaderförmigen Bereichs 50 zu erkennen, in dem die Zapfpistole 4 den Tankdeckel des Pkws erreichen kann. In beiden Figuren ist zu erkennen, daß der Betankungsroboter 1 auf einem Sockel 12 montiert ist, an dem der Schlauch 9 seitlich vorbeigeführt ist und in den an den Boden 37 angeordneten Anschlußkasten 13 mündet. Von dort aus sind die unterirdischen Leitungen 28 bis 30 verlegt. Zum Schutze des Betankungsroboters ist der Sockel 12 gegenüber dem Pkw erhöht auf einer Zapfinsel montiert.
Im folgenden wird nun die Funktionsweise dieser automatischen Betankungsanlage kurz erklärt.
Der Fahrer bzw. die Fahrerin des Pkws 43 braucht nur den Pkw in der Nähe der Eingabestation (auch CAT = card reader terminal genannt) zu parken, so daß die Eingabestation vom Fahrersitz zu bedienen ist. Der Fahrersitz wird bei der automatischen Betankung nicht verlassen, einzig eine Tankkarte muß in einen Kartenleser eingeführt werden und dort die entsprechende PIN-Nummer eingegeben werden. Über eine sogenannte Preset-Funktion kann entweder die Menge oder der zu betankende Betrag voreingestellt werden. Auch das Volltanken des Fahrzeugs ist möglich. Nach dieser Angabe werden von einem im Pkw befindlichen Fahrzeugidentifikationssystem (ID-TAG) Positionsdaten an die automatische Betankungsanlage übertragen. Die Daten beinhalten die Information des Motortyps (ob Diesel oder Ottomotor) und die Position des Tankdeckels. Danach wählt das Betankungssystem automatisch die richtige Kraftstoffsorte aus. Mit den Positionsdaten führt der Roboter die Zapfpistole in die Nähe der Tankklappe. Mit einem optischen Trackingsystem wird die exakte Position der Tankklappe überprüft, die sanft durch Luftdrucktechnik geöffnet wird. Nach Öffnen der Klappe überprüft das optische Trackingsystem die Lage des Einfüllstutzens und führt die Zapfpistole in den Tankstutzen ein. Sobald sich die Zapfpistole im Tankstutzen des Kraftfahrzeugs befindet, wird vom Eingabegerät über die Datenleitung 28 an den Kraftstoffverteiler 5 die Information weitergegeben, welcher Kraftstoff durchgelassen werden soll. Gleichzeitig wird die entsprechende Förderpumpe 6 eingeschaltet. Um ein Aufschäumen des Kraftstoffs zu verhindern, wird der Einfülldruck stufenweise auf einen maximalen Druck bis zu 3,5 bar erhöht. Der Kraftstoff, beispielsweise Verbrennerkraftstoff ROZ 92, wird von der Pumpe 6d aus dem Tank 7d geholt, über die Druckleitung 30 geführt, an dem Anschlußkasten 13 vorbei in die entsprechende Kammer 24 des Schlauches 9 gebracht, am Kraftstoffverteiler 5 vorbei in die zweite Kraftstoffleitung 16 durch den zweiten Volumenzähler 20 und zum Schluß in die Zapfpistole 4 gefördert. Von dort aus fließt es in den Reservetank des Kraftfahrzeugs 43. Zur Vermeidung von giftigen Abgasen beim Betankungsvorgang werden gleichzeitig über die Gasrückführleitung 18 die Dämpfe des Verbrennerkraftstoffs ROZ 92 abgesaugt, die entsprechend über den Schlauch 9 in umgekehrter Richtung dann zu dem Tank 7 zurückgeführt werden. Bei Erreichen der gewünschten Abgabemenge gibt der zweite Volumenzähler 20 ein Signal an das Eingabegerät, so daß die Förderpumpe 6d abgeschaltet wird und sowohl der Kraftstoffwähler 5 als auch die Zapfpistole 4 geschlossen werden.
Währen der Prozedur wartet der Fahrer bzw. die Fahrerin auf die Beendigung des Betankungsvorgangs auf seinem bzw. ihrem Sitz. Nach dem Betankungsvorgang wird die Tankklappe automatisch geschlossen. Die automatische Betankungsanlage gibt dann an den bzw. die Fahrer(in) die Anweisung, daß er bzw. sie weiterfahren kann.
Mit einer solchen erfindungsgemäßen automatischen Betankungsanlage ist eine vollautomatische Betankung eines Kraftfahrzeugs innerhalb von 2 Minuten möglich. Über 80 % aller Fahrzeuge mit Tankverschluß sind damit betankbar. Ferner, da für vier verschiedene Kraftstoffsorten nur noch eine einzige Zapfpistole notwendig ist, verringert sich auf den Tankstellenbetreiber der Stellplatz, so daß die Tankstellen prinzipiell kostengünstiger zu bauen sind.
Anzumerken ist, daß eine Links-/Rechtsbetankungsanlage auf beiden Fahrzeugseiten jeweils einen Betankungsroboter aufweist, wobei diese beiden Roboter von einer Eingabestation aus bedient und von einer Pumpenstation (Hydraulikkabinett) versorgt werden.

Claims (10)

  1. Automatische Kraftstoff-Betankungsanlage mit
    einem Betankungsroboter (1), der einen Arm (2) mit mindestens drei Achsen aufweist, an dessen freiem Ende (3) eine Zapfpistole (4) angeordnet ist,
    einem Kraftstoffverteiler (5) zum Speisen der Zapfpistole (4) mit einer einzigen aus verschieden möglichen Kraftstoffsorten,
    einem Schlauch (9), mit einem am Kraftstoffverteiler (5) angeschlossenen Ende (8), und
    mindestens zwei Förderpumpen (6), die an mindestens zwei Kraftstofftanks (7) angeschlossen sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Schlauch (9) mindestens zwei Kammern (21, 22, 23, 24, 25, 26) aufweist, wobei der Kraftstoffverteiler (5), von dem Einzelleitungen (10) zur Zapfpistole (4) führen, zwischen der Zapfpistole (4) und dem Schlauch (9) angeordnet ist, und daß
    das andere Ende (11) des Schlauches (9) an einen Anschlußkasten (13) angeschlossen ist.
  2. Betankungsanlage nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkasten (13) Anschlüsse für die einzelnen Kammern (21-26) des Schlauches (9) aufweist, wobei die Anschlüsse an einem Ende (31) von Druckleitungen (30) angeschlossen sind, die zu den Förderpumpen (6a-6d) verlegt sind.
  3. Betankungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (32) der Druckleitungen (30) mit einer Druckleitungskupplung (33) verbunden ist, die die Verbindung zwischen Druckleitungen (30) und Förderpumpen (6a-6d) bewerkstelligt.
  4. Betankungsanlage nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der entlang des Armes (2) verlegte Schlauch (9) eine Kammer (21) für Dieselkraftstoff, eine Kammer (22) zur Aufnahme mindestens eines Kabels zur Übertragung von Daten und/oder Strom, mindestens eine Kammer (24-26) für Verbrennerkraftstoff und mindestens eine Kammer (23) für die Gasrückführung des Verbrennerkraftstoffs aufweist.
  5. Betankungsanlage nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (9) sechs Kammern aufweist, wobei drei Kammern (24-26) für die unterschiedlichen Verbrennerkraftstoffe, insbesondere für ROZ 92, ROZ 95 und ROZ 98, vorgesehen sind.
  6. Betankungsanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kammern (24-26) für Verbrennerkraftstoff 6-16 mm und der Kammern (21) für Dieselkraftstoff 6-16 mm beträgt, wobei der Schlauch eine Länge von 1000-3200 mm aufweist.
  7. Betankungsanlage nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleitungen (10) mindestens eine Kraftstoffleitung (15, 16) und mindestens eine Versorgungsleitung (17) für Daten und/oder Strom aufweisen, wobei jede Kraftstoffleitung (15, 16) durch einen eigenen Volumenzähler (19, 20) geschleift ist, so daß dieser zwischen Kraftstoffverteiler (5) mit Drehgelenk und Zapfpistole (4) mit einem Füllrohr angeordnet ist.
  8. Betankungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleitungen (10) eine erste Kraftstoffleitung (15) für Dieselkraftstoff, eine zweite Kraftstoffleitung (16) für Verbrennerkraftstoff und eine Gasrückführleitung (18) aufweisen, die am Volumenzähler (20) der zweiten Kraftstoffleitung (16) vorbeigeschleift ist, wobei die unterschiedlichen Verbrennerkraftstoffe über diese einzige zweite Kraftstoffleitung (16) geleitet werden.
  9. Betankungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsvolumen des Volumenzählers (20) für Verbrennerkraftstoffe maximal 80 ml beträgt.
  10. Betankungsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitungen (15, 16) mindestens eine Kammer aufweisen.
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