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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur weitgehend selbsttätigen
Betriebsstoffversorgung eines Kraftfahrzeugs, inbesondere eines öffentlichen Verkehrsmittels,
mit am Fahrzeug und an einer Versorgungsstation vorgesehenen, miteinander verbindbaren
Versorgungskupplung.
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Die Versorgung von Kraftfahrzeugen in Großbetrieben wie öffentlichen
Verkehrsbetrieben, in denen eine Vielzahl ähnlich aufgebauter Kraftfahrzeuge zu
betreuen ist, verlangt beträchtlichen Zeitaufwand, der als Folge der beträchtlichen
Aufenthaltsdauer der Fahrzeuge die dadurch bedingte Zahl der Versorgungsanlagen
auch entsprechenden Anlagenaufwand und Personalaufwand nach sich zieht. Er wächst
ferner, wenn nicht nur die Versorgung der Fahrzeuge sichergestellt, sondern auch
die jeweils aufgenommenen Betriebsstoffmengen protokollarisch festgehalten und einer
Datenverarbeitungsanlage eingegeben werden sollen. Bekannte automatische Betankungsanlagen
(DE-OS 14 82 693) lösen das Problem nicht, weil sie sich auf die Treibstoffversorgung
beschränken, die aber lediglich einen Teil der Gesamtversorgung eines Kraftfahrzeugs
ausmacht.
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Neben dem Treibstoff sind nämlich im allgemeinen noch Motoröl, Kühlflüssigkeit
und das Wischwasser für die Scheibenwaschanlage zu bedenken. Im übrigen kann der
Begriff Betriebsstoff im Zusammenhang der Erfindung noch weitere Stoffe beinhalten,
die für die Aufrechterhaltung eines Fahrzeugsbetriebs notwendig oder zweckmäßig
sind, wobei allerdings vornehmlich an solche Stoffe gedacht ist, die fließfähig
sind (Flüssigkeiten, Gase, Schüttungen). Im weiteren Sinne soll der Begriff auch
die Entsorgung umfassen, beispielsweise die Fäkalienentfernungaus Reisebussen. Schließlich
soll auch die Energie- und Datenübertragung in diesen Begriff einbezogen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebsstoffversorgung
von Kraftfahrzeugen rationeller zu gestalten.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß mehrere Versorgungskupplungen
am Fahrzeug und an der Versorgungsstation in je einer einheitlich bedienbaren Kupplungseinheit
vereinigt sind. Da auf diese Weise die Versorgung des Kraftfahrzeugs an einer Vielzahl
unterschiedlicher Stellen mit unterschiedlichen Stoffen entfällt, wird die Versorgungszeit
beträchtlich abgekürzt. Sie wird auch dadurch erst einer automatischen oder halbautomatischen
Steuerung zugänglich.
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Eine der beiden Kupplungseinheiten ist zweckmäßigerweise beweglich
angeordnet und möglicherweise auch noch nachgiebig ausgebildet, so daß man sie der
anderen annähern kann, ohne das Fahrzeug absolut genau positionieren zu müssen.
Diese bewegliche Kupplungseinheit ist zweckmäßigerweise die auf Seiten der Versorgungsstation.
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In manchen Fällen mag es zweckmäßig sein, die beweglich vorgesehene
Kupplungseinheit manuell an die Kupplungseinheit des Fahrzeugs anzusetzen. In vielen
Fällen wird man jedoch einen vollautomatischen Ablauf der Versorgungsvorgänge vorziehen,
der dadurch erfindungsgemäß erleichtert werden kann, daß zur Steuerung der Näherungsbewegung
der Kupplungseinheiten zusammenwirkende Sensoreinrichtungen an beiden Kupplungseinheiten
vorgesehen sind, die insbesondere optischer Art sein können und über mechanische
Verschiebeeinrichtungen die bewegliche Kupplungseinheit genau zu der anderen Kupplungseinheit
hinsteuern. Damit der Vorgang nicht eingeleitet wird, wenn sich das Fahrzeug in
einer zu weit entfernten Stellung befindet, können die zusammenwirkenden Sensoreinrichtungen
so ausgestaltet sein, daß ihr Empfangsbereich nicht größer als der Bewegungsbereich
der beweglich ausgebildeten Kupplungseinheit ausgebildet ist, so daß sie bei einer
zu weit entfernten Stellung des Fahrzeugs nicht erst ansprechen. In
diesem
Zusammehang kann vorgesehen sein, daß die den Versorgungsvorgang steuernde Steuereinrichtung
zur Auslösung eines Alarms für den Fall, daß eine Sensorreaktion nach dem Einschalten
der Anlage nicht zustande kommt, weil das Fahrzeug unrichtig positioniert ist, ausgebildet
ist. Zusätzlich zu den die Näherungsbewegung steuernden Sensoreinrichtungen können
an den Kupplungseinheiten zusammenwirkende mechanische Positioniereinrichtungen
(wie Führungskeile, Führungsflächen etc.) vorgesehen sein, die den genauen Anschluß
gewährleisten.
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Damit der Betankungsvorgang nicht trotz Anschluß fehlern einsetzt,
wird eine Rückmeldeeinrichtung zur Feststellung eines ordnungsgemäßen Kupplungszustands
der Kupplungseinheiten vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung ist so ausgebildet,
daß sie den Versorgungsvorgang nur dann fortsetzt, wenn dieses Rückmeldesignal eingeht.
Anderenfalls wird sie ein Alarmsignal auslösen.
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Damit das zu versorgende Fahrzeug in die richtige Position gelangt,
können Positionierhilfen auch für das Fahrzeug vorgesehen sein. Zum Beispiel läßt
sich eine einfache Längspositionierung durch eine Delle in der Fahrbahn erreichen,
die im Zusammenwirken mit einem bestimmten Radpaar des Fahrzeugs eine bestimmte
Fahrzeugposition gewährleistet. Für die Querpositionierung können Führungen in der
Fahrbahn vorgesehen sein oder elektronische Abtast- und Anzeigeeinrichtungen, die
dem Fahrer Lenkhinweise erteilen.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die zur beweglichen
Kupplungseinheit gehörigen Versorgungskupplungen relativ zu einem diese Kupplungseinheit
mit der anderen Kupplungseinheit verbindenden Kupplungsorgan zwischen einer passiven,
zurückgezogenen und einer aktiven, zu den Versorgungskupplungen der anderen Kupplungseinheit
vorgeschobenen Stellung beweglich. Dabei ist die Einrichtung zur Steuerung ihrer
Bewegung so ausgebildet, daß sie nur dann aus der passiven in die aktive Stellung
bewegbar sind, wenn das Kupplungsorgan
geschlossen ist, bzw. daß
das Kupplungsorgan nur dann geöffnet werden kann, wenn sie sich in der passiven
Stellung befinden. Ein Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die bewegliche
Kupplungseinheit als mehr oder weniger geschlossener Kopf ausgebildet werden kann,
in welchem die Versorgungskupplungen während der Bewegungsphase geschützt enthalten
sind, wobei sie sich nur dann aus diesem Kupplungskopf in die Kupplungstellung zu
den jeweils anderen Versorgungskupplungen hin bewegen, wenn der Kupplungskopf seine
Bewegung beendet und ordnungsgemäß an die Kupplungseinheit des Fahrzeugs angeschlossen
ist. Beschädigungen an den empfindlichen Versorgungskupplungen werden dadurch vermieden.
Das Kupplungsorgan, das die Kupplungseinheiten zusammenhält, kann als mechanischer
Riegel ausgebildet sein, der die Verbindung der Kupplungseinheiten untrennbar aufrecht
erhält, solange die Versorgungskupplungen miteinander in Eingriff sind. Anstelle
eines zwischen den Kupplungseinheiten wirkenden Riegels kann das Kupplungsorgan
aber im weiteren Sinne auch in der Form ausgeführt sein, daß die bewegliche Kupplungseinheit
durch ständige Krafteinwirkung in sicherer Anlage an der Kupplungseinheit des Fahrzeugs
gehalten wird, wobei die Aufrechterhaltung dieser Stellung durch ein Lageüberwachungsgerät
(beispielsweise einen elektrischen Kontakt zwischen den Kupplungseinheiten) überwacht
wird. - Ein weiterer Vorteil der genannten Anordnung besteht darin, daß bei Anordnung
der fahrzeugseitigen Kupplungseinheit in einem vertieften Versorgungsfach in der
Fahrzeugseite die Bewegungseinrichtungen für die stationsseitige Kupplungseinheit
im wesentlichen auf eine Querbewegung zur Fahrzeugseite beschränkt sein können,
während die Mittel, durch die die Versorgungskupplungen in Eingriff miteinander
bewegt werden, ausschließlich bei diesen Versorgungskupplungen vorgesehen sind.
Dadurch ergibt sich insgesamt eine Vereinfachung.
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Dies gilt insbesondere dann, wenn die Versorgungskupplungen für flüssiges
Gut mit fallender Strömungsrichtung angeordnet sind. Dann verläuft nämlich die Bewegungsrichtung
der einzelnen Versorgungskupplungen der beweglichen Kupplungseinheit in vertikaler
Richtung, während die Hauptbewegungsrichtung dieser Kupplungseinheit horizontal
ist. Die fallende Anordnung der Versorgungskupplungen hat auch den Vorteil, daß
ein absolut dichter Anschluß für diejenigen Medien, die nicht mit Uberdruck gefüllt
werden, nicht erforderlich ist. Beispielsweise kann man Öl und Treibstoff so, wie
dies auch bei der Handbedienung von Zapfpistolen üblich ist, einfach von oben in
die entsprechendenFüllöffnungen einlaufen lassen.
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Voraussetzung für diese Möglichkeit ist jedoch, daß die Kupplungseinheit
am Fahrzeug höher liegt als die entsprechenden Behälter und Zuleitungen im Fahrzeug.
Liegt das Flüssigkeitsniveau in den Behältern oberhalb der Kupplungseinheiten, müssen
diese vor dem Entkuppeln oder spätestens gleichzeitig mit dem Entkuppeln geschlossen
werden. Dies kann z.B. selbsttätig mittels federbelasteter Dichtkegel geschehen.
Es besteht in diesem Falle auch möglicherweise die Gefahr, daß Flüssigkeit aus dem
Fahrzeug in den Vorratsbehälter zurückläuft, wenn das Flüssigkeitsniveau in dem
Kraftfahrzeugbehälter genügend hoch liegt. In diesem Fall kann der Rückfluß der
Flüssigkeiten in die Vorratsbehälter der Versorgungseinrichtung durch in die Leitungen
eingebaute RückfluBverhinderer verhindert werden.
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Es kann noch eine automatische Einrichtung vorgesehen sein, durch
die ein Wegfahren des Fahrzeugs während des Versorgungsvorganges verhindert wird.
Dadurch wird die durch zu frühzeitiges Wegfahren verursachte Beschädigung oder Zerstörung
der Versorgungsstation mit möglicherweise resultierendem Treibstoffverlust vermieden.
Entsprechende Einrichtungen, durch die ein Anlassen des Motors oder ein Wegfahren
des Fahrzeugs verhindert wird, können z.B. mit einer Klappe am Fahrzeug gekoppelt
sein,
die vor dem Versorgungsvorgang geöffnet werden muß, damit die fahrzeugseitigen Kupplungen
zugänglich sind.
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Die stationsseitige Kupplungseinheit kann nicht nur beweglich, sondern
auch noch nachgiebig ausgebildet sein, da hierdurch eine ungenaue Positionierung
des Fahrzeugs und mögliche geringe Eigenbewegungen des Fahrzeugs während des Versorgungsvorganges
besonders gut ausgeglichen werden können.
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Wenn die Anordnung mit einer Rückmeldeeinrichtung für die gegenseitige
Verbindung der Kupplungseinheiten ausgerüstet ist, wird die Steuerungseinrichtung
zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß die Bewegung der Versorgungskupplungen aus
ihrer passiven in ihre aktive Stellung durch das Signal der Rückmeldeeinrichtung
ausgelöst wird.
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Darüber hinaus ist vorzugsweise auch eine Rückmeldeeinrichtung zur
Feststellung des ordnungsgemäßen Verbindungszustandes der Versorgungskupplungen
vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung für die Anordnung ist dann so ausgebildet,
daß der Versorgungsvorgang (das Einschalten der Pumpen etc.) durch das Signal dieser
Rückmeldeeinrichtung ausgelöst wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Betriebsstofftanks
des Fahrzeugs mit Füllstandssensoren ausgerüstet, die über an den Kupplungseinheiten
vorgesehene Kontakteinrichtungen mit der Steuerungseinrichtung der Versorgungsstation
verbindbar sind. Der Versorgungsvorgang für jeden einzelnen Betriebsstoff wird nur
dann eingeleitet, wenn der Füllstandssensor keine Vollanzeige liefert. Ferner wird
der
Füllvorgang für jeden einzelnen Betriebsstoff dann beendet,
wenn das Vollsignal eintrifft.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat den großen Vorteil, daß sie die
automatische Aufzeichnung der jeweiligen Versorgungsdaten und deren Weitergabe an
eine zentrale Datenverarbeitungsanlage gestattet. Zu diesem Zweck ist die Versorgungsstation
mit Einrichtungen zur Ubermittlung von wesentlichen Betriebsdaten zu einem Zentralspeicher
ausgerüstet. Diese Datenübermittlung braucht sich nicht auf die jeweiligen Fülldaten
zu beschränken, sofern nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein zum Fahrzeug
gehörender Betriebsdatenspeicher mit der Versorgungsstation verbindbar ist. Beispielsweise
kann das Fahrzeug mit einem internen Speicher versehen sein, der über an den Kupplungseinheiten
vorgesehenen Kontakteinrichtungen mit der Steuereinrichtung der Versorgungsstation
automatisch verbunden wird, seine Daten abgibt und gegebenenfalls auf einen Ausgangszustand
zurückgestellt wird. Statt einer solchen direkten und sich selbsttätig bildenden
Verbindung kann auch vorgesehen sein, daß der Speicher des Fahrzeugs (beispielsweise
eine Magnetbandcassette) vom Fahrer vor Beginn des Versorgungsvorgangs dem Fahrzeug
entnommen und der Versorgungsstation eingegeben wird, wobei zweckmäßigerweise vorgesehen
ist, daß der Versorgungsvorgang nicht beginnt, bevor nicht dieser Datenspeicher
mit der Versorgungsstation verbunden ist.
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Zur Ubermittlung der Füll- und gegebenenfalls weiterer Betriebsdaten
von der Versorgungsstation an den Zentralcomputer gehört auch die Identifizierung
des jeweiligen Fahrzeugs. Wenn die Versorgungsstation mit dem fahrzeugeigenen Datenspeicher
verbunden wird, kann die Identifizierung durch diesen Datenspeicher erfolgen. Wenn
ein fahrzeugeigener Dutenspeicher nicht vorgesehen ist oder wenn ein solcher Datenspeicher
zur Verbindung mit der Versorgungsstation dem
Fahrzeug entnommen
werden muß und Verwechslungen vermieden werden müssen, kann eine Identifizierungseinrichtung
an den Kupplungseinrichtungen vorgesehen sein. Die fahrzeugseitige Kupplungseinheit
wird mit einem Erkennungscode versehen, der von einem Leser gelesen wird, der an
der stationsseitigen Kupplungseinheit angeordnet ist.
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Es kann eine Rückmeldeeinrichtung vorgesehen sein, die zur Anzeige
der Beendigung des Versorgungsvorgangs im Fahrzeug führt. Diese Anzeige kann optisch
erfolgen, um den Fahrer zu veranlassen, den fahrzeugeigenen Datenspeicher der Versorgungsstation
wieder zu entnehmen und gegebenenfalls die Füllanschlüsse des Fahrzeugs zu schließen,
sofern dies nicht automatisch geschieht. Das Signal über die Beendigung des Versorgungsvorgangs
kann aber auch selbsttätig im Fahrzeug verarbeitet werden und dazu führen, daß die
StarteinrichtungendesFahrzeugs freigegeben werden, die zuvor während des Versorgungsvorgangs
gesperrt waren.
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Der Impuls, durch den die Versorgungsstation eingeschaltet wird, geht
zweckmäßigerweise vom Fahrzeug aus, wobei vorgesehen sein kann, daß die Impulsübermittlung
nur dann möglich ist, wenn sich das Fahrzeug in kupplungsgerechter Stellung befindet,
um auf diese Weise zu vermeiden, daß die stationsseitige Kupplungseinheit vergeblich
nach der Anschlußstellung sucht. Dieser Impuls kann davon ausgehen, daß vom Fahrzeug
her die Schutzklappe für die fahrzeugseitige Kupplungseinheit geöffnet wird. Diese
wird dann zweckmäßigerweise während des Versorgungsvorgangs von der Versorgungseinheit
offen gehalten und beim Eintreffen der Signale über die Beendigung des Versorgungsvorgangs
freigegeben. Dieses Signal veranlaßt dann zweckmäßigerweise auch die Ubertragung
der Daten der Versorgungsmengen und der gegebenenfalls weiteren Betriebsdaten aus
dem fahrzeugeigenen Speicher in den Zentralcomputer.
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Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die schematische
Zeichnung erläutert, die eine Versorgungsstation mit einem daran angeschlossenen
Teil des Fahrzeugs in drei unterschiealichen Funktionsstadien veranschaulicht.
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Das Fahrzeug 1 ist mit seinen Rädern 2 in Querrichtung durch eine
Fahrrinne 3 im Boden positioniert. Die Fahrrinne 3 enthält ferner eine Dälle zur
Positionierung des Fahrzeugs in Längsrichtung.
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in der Fahrzeugseitenwand befindet sich ein Versorgungsfach 4, das
normalerweise durch eine Klappe 5 bündig mit der Seitenwand verschlossen ist. Die
Klappe ist vom Fahrerplatz aus zu öffnen. Sie gelangt dann selbsttätig in die dargestellte
Öffnungsstellung, in der sie durch ein Organ 6 der Versorgungsstation 7 festgehalten
wird.
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Das Versorgungsfach 4 enthält eine Kupplungseinheit 8, die von der
inneren Wand 9 des Versorgungsfachs 4 und dessen Bodenwand gebildet wird, die die
Versorgungskupplungen 10 enthält. An der Wand 9 ist ein Positionierungskcil 11 vorcsehen.
Weitere, nicht dargestellte Versorgungskupplungen, Datenberragungskontakte, Identifizierungscodes
etc. mögen auch in der Wand 9 vorgesehen sein.
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Die Versorgungseinheit 7 enthält eine Kupplungseinheit, die in Figur
1 nicht sichtbar ist, weil sie in das Gehäuse der Station zurückgezogen ist. Hingegen
sieht man die stationsseitige Kupplungseinheit 12 in den Figuren ! und 4 gänzlich
vorgeschoben und im ordnungsmäßigen Kontakt mit der Kupplungseinheit 8 des Fahrzeugs.
Sie hat die Stellung gemäß Figur 2 gefunden dank ihrer Horizontalbeweqlichkeit in
ihjer Längsrichtung (quer zur Seitenwand des Fahrzeugs 1) und durch eine gewisse
Seitenbeweglichkeit, durch die Stellungstoleranzen
des Fahrzeugs
ausgeglichen werden. Dabei wurde sie gesteuert durch optische, zusammenwirkende
Leitmittel an den beiden Kupplungseinheiten, die in der Zeichnung nicht erscheinen.
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Die Kupplungseinheit der Station 7 wird durch einen Schlauch 13 mit
den Versorgungsmedien gespeist. Sie enthält in einem Gehäuse die Versorgungskupplungen
14, die während der Bewegung der Kupplungseinheit 12 zur Kupplungseinheit 8 darin
verborgen und geschützt sind. Die Kupplungseinheit 12 kann sich daher im wesentlichen
auf eine Längsbewegung beschränken. Die Querbewegungseinrichtungen brauchen nicht
mit sonderlicher Genauigkeit ausgeführt zu sein, da die genaue Endpositionierung
durch die mechanischen Positionierhilfen 11 gewährleistet wird.
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Nachdem die Kupplungseinheit 12 ihr Ziel erreicht hat und ihre ordnungsgemäße
Stellung gegebenenfalls elektronisch rückgemeldet ist, werden die Versorgungskupplungen
14 gemäß Figur 3 abgesenkt in die Versorgungskupplungen 10 des Fahrzeugs. Wenn auch
dieser Zustand gemäß elektronischer Rückmeldung richtig erreicht ist und vom jeweiligen
Füllstandssensor der Fahrzeugstanks das Signal erhalten wurde, daß der gewünschte
Füllstand nicht erreicht ist, werden die Füllpumpen eingeschaltet. Nach Beendigung
des Versorgungsvorgangs wiederholt sich das Spiel in umgekehrter Reihenfolge, bis
schließlich die Versorgungsstation die Klappe 5 freigibt und diese das Versorgungsfach
wieder sicher verschließt.