DE2507807C3 - Schaltungsanordnung zum Verhindern der Wiederholung von Arbeitsvorgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Verhindern der Wiederholung von Arbeitsvorgängen, insbesondere zum Verhindern des unerlaubte ten Wiederholens von KraftstolTentnahme an Selbsttankzapfsäulen. Diese Aufgabe tritt außerdem in einer Vielzahl von technischen Bereichen auf. So kann es z. B. in der Chemie erforderlich sein, bei Mischvorgängen mit mehreren verschiedenen Substanzen, das wiederholte

²S Beimischen einer bestimmten Substanz erst dann zu erlauben, wenn vorher eine andere Substanz beigemischt wurde.

Als besonderes Anwendungsbeispiel seien die Selbsttankzapfsäulen genannt Eine mißbräuchliche Benut- zung ist nämlich hier in der Weise möglich, daß die Zapfsäule nach dw ersten Entnahme von Kraftstoff und nach der Ausgabe des Beleges in unerlaubter Weise erneut benutzt wird, wenn dies nicht durch automatisch wirkende Sperren verhindert wird. Um diesen Miß brauch zu verhindern, hat man bei Seibsttankzapfsäulen eine Sperrschaltung vorgesehen, die nach dem Einhängen der Zapfpistole ausgelöst wird und die nur durch eine besondere Maßnahme, z. B. durch Betätiget! eines Schalters an der Kasse, wieder entriegelt werden kann.

Zu diesem Zwecke ist es erforderlich, eine eigene Steuerleitung von dem im Tankhaus befindlichen Steuerpult das auch die Kontrollampen enthält zu der Zapfsäule zu legen. Da dies in anderen an bereits vorhandenen Zapfsäulen nachträglich vorgenommen werden muß, bedeutet dies einen nicht unerheblichen Aufwand und erhebliche Kosten. Zur Lösung dieses Problems hat man schon erwogen, eine der drei Phasen des Drehstromsystems zur Speisung des Kraftstoffpumpenmotors als Steuerleitung zu benutzen. Über diese Steuerleitung wird dann ein handelsübliches Umschaltrelais angesteuert, mittels dem nach Art eines Malteserkreuzes die einzelnen Schaltstufen — frei oder gesperrt — geschaltet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Steuereinrichtungen sehr störan fällig sind, insbesondere weil die Spulen der Umschalt relais ständig an hoher Spannung liegen. Diese Störanfälligkeit bedingt dann auch ein unzuverlässiges Arbeiten, z. B. in der Weise, daß man keine definierte Frei- bzw. Sperr-Stellung erhält ganz abgesehen von der Abhängigkeit der elektromechanischen Relais von Erschütterungen u. dgl.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wiederholsperre zum Verhindern von unerlaubtem oder unerwünschtem Wiederholen von Arbeitsvorgän gen, insbesondere zum Verhindern des unerlaubten Wiederholens von Kraftstoffentnahme an Seibsttankzapfsäulen, zu schaffen, der die aufgezeigten Nachteile nicht anhaften.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise eine der drei Phasen zur Steuerung der Wiederholsperre herangezogen wird; jedoch wird gemäß der Erfindung die Phase nicht direkt in die Steuerung einbezogen, sondern es wird indirekt S beim Arbeitsvorgang ein Steuersignal abgeleitet Die Erfindung besteht darin, daß in mindestens einer Phase der die Arbeitsvorgänge durchfahrenden Vorrichtung ein erster elektronischer Schalter und die Primärwicklung eines Obertragers vorgesehen sind, dessen to Sekundärwicklung ein Schwellwertgeber nachgeschaltet ist, dem einerseits ein Speicher und andererseits ein zweiter elektronischer Schalter nachgeschaltet sind, wobei der erste elektronische Schalter derart in Steuerabhängigkeit vom Speicher steht, daß bei Einschalten der Vorrichtung der Schwellwert überschritten, der Speicher ein Ausgangssignal zum öffnen des ersten elektronischen Schalters bereitstellt und der zweite elektronische Schalter in seine die Weitergabe des Speicherausgangssignals zum ersten elektronischen Schalter verhindernde Stellung gebracht wird und daß bei Abschalten der Vorrichtung der zweite elektronische Schalter in seine Ausgangslage zurückkehrt und somit das Speicherausgangssignal freigegeben und hierdurch der erste elektronische Schalter geöffnet wird, und daß schließlich ein Rückstellschalter vorgesehen ist, mit dem der Speicher in die Ausgangslage rückstellbar ist

Es ist zweckmäßig, in der Steuerleitung eine Schaltung vorzusehen, die bewirkt, daß nach Abschalten des Arbeitsvorganges die Schwellwertschaltung nicht mehr ansprechen kann; dies wäre nämlich dann möglich, wenn nach Beendigung des ersten Arbeitsvorganges ein zweiter Arbeitsvorgang eingeleitet wird, bevor der in der Phase liegende Schalter geöffnet wird.

Bei einigen Anwendungsfällen, z. B. bei Selbsttankzapfsäulen, ist es erforderlich, nach dem ersten Arbeitsvorgang einen zweiten folgen zu lassen, bevor die Wiederholsperre wirksam werden darf. Bei Selbsttankzapfsäulen muß nämlich nach dem Tanken noch ein Beleg gedr _ckt werden. Da die Energieaufnahme durch den Belegdrucker wesentlich geringer ist als beim Tanken, kann die Schaltung so ausgelegt ssin, daß der Sekundärstrom beim Belegdrucken nicht ausreicht, um die Steuerschaltung erneut zu starten; in diesem Falle genügt es, eine Verzögerungsschaltung vorzusehen, die bewirkt, daß das Sperrsignal erst an den in der Phase liegenden Schalter gelangen kann, wenn der Druckvorgang beendet ist.

Die Erfindung hat einmal den Vorteil, daß keine eigene Steuerleitung von der Bedienungszentrale zum Arbeitsgerät, d. h. der Zapfsäule, erforderlich ist, und zum anderen, daß keine hohen Spannungen in der Steuerschaltung verwendet werden. Außerdem läßt sich die Steuerschaltung auf einem sehr kleinen Raum SS verwirklichen; auch ist die Zuverlässigkeit wesentlich besser, als bei den bekannten Steuerschaltungen.

Die Erfindung sei anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der neuen Schaltungsan-Ordnung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Wiederholsperre an Selbsttank-Kraftstoffzapfsäulen.

Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt alle für die Erfindung wesentlichen Teile für eine Wiederholsperre, die weitgehend unabhängig von der zu sperrenden Vorrichtung selbst ist Mit 1 ist die Last bezeichnet, die über den Schalter 2 ii. die Stromversorgung angeschlossen werden kann. In einer Phasenleitung liegt der erste steuerbare elektronische Wechselstromschalter 3 sowie ein Übertrager 4. Der Schalter 3 ist im Ausgangszustand geschlossen. Mittels des Übertragers

4 wird auf dessen Sekundärseite eine Spannung erzeugt, die in ihrer Höhe von dem auf der Primärseite fließenden Strom abhängig ist und die als Steuerspannung dient, wie nachstehend erläutert wird.

Die Steuerspannung gelangt über einen dritten geschlossenen elektronischen Schalter 5 zu einem Schweüwertgeber 6, der bei Überschreiten der vorgegebenen Spannungsschwelle ein Signal an einen Speicher 7 abgibt Der Zustand des Speichers 7 zeigt also an, ob ein Arbeitsvorgang läuft bzw. gelaufen ist Gleichzeitig mit der Speicherung des Schwellwertsignals wird ein zweiter elektronischer Schalter 8 in seine zweite Lage gebracht dessen Ausgangssignal die Weitergabe des im Speicher 7 gespeicherten Signals an ein Verzögerungsglied 9 sperrt Wenn nun der Arbeitsvorgang beendet ist d. h. wenn der Schalter 2 geöffnet wird, muß sichergestellt werden, daß der Sc^dter 3 geöffnet und se lange geöffnet gehalten wird, bis von einem unabhängigen Signal die Sperre aufgehoben wird. Beim öffnen des Schalters 2 sinkt nun die Steuerspannung wieder unter den Schwellwert so daß der Schalter 8 in die Ausgangslage zurückkehrt Damit entfällt das Sperrsignal an dem Speicher 7, und das Speichersignal gelangt als Steuersignal an den Schalter 3, wodurch dieser geöffnet und eine Wiederholung des Arbeitsvorganges verhindert wird.

Je nach Schaltungsaufbau und den verwendeten Schaltbauteilen kann es zweckmäßig sein, den Schalter

5 vorzusehen, der über den Schalter 8 geöffnet wird, wenn der Arbeitsvorgang beendet ist Dies sei anhand der F i g. 2 weiter unten näher erläutert

Das Verzögerungsglied 9 kann dann zweckmäßig sein, wenn erst nach zwei Arbeitsvorgängen gesperrt werden soll und die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 9 zur Durchführung des zweiten Arbeitsvorganges ausreicht. Dies ist beispielsweise bei Selbsttankzapfsäulen der Fall. Nach Einhängen der Zapfpistole und damit Abschalten des Kraftstoffpumpenmotors wird nämlich der Belegdruckermotor eingeschaltet Erst nach Drucken und Ausgabe des Beleges darf die Zapfsäule gesperrt werden. Während dieser Verzögerungszeit kann kein neuer Zapfvorgang eingeleitet werden, da der Schalter 5 geöffnet ist und damit die Wiederholsperre zwangsweise wirksam wird.

Die Wiederholsperre kann nun nur durch ein besonderes Signal aufgehoben werden, in dem von dem Steuerpult 10 aus die Schalter 5, 7 und 8 in ihre Ausgangslage gebracht werden und damit der Schalter 3 wieder geschlossen w'rd.

F · g. 2 zeigt ein ausführliches Schaltungsbeispiel für die erfindungsgemäße Wiederholsperre bei einer Selbsttankzapfsäu'e. Bei diesem Beispiel ist. angenommen, daß die Steuerspannung aus der Phase R abgeleitet wird. Der Scheiter 11 soll die Umschaltmöglichkeit zwischen einen Kraftstoffpumpenmotor und einem Belegdruckeranti ieb andeuten.

Im Ausgangszustand ist der erste elektronische Schalter 3 (F ig. 1) geschlossen und die KonfoKampe 12 zeigt an, daß die Zapfsäule betriebsbereit ist Als erster elektronischer Schalter 3 dient ein Triac Tr, dieser ist leitend, da über die Widerstände Λ 11 und /714 die Steuerelektrode mit Strom versorgt ist Thyristoren Th 1, Th 2 und 77j3, von denen der Thyristor 77? 1 Teil des Speichers 7 nach F i jj. 1 ist und der Thyristor Th den

dritten elektronischen Schalter 5 nach F i g. I bildet, sind gesperrt da kein Steuersignal anliegt. Beim Schließen des Schalters 2 mittels der Zapfpistole wird der nicht dargestellte Pumpenmotor eingeschaltet. Sobald Laststrom durch die Primärseite des in der Phase R liegenden Übertragers Ü\ fließt, wird auf der Sekundärseite Spannung induziert, die in der Höhe vom fließenden Strom abhängig ist. Diese Spannung wird mittels einer GleichrichterbriJcke Di, · ■ · D4 gleichgerichtet. Ein Kondensator C6 dient zur Glätiung der gleichgerichteten Spannung. Ein Widerstand R 15 dient zur Entladung des Kondensators C6, wenn die Last abgeschaltet wird. Über einen Widerstand R 16 wird ein Kondensator CS aufgeladen; sobald hierbei die Durchbruchspannung einer dem Schwellwertglied 6 nach F i g. I entsprechenden Zenerdiode Z erreicht ist, wird die Zenerdiode Z leitend, so daß ein Strom über eine Diode D5 und einen Widerstand R2 zur Steuerelektrode des Thyristors Th 1 fließt und dieser icuciiu vriiu; uää di'i uci /\iilkjc von 111 1 ciiiMCMcMue positive Potential liegt dann auch an dem oberen Ende des Widerstandes R 3 vor, welches auch beim Abklingen des Steuerstroms erhalten bleibt, wenn der durch /?3 fließende Strom so hoch ist, daß der Haltestrom des Thyristors 77? 1 erreicht ist. Ein Widerstand R 1 und ein Kondensator C2 dienen zur Ableitung unerwünschter Störimpulse.

Parallel zur Ansteuerung des Thyristors Th 1 wird die Basis eines Transistors Ti angesteuert und dieser leitend gemacht, so daß das über den Widerstand Λ 5 an seinem Kollektor anstehende Potential negativ wird. Da ein Transistor T2 aber mit positivem Potential angesteuert werden muß, ist er nichtleitend. Somit kann das vom Thyristor Th 1 gespeicherte Signal nicht an den Thyristor Th 2 gelangen.

Zwischen den Thyristoren Th 1 und Th 2 befindet sich ein Verzögerungsglied, dessen Bedeutung weiter unten erläutert wird.

Durch Einhängen der Zapfpistole wird der Zapfvorgang beendet, weil der Schalter 2 hierbei geöffnet wird und der Laststrom abklingt und die gleichgerichtete Sekundärspannung des Übertragers Ol unter die Durchbnjchsspannung der Zenerdiode Z absinkt. Infolge der Sperrung der Zenerdiode Z geht der Transistor TX in den nichtleitenden Zustand über.

Damit erhält die Basis des Transistors 7"2 über die Widerstände R 5 und R 6 positives Potential, so daß der Transistor T2 leitend wird. Bevor jedoch das Speicher signal des Thyristors Th 1 über die Widerstände R 9, R 10, den Transistor 73 und den Widerstand R 12 an die Steuerelektrode des Thyristors Th 2 gelangt, erhält der Thyristor Th 3 über den Widerstand R 7 Steuerstrom, so daß der Thyristor 77)3 leitend wird. Damit wird verhindert, daß bei eventuell sofort wieder eingeschalteter Last Spannung über die Zenerdiode Z, die dann wieder leitend würde, an den Thyristor 77? 1 gelangen kann. Um den Thyristor 77i3 in leitendem Zustand zu halten, genügt der geringe Laststrom durch eine Kontrolleuchte, die immer vorhanden ist.

Wenn das Speichersignal von dem Thyristor 77i 1 ar die Steuerelektrode des Thyristors 77i2 gelangt, wire letzterer leitend. Damit wird das Potential zwischen der Widerständen RH und /714 zu Null, womit auch da: Steuersignal an dem Triac Tr Null wird, so daß diese nichtleitend wird. Der einmal gezündete Thyristor Th Ί kann nur dadurch wieder in den sperrenden Zustanc übergehen, daß der Haltestrom des Thyristors unter schritten wird, d.h. wenn sein Anodenpotential NuI wird. Das erfolgt über das kurzzeitige öffnen eines Druckschalters Ta, wodurch auch die Thyristoren 77; 1 und 77? 3 wieder in den sperrenden Zustand zurückkehren, der Triac Tr wieder leitend wird und die Lampe 12 somit wieder die Betriebsbereitschaft anzeigen kann. Damit ist dks Wiederholsperre wieder betriebsbereit

Wie bereits gesagt ist es in einigen Anwendungsfällen zweckmäßig bzw. erforderlich, die Abschaltung des Triac Tr zu verzögern. Dies wird mit der im folgenden beschriebenen Verzögeningsschaltung der F i g. 2 erläutert.

Aufgrund des an einem Widerstand R 8 anstehenden positiven Potentials fließt ein Strom über die Widerstände R 9 und R 10, so daß ein Kondensator C3 mit der Zeitkonstanten der Elemente R 9, R10 und C3 aufgeladen wird Sobald die Durchlaßspannung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7"3 überschritten wird, wird der Transistor Γ3 leitend und überträgt positives Potential über den Widerstand R 12 auf die Steuerelektrode des Thyristors 77? 2, so daß dieser leitend wird und an seiner Anode das Potential Null annimmt wodurch der Triac Tr gesperrt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Verhindern der Wiederholung von Arbeitsvorgängen, insbesondere zum Verhindern; des unerlaubten Wiederholens von Kraftstoffentnalime an Seibsttankzapfsäulen, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Phase (R/ der die Arbeitsvorgänge durchführenden Vorrichtung (1) ein erster elektronischer Schalter (3) un ä die Primärwicklung eines; Übertragers (4) vorgesehen sind, dessen Sekundärwicklung ein Schwellwertgeber (6) nachgeschaltel ist, dem einerseits ein .!Speicher (7) und andererseits ein zweiter elektronischer Schalter (8) nachgeschaltet sind, wobei der erste elektronische Schalter (3) derart in S teue-abhängigkeit vom Speicher (7) steht, daß bei Einschalten der Vorrichtung (1) der Schwellwert überschritten, der Speicher (7) ein Ausgangssignal :zum öffnen des ersten elektronischen Schalter.; (3) bereitstellt und dt:r zweite elektronische Schalter (8) in seine die Weitergabe des Speicherausgangssigna!« zum ersten elektronischen Schalter \.i) verhindernde Stellung gebracht wird und daß bei Abschalten der Vorrichtung (1) der zweite elektror ische Schalter (8) in seine Ausgangslage zurückkehrt und somit das Speicherausgangssignal freigegeben und hierdurch der erste elektronische Schalter (1) geöffnet wird und daß schließlich ein Rückstellscr alter (10) vorgesehen ist, mit dem der Speicher (7] m die Ausgangstage rückstellbar ist.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sekundaiseite des Übertragers (4) und dem Eingang des Schwellwertgebers (6) ein dritter elektronischer Schalter (5) vorgesehen ist, der bei Beendigung des Arbeitsvorganges über den zweiten elektronischen Schalter (8) geöffnet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Speicher (7) und erstem elektronischen Schalter (3) ein Verzögerungsglied (9) vergesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer durch den Rür.kstellschalter (Ta) ausschaltbaren Gleichspannung; quelle erstens ein als Speicher (7) vorgesehener erster Thyristor (Th 1) mit seinem Kathodenwider!; and (R 3) und zweitens über zwei Widerstände (Zi¹Il, Λ 14) die Steuerstrecke eines Triacs (Tr) lieit, der als erster elektronischer Schalter (3) vorgcsehen ist, daß parallel zu ecm einen (R 14) der Widerstände (RW, RU) und der Steuerstrecke des Triacs fTrjdie Anoden-Kathoden-Strecke eines zweiten Thyristors (Th 2) vorgesehen ist, dessen Steuerstrecke dem Emitterwiderstand (7? 13) eines ko lektorseitig am Verbindurgspunkt der Widerstand (RU, R14) liegenden dritten r.-pn-Transistors (T3) parallel geschaltet iM, dessen Basis am Verbimiungspunkt von Widerstand (R9, R10) und Kondensator (C3) eines Serien-RC-Gliedes (R9, RiO, C3) liegt, das seinerseits dem KollektorwideniUnd (R 8) eines zweiten fnip-Transistors (T2) pa -allelgeschaltet ist, der seinerseits zusammen mit seinem Kollektorwiderstaid (RS) dem Kathodenwiderstand (R3) des erstm Thyristors (Th 1) par- llelgeschaltet ist, daß die Basis des zweiten Transistors (T2) am Kollektor eines ersten npn-Transistors (Ti) liegt, der zusammen mil seinem Kollektorwiderstand (RS) ebenfalls dem Kathodenwiderstand (A3) des ersten Thyristors (Th 1) paraJlelgeichaltel ist, daß die Sekundärseite des Übertragers (01) über eine Gleichrichterbrücke (Dl,,.., D 4) mit der Kathode einer Zenerdiode (Z) und einem Kondensator (Ci) verbunden ist, daß die Anode der Zenerdiode (Z) mit der Steuerelektrode des ersten Thyristors (Th 1) und der Basis des ersten Transistors (Ti) verbunden ist, daß als dritter elektronischer Schalter (5) ein dritter Thyristor

"> (Th 3) dem Kondensator (CK) parallelgeschaltet ist und dessen Steuerelektrode mit dem Kollektor des zweiten Transistors (T2) verbunden ist