AT504684B1 - Anordnung zur überfüllsicherung von treibstofftanks - Google Patents

Description

2 AT 504 684 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überfüllsicherung, bevorzugt einer Mehrzahl von Treibstofftanks einer Tankstelle, die insbesondere gleichzeitig durch Mehrkammer-Tankfahrzeuge befüllt werden und wobei die Treibstofftanks Füllstand-Grenzwertgeber wie zB optische oder Thermistor Sonden aufweisen, die mit einem Signalgeber zur Übertragung eines Signals bei Erreichen des Grenzwertes verbunden sind und wobei ein Signalempfänger am Tankfahrzeug zur Steuerung der Tankventile vorgesehen ist, und wobei die Füllstands-Grenzwertgeber der Treibstofftanks an der Tankstelle über jeweils eine Signalleitung mit einer gemeinsamen Schnittstelle verbunden sind, die eine Abfrageschaltung, insbesondere eine Multiplexschaltung aufweist, welcher Signalgeber mit dem am Tankfahrzeug angeordneten Signalempfänger zusammenwirkt, der mit einer synchronisierten Multiplexschaltung bzw einer Schaltung zum Empfang adresscodierter Signale des Signalgebers verbunden ist, die an eine Steuerung zur selektiven Abschaltung der Tankventile am Tankfahrzeug angeschlossen ist.

Durch die DE 200 16 410 U1 wurde ein Tankfahrzeug bekannt, das mehrere Kammern aufweist, die mit je einem Auslassventil versehen sind, das zum Befüllen und Entleeren der entsprechenden Kammer dient. In diesen Kammern ist je ein Füllstandssensor angeordnet, wobei die Füllstandssensoren mit einem Rechner verbunden sind, der die Füll- und Abgabemengen der einzelnen Kammern berechnet. Dabei ist dieser Rechner über eine drahtlose Übertragungsstrecke mit einer Bedieneinheit verbunden, die Anzeige- und Eingabeelemente zur Überwachung und Steuerung zum Befüllen oder Entleeren der Tanks einer Tankstelle aufweist und mit der die erforderlichen Operationen, wie das Ansteuern von Ventilen überwacht werden können. Bei dieser Lösung ergibt sich jedoch der Nachteil, dass eine Überwachung des Füllstandes nur indirekt erfolgen kann. Dabei hängt aber die Möglichkeit der Vermeidung einer Überfüllung von dem Zusammenspiel der Füllstandsanzeiger mit dem Rechner ab, in dessen Speicher ein den jeweiligen Kammern bzw Tanks entsprechenden Algorithmen eingegeben sein müssen. Da die Kammern, bzw Tanks eines Tankfahrzeuges meist keine einfachen oder leicht berechenbaren Formen aufweisen ergeben sich dabei meist entsprechende Ungenauigkeiten.

Beim Befüllen von Tanks und Tankstellen ergibt sich immer das Problem, dass ein Überfüllen der meist unterirdisch angelegten Tanks schon aus Umweltschutzgründen vermieden werden muß. Dazu sind meist optische Thermistor-Grenzwertgeber vorgesehen, wobei diese beobachtet werden müssen, um dann die weitere Zufuhr von Kraftstoff in die Tanks der Tankstelle zu unterbinden. Dabei ergeben sich aber entsprechende Unsicherheiten.

Die gattungsbildende AT 500 526 A1 zeigt eine Anordnung mit einer drahtlosen Kommunikation. Es hat sich aber gezeigt, dass eine solche drahtlose Kommunikation nicht immer gewünscht ist und auch nachteilig sein kann. Dazu kommt noch, dass der Tankwart gesetzlich gezwungen ist, seinen Tankwagen jedenfalls mit einer Leitung an einer Anschlussstelle der zu befüllenden Tankstelle anzuschließen.

Ziel der Erfindung ist es, demzufolge eine Anordnung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der beim Befüllen von Tanks einer Tankstelle ein Überfüllen sicher vermieden ist, die Kapazität der Tanks weitgehend ausgenutzt werden kann und eine sichere Verbindung zwischen der Schnittstelle der Tankstelle und dem Tankwagen gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht, wonach die Schnittstelle einen mehrpoligen Stecker zum Anschluss einer Datenleitung aufweist, die mit einer Steuerelektronik des Tankwagens verbunden ist.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann das Erreichen eines vorgegebenen Füllstandes auf einfache Weise übertragen und ein automatisches Schließen der entsprechenden Zuflussventile eingeleitet werden.

Gemäß Erfindung wird statt der bekannten drahtlosen Datenübertragung eine Datenleitung von 3 AT 504 684 B1 der Elektronik des Tankwagens zur Schnittstelle geführt. Die Schnittstelle befindet sich bevorzugt in oder nahe dem zentralen Füllschacht der Tankstelle, wo auch der vorgeschriebene Erdungsanschluss vorgesehen ist. Weitere Ausführungen zur Aufgabe und Lösung folgen weiter unten bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Besonders vorteilhaft ist das Merkmal, dass die Datenleitung zusätzlich zur Kommunikationsleitung auch eine Erdungsleitung zur Erdung des Tankwagens aufweist, wobei vorteilhaft die Tankventile nur bei Vorliegen eines Erdschlusses des Tankwagens freischaltbar sind. Die übrigen Vorteile der Anordnung gemäß Stand der Technik bleiben vorhanden. Dabei können aufgrund der Abfrageschaltung das Erreichen des jeweiligen vorgesehenen maximalen Füllstandes eines jeden einzelnen Tanks einer Tankstelle abgefragt werden. Es erübrigt sich ein allfälliges Einstellen einer entsprechenden Übertragungsfrequenz auf einen Empfänger.

Weiters ergibt sich der Vorteil, dass eine Überprüfung von Identifzierungscodes auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Das Füllen der Tanks einer Tankstelle kann praktisch weitgehend automatisiert werden. Es genügt dazu, die entsprechenden Schlauchverbindungen herzustellen und den Stecker der Datenleiter auf die Schnittstelle anzustecken. Nach der Aktion können die entsprechenden Ventile geöffnet und der Füllvorgang gestartet werden. Bei Erreichen des vorgesehenen maximalen Füllstandes bewirkt die Übertragung eines vom Füllstand-Grenzwertgeber erzeugten Signals zum Empfänger ein Schliessen des entsprechenden Ventils.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch den Stand der Technik und eine erfindungsgemäße Anordnung zeigen. Fig. 1 zeigt schematisch den Stand der Technik und Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 zeigt ein Detail aus Fig. 2.

Im Bereich einer nicht näher dargestellten Tankstelle sind in Fig. 1 mehrere Tanks, bzw Treibstofftanks 8 angeordnet. In jedem dieser Tanks 8 ist ein Füllstand-Grenzwertgeber 3 angeordnet, die bei Erreichen eines vorbestimmten Pegels zweckmäßigerweise dem Maximalpegel in den Tanks 8 ein Signal erzeugen.

Bei diesen Grenzwertgebern 3 kann es sich um bekannte optische Systeme handeln. Bei diesen wird Licht ausgesandt und an einem Glasprisma an der Sonde definiert gebrochen und auf ein lichtempfindliches Element zurückgeworfen. Wird das Prisma von der Flüssigkeit erreicht, so ändert sich der Brechungsindex und es kommt weniger oder gar kein Licht auf das lichtempfindliche Element zurück, wodurch ein Signal abgelöst wird.

Diese Füllstands-Grenzwertgeber 3 sind über elektrische Leitungen 5 mit einer Schnittstelle 4 verbunden, die im einfachsten Fall durch einen Stecker gebildet sein kann.

Auf diese Schnittstelle 4 kann ein transportabler Sender 1 aufgesteckt werden, der vorzugsweise mit einer Abfrageschaltung, zB einen Multiplexer versehen sein kann. Dieser Sender 1 wird zweckmäßigerweise mit einem Tankfahrzeug 7 mitgeführt, in dem ein Empfänger 2 eingebaut ist, der mit dem Sender 1 kommunizieren kann.

Beim Befüllen der Tanks 8 werden Produktschläuche 6 vom Tankfahrzeug 7 zu den Tanks 8 verlegt und an die letzteren angeschlossen.

Nach dem Aktivieren des Senders 1 wird eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 aufgebaut. Vorteilhafterweise wird dabei eine Funkverbindung aufgebaut, wobei der Sender 1 und der Empfänger 2, die vorzugsweise als Messumformer aufgebaut sind, aufeinander abgestimmt und kodiert sind. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, dass ein anderes System, das sich in der Reichweite des Senders 1, bzw des Empfängers 2 befindet, Einfluss auf die Verbindung zwischen diesen nehmen kann. Dabei kann das Funkprotokoll digital ausgeführt sein. Während der Kommunikation zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 und einer dem 4 AT 504 684 B1

Sender 1 zugeordneten Abfrageschaltung können die einzelnen Füllstands-Grenzwertgeber 3 in den einzelnen Tanks 8 in rascher Folge abgefragt und die Informationen an den Sender 1 übertragen werden. Damit es nicht möglich ist, dass sich Sender 1 und/oder Empfänger 2 unterschiedlicher Anordnungen unbeabsichtigt beeinflussen, wird die Kommunikation zwischen Sender 1 und Empfänger 2 einer Anordnung kodiert.

Der Sender 1 ist zweckmäßigerweise mit einer Auswerteschaltung verbunden, die bei Eintreffen eines entsprechenden, das Erreichen des vorgesehenen maximalen Pegelstandes anzeigenden Signals, ein den an den betreffenden Tank 8 angeschlossenen Schlauch 6 steuerndes Tankventil absperrt.

Dabei kann vorgesehen sein, dass alle Tankventile oder nur einzelne, in der Folge des Eintreffens entsprechender, dem maximalen Füllstand entsprechender Signale gesperrt/verschlossen werden.

Die Funkverbindung zwischen dem auf der Schnittstelle 4 montierten Sender 1 und dem in dem Tankfahrzeug 7 mitgeführten Empfängers 2 kann auf einem geeigneten Frequenzband wie zB dem SRD-Band (Short Range Device - ehemals LPD, Low Power Device genannt) erfolgen.

Anhand der Fig. 2 wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Tankstelle mit zentralem Füllschacht und Gaspendelanlage beschrieben. Die Datenübertragung zwischen den Füllstands-Grenzwertgebern und dem Tankwagen erfolgt hier nicht drahtlos, sondern über Datenleitungen.

Die dargestellte Tankstelle umfasst fünf Treibstofftanks 8 mit den zugehörigen Füllstands-Grenzwertgebern 3. Die Zuleitungsrohre 20 führen von einem zentralen Füllschacht 9 zu den einzelnen Tanks 8. Jeder Zuleitung ist im Füllschacht ein eigener Anschlussstutzen 27 zugeordnet. Demgemäß ist jedem Anschlussstutzen und dem nachfolgenden Tank ein definiertes Abfüllprodukt zugeordnet wie zB Normalbenzin, Superbenzin, Diesel oder Heizöl.

Der Tankwagen TKW hat je nach ausgelieferten Produkten mehrere Tankabschnitte, aus denen über die TKW-Anschlusskupplungen 22 des Tankwagens und zugeordneten Tankventilen 23 über Produktschläuche 6, das jeweilige Produkt über die Anschlusskupplung und den Anschlussstutzen 27 an die zugehörigen Zuleitungsrohre 20 abgegeben werden kann.

Im Abfüllschacht 9 oder in dessen unmittelbarer Nähe befindet sich die Schnittstelle 4 mit dem Multiplexer 24, zu dem die Datenleitungen 25 der einzelnen Füllstands-Grenzwertgeber 3 geführt sind. An die Schnittstelle 4 ist auch die Datenleitung 26 des Tankwagens TKW anschliess-bar.

Die Schnittstelle 4 ist bevorzugt ein mehrpoliger Erdungs- Versorgungs- und Kommunikationsstecker und verbindet die vom TKW führende mehrpolige Erdungs- und Kommunikationsleitung für die auszutauschenden Grenzwertgeber-Informationen mit dem Multiplexer 24 und der Erdung 10. Die Datenleitung führt am Tankwagen TKW zur Auswert- und Steuerelektronik 15, die die Tankventile 23 steuert. Die von den Tanks 8 zum Mulitplexer laufenden Datenleitungen umfassen die PID Leitungen 11, die zu den Produktanschlusskupplungen 21 führen, weiters die PID Leitungen 13, die zu den Gaspendelschlauchkupplungen 14 führen, und die Leitungen 25 zu den Grenzwertgebern 3. Weiters sind in Fig. 2 noch die Gaspendelrohrleitungen 17 eingezeichnet, die zu den Kupplungen 14 im Füllschacht 9 führen.

Zu den Datenleitungen ist zu sagen, dass diese entweder als eigenständige Datenleitungen ausgebildet, oder auch dadurch gebildet sein können, dass die Produktschläuche 6 und auch die Gaspendelschläuche 16 leitfähig und zur Datenübertragung befähigt sind. Gleiches gilt auch für die Datenleitung 26 des Tankwagens, wobei es bereits bekannt war, die Produktschläuche 6 leitend auszustatten, sodass die Produktinformation jedem Schlauch datenmäßig aufgeprägt 5 AT 504 684 B1 wird. Damit ist es möglich, dass ein für das Abfüllprodukt charakteristisches Informationssignal jedem Schlauch 6 zugeordnet ist. Dieses PID Informationssignal (Multi-Product-Information-device PID) wird von einer Steuerelektronik mit einem PID-Signal jedes der Tanks 8 verglichen. Nur dann, wenn die Signale bei der Auswertung ergeben, dass vom Tankwagen das richtige Produkt zum richtigen Tank geleitet wird, werden die Tankventile 23 des TKW freigegeben. Bisher war es allerdings bekannt, je ein PID als Signalgeber pro Tank 8 einzubauen und die Signale zu den Anschlusskupplungen 21 zu leiten. Dies hatte den Nachteil, dass immer dann neue PID's eingebaut werden mußten, wenn ein Tank für ein anderes Produkt verwendet werden sollte.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die PID's softwaremäßig im Multiplexer 24 vorgesehen und der Signalvergleich erfolgt über Anschlüsse an den Anschlusskupplungen 21 mit den Signalen über die Schlauchleitungen 6. In gleicherweise können die richtigen Anschlüsse der Gaspendelschläuche 16 überprüft werden.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung gemäß Fig. 2 ist, dass die Datenleitung 26 des Tankwagens auch eine Überprüfung vornehmen kann, ob der Tankwagen vorschriftsmäßig geerdet ist. Die Erdung kann durch die Datenleitung 26 selbst erfolgen. Eine Freischaltung der Ventile 23 am TKW soll nur dann erfolgen können, wenn die Elektronik 15 die ordnungsgemäße Erdung feststellt. Weiters ist das Freischalten der Tankventile 23 nur dann zugelassen, wenn die Grenzwertgeber 3 anzeigen, dass der Tank noch nicht voll ist. Sobald der Grenzwertgeber den Zustand "voll" einnimmt, muß das zugehörige Tankventil am TKW geschlossen werden oder bleiben.

Zufolge dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, den Füllvorgang vom Tankwagen zu den Produkttanks nach Anschluß der Schläuche 6, 16 und der Datenleitung 26 am zentralen Abfüllschacht 9 praktisch vollautomatisch ablaufen zu lassen. Dies bedeutet eine große Zeitersparnis, vermindert Fehlerquellen und bringt eine erhöhte Sicherheit mit sich.

Die Fig. 3 zeigt schematisch den Multiplexer 24, der in oder am Füllschacht 9 angeordnet ist und sowohl den Multiplexer für die Füllstands-Grenzwertgebersignale als auch die Schaltung für die PID's (Product Identification Devices) 28 aufweist. Zum Multiplexer führen die Leitungen 25, die den Zustand aller Füllstand-Grenzwertgeber 3 (voll oder nicht voll) übermitteln, und der Multiplexer verarbeitet die Signale, sodass sie über eine oder mehrere Kommunikationsleitungen 18 der Schnittstelle 4 übergeben werden können. Mit 19 ist eine Versorgungsleitung bezeichnet, über die die Elektronik wenigstens des Multiplexers mit Strom versorgt werden kann, unabhängig von der belieferten Tankstelle. Die Datenleitung 26 ist ein mehrpoliges Kabel als Verbindung zur Elektronik 15 des TKW und enthält auch dessen Erdungsleitung. Der Ausgang des Multiplexers über die Kommunikationsleitung 18 und die Schnittstelle 4 ergeben funktionsmäßig den Signalgeber 1 der Fig. 1 und die Elektronik 15 des Tankwagens 7 übernimmt die Funktion des Signalempfängers 2 in Fig. 1.

In den Multi-PID 28 führen die Produkt-PID-Leitungen 11, die von den isolierten Kupplungen 21 der Produktleitungen 20 kommen, und weiters die PID-Leitungen 13 von den Gaspedal-Schlauchkupplungen 14.

Die Produktidentifikation über isolierte Kupplungen und leitende Schläuche vom Füllschacht zum TKW ist Stand der Technik und in der Europanorm EN 14116 festgehalten.

Das Multi-PID vereint mehrere PID-Code Generierungen in einem Gerät. Die Informationen sind von einem Installationsbetrieb frei programmierbar, sodass bei der Installation vor Ort die Produkte und ihre Tankzuordnung festgelegt werden kann. Die einzelnen PID-Leitungen werden vom Gerät an die Befüll- und wenn vorhanden auch an die Gaspendelkupplungen angeschlossen. Wird ein Schlauch an die Produktkupplung (oder wenn vorhanden auch an die Gaspendelkupplung) angeschlossen, wird das Multi-PID über den leitenden Schlauch eigensicher

Claims (7)

1. 6 AT 504 684 B1 versorgt. Es beginnt die Tank-Daten auf die Versorgung aufzumodulieren (Stand der Technik). Die TKW-Elektronik überprüft die Daten und vergleicht diese mit dem Inhalt der Kammer im TKW, welche mit dem angeschlossenen Schlauch verbunden ist. Stimmen die Produkte überein und ist, falls vorhanden, auch der Gaspendelschlauch richtig angeschlossen, dann wird die Befüllung unter Berücksichtigung der GWG-Information für diesen Tank freigegeben. Somit können viele Tanks gleichzeitig und unabhängig voneinander abgeladen werden. Der Grenzwertgeber-Multiplexer kann auch unabhängig vom Multi-PID und umgekehrt eingesetzt werden. Was zuvor für eine KFZ-Tankstelle beschrieben wurde gilt analog auch für alle anderen Tankstellen wie Abfüllanordnungen flüssiger Produkte wie zB Tankterminals für Schiffe, Heizöltankanlagen für Wohn- und Gewerbezwecke oder Abgabestationen von Raffinerien. Die Tankventile 23 sind zumeist reine Auslassventile, durch die die Flüssigkeiten mittels Schwerkraft austreten. Es kann sich dabei aber auch um Förderpumpen handeln, die die Flüssigkeiten aktiv abgeben wenn sie eingeschaltet sind. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Überfüllsicherung kann auch dann vorteilhaft sein, wenn lediglich ein Tank gefüllt werden soll. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Überfüllsicherung, bevorzugt einer Mehrzahl von Treibstofftanks einer Tankstelle, die insbesondere gleichzeitig durch Mehrkammer-Tankfahrzeuge befüllt werden und wobei die Treibstofftanks Füllstand-Grenzwertgeber wie zB optische oder Thermistor Sonden aufweisen, die mit einem Signalgeber zur Übertragung eines Signals bei Erreichen des Grenzwertes verbunden sind und wobei ein Signalempfänger am Tankfahrzeug zur Steuerung der Tankventile vorgesehen ist, und wobei die Füllstands-Grenzwertgeber der Treibstofftanks an der Tankstelle über jeweils eine Signalleitung mit einer gemeinsamen Schnittstelle (4) verbunden sind, die eine Abfrageschaltung, insbesondere eine Multiplex-schaltung aufweist, welcher Signalgeber mit dem am Tankfahrzeug angeordneten Signalempfänger zusammenwirkt, der mit einer synchronisierten Multiplexschaltung bzw einer Schaltung zum Empfang adresscodierter Signale des Signalgebers verbunden ist, die an eine Steuerung zur selektiven Abschaltung der Tankventile (23) am Tankfahrzeug (7) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (4) einen mehrpoligen Stecker zum Anschluss einer Datenleitung (26) aufweist, die mit einer Steuerelektronik (15) des Tankwagens verbunden ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitung (26) zusätzlich zur Kommunikationsleitung (18) auch eine Erdungsleitung (19) zur Erdung des Tankwagens aufweist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankventile (23) nur bei Vorliegen eines Erdschlusses des Tankwagens freischaltbar sind.
4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Tank zumindest eine zugehörige Anschlusskupplung vorgesehen ist, der ein für das Abfüllprodukt charakteristisches Informationssignal (PID-Signal) zugeordnet ist und dass die Tankventile (23) des Tankwagens freischaltbar sind, wenn das PID-Signal der vom Tankwagen kommenden Anschlusskupplung (21) mit jenem des Anschlussstutzens (27) übereinstimmt.
5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die PID- 7 AT 504 684 B1 Signale für die Anschlussstutzen (27) von einem programmierbaren Multi-PID (28) bereitgestellt sind.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen (27) für die Abfüllprodukte in einem Füllschacht (9) angeordnet sind, und dass im Füllschacht oder in dessen Nähe die Schnittstelle (4) mit einem Stecker, der Multiplexer (24) für die Füllstands-Grenzwertgeber und die PID (28) sowie der Erdungsanschluss (10) vorgesehen sind.
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Tank (8) ein Füllprodukt-Ansschlussstutzen (27) und ein Gaspendelanschlussstutzen (29) zugeordnet ist, und jeder Ansschlussstutzen über ein PID-Signal verfügt. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen