Benzinepomp

Achtergrond

Een benzinepomp wordt gebruikt om benzine in motorvoertuigen te doseren. De benzinepomp evolueerde van een eenvoudig mechanisme naar een meer uitgebreid, gespecialiseerd mechanisme toen auto's populair werden. Toen auto's zeldzaam waren, vulden chauffeurs meestal een jerrycan met gas uit een vat of tank in een ijzerhandel en gooiden de jerrycan vervolgens in de opening van de benzinetank van de auto. Dit proces was onhandig en rommelig, en mogelijk gevaarlijk, omdat het gas gemakkelijk uit de container zou kunnen lekken of spatten. De eerste pomp die specifiek voor benzine op de markt werd gebracht, was een bewerking van een kerosinepomp ontworpen door Sylvanus Bowser uit Fort Wayne, Indiana. Bowser had in 1885 zijn kerosinepomp bedacht en toen hij in 1905 de benzineversie uitbracht - de 'zelfmeetbare benzineopslagpomp' - was hij nog steeds enigszins vooruit op de vraag van de consument. De uitvinding van Bowser werkte met een handmatige zuigpomp, die de benzine via een flexibele slang in de auto pompte. De metalen opslagtank van 50 gallon die in een houten kast was gehuisvest, zou aan de stoeprand voor een winkel kunnen worden opgesteld.

Een iets eerdere uitvinding was de glazen koepelpomp van John Tokheim uit 1901 voor gas of kerosine. Het gas werd vanuit een opslagtank in de koepel gepompt. De consument kon de hoeveelheid visueel meten en vervolgens een klep loslaten om het gas door een buis en in de gastank te laten. Een voordeel van deze pomp was dat de consument het gas kon inspecteren en zich ervan kon vergewissen dat de verkoper het niet had vervalst. Verwateren was blijkbaar een veelvoorkomend probleem, vooral wanneer het gas uit het zicht in een ondergrondse tank werd opgeslagen. Tegen de jaren twintig produceerden veel fabrikanten benzinepompen die vergelijkbaar waren met die van Tokheim en Bowser. Gemeenschappelijke kenmerken waren handbediende pompen, glazen uitgiftegebieden, meetklokken - vaak twijfelachtige betrouwbaarheid - en een bolvormige kop bovenop de pomp, met een logo. Benzine zelf was vaak geen merknaam, maar werd geleverd door kleine dealers en distributeurs. De pompen waren opzichtig en decoratief, moedigden hun merknaam aan, en chauffeurs leken hun favoriete tankstation te kiezen bij de pomp en niet bij wat er werd afgegeven. Dit keerde tegen het einde van de jaren twintig terug, toen gas een merkartikel werd dat werd verkocht door grote bedrijven als Shell en Gulf.

In 1923 kwam de eerste elektrische benzinepomp op de markt. Verdere verfijning van de pomptechniek ging vooral over de aanduiding van de hoeveelheid opgepompt gas. Toen de glazen bol werd verlaten, hadden consumenten een andere manier nodig om te vertellen hoeveel ze kochten. Eén model gebruikte een wijzerplaat met draaiende wijzers, vergelijkbaar met een klok, om de gedoseerde liters aan te geven. In 1933 bracht een fabrikant uit Fort Wayne, Indiana, een pomp uit met een mechanische rekenmachine, een variator. De variator gebruikte een draaiend nummerwiel om aan te geven hoeveel gas er werd gepompt, terwijl een tweede wiel de prijs weergaf. Dit was de voorloper van het systeem dat tegenwoordig wordt gebruikt, waardoor het voor consumenten gemakkelijk is om voor vijf dollar gas te kopen zonder fracties van gallons te hoeven berekenen. De uitvinder van de variator, de Wayne Oil Tank &Pump Company, gaf zijn technologie in licentie aan de meeste andere pompfabrikanten, en tegen het einde van de jaren dertig waren de draaiende wielen standaard in het hele land.

De Tokheim Company, die een van de allereerste benzinepompen op de markt had gebracht, introduceerde in 1975 de opvolger van de variator - elektronische meting. In plaats van wielen die draaiden, berekende het interne elektronische apparaat het bedrag en de prijs en gaf deze informatie weer op een klein scherm. De huidige pomp gebruikt vrijwel hetzelfde systeem, behalve dat veel pompen ook andere geavanceerde transacties aankunnen, zoals het afschrijven van de bankrekening van de gebruiker.

Grondstoffen

Er zijn drie basissystemen in elke benzinepomp:het hydraulische gedeelte, dat het eigenlijke pompapparaat omvat; de elektronica; en het frame of de behuizing. De hydrauliek is over het algemeen gemaakt van gietijzer of gegoten aluminium. Ook in het hydraulische segment kan synthetisch rubber worden gebruikt voor afdichtingen en pakkingen. Het elektronicagedeelte kan gebruik maken van printplaten en plastic onderdelen. De buitenbehuizing van de pomp is over het algemeen gemaakt van plaatstaal of roestvrij staal.

Ontwerp

Benzinepompen worden over het algemeen op semi-custom basis vervaardigd. Dat wil zeggen, hoewel veel onderdelen van pomp tot pomp vrijwel hetzelfde kunnen zijn, ontwerpt de fabrikant sommige aspecten van de pomp om aan de specifieke wensen van de klant te voldoen. Het aantal slangen en waar ze worden geplaatst kan variëren, evenals het type en de verfijning van de elektronica en het ontwerp van de behuizing. Voordat het productieproces begint, moeten ingenieurs de specificaties voor de specifieke bestelling opstellen. Op maat gemaakte subassemblages moeten mogelijk bij leveranciers worden besteld en machines moeten mogelijk opnieuw worden ingesteld om onderdelen volgens het ontwerp te snijden.

Het fabricageproces

De fabricage van benzinepompen omvat het samenstellen van drie basiseenheden:de hydrauliek, de elektronica en de behuizing. Eén benzinepompfabriek produceert mogelijk niet alle drie de eenheden. Meestal worden sommige onderdelen gekocht bij een fabrikant van mondstukken en de slang van een bedrijf dat alleen slangen maakt. De elektronica mag worden uitbesteed en de fabrikant van de benzinepomp monteert en installeert alleen dit gedeelte. Ervan uitgaande dat een grote fabrikant de meeste onderdelen in eigen huis maakt, kan dit een typisch proces zijn:

De hydrauliek maken

• 1 De elektromechanische apparaten die het gas uit de opslagtank naar uw auto brengen, zijn meestal gemaakt van gegoten aluminium of gietijzer. Het ijzer of aluminium wordt gesmolten en in vormen gegoten, waarna men het laat afkoelen. Werknemers verwijderen vervolgens de onderdelen uit de mallen en maken ze schoon door te schuren. Andere delen kunnen in een matrijs worden gestempeld. Metaalplaten worden in een machine gevoerd die een stuk in de gewenste vorm ponst. Metalen buizen worden in machines geplaatst die ze volgens specificaties buigen. Werknemers die lasijzers gebruiken, assembleren kleinere stukken tot grotere. Bij het maken van de hydrauliek werken groepen arbeiders die zijn opgeleid in een paar gespecialiseerde vaardigheden samen in een cel - een eenheid van misschien vier tot 50 arbeiders - om onderdelen te produceren die constant van hoge kwaliteit zijn. Elke cel maakt specifieke onderdelen en de onderdelen worden vervolgens doorgegeven aan andere cellen die gespecialiseerd zijn in het op volgorde monteren van de onderdelen.

Elektronica-assemblage

• 2 De elektronica voor een benzinepomp regelt het display dat de consument vertelt hoeveel gas er wordt gepompt en wat de kosten zijn. Veel pompen hebben ook elektronische scanners die creditcards kunnen lezen en de rekening van de klant kunnen debiteren. Deze apparaten zijn microprocessors die vergelijkbaar zijn met die welke in computers en rekenmachines worden gebruikt. De elektronicafabrikant produceert deze door kleine, stijve stukjes niet-geleidend materiaal - meestal karton of keramiek - door een soldeerprinter te laten lopen, die een patroon van circuitpaden op het bord afdrukt. Andere onderdelen worden met de hand of automatisch geplaatst en de plaat wordt verwarmd in een oven. De oven smelt de soldeerpasta die door de soldeerprinter is aangebracht en smeedt elektrische verbindingen. De fabrikant van de benzinepomp doet dit misschien niet, maar koopt het circuit volgens specificaties. Werknemers van de benzinepompfabriek kunnen de elektronica in elkaar zetten door stukken aan elkaar te klikken of te solderen. Deze arbeiders zouden, net als de hydraulische arbeiders, typisch worden toegewezen aan een cel die verantwoordelijk is voor de kop van de pomp.

Een typisch benzinepompmechanisme.

Huisvesting

• 3 Nadat de hydrauliek en elektronica zijn voltooid, brengen werknemers de onderdelen naar de behuizing van de fabriek. Hier worden deuren, panelen en gevels uit plaatstaal gesneden. Deze worden vervolgens naar een schildersgebied gestuurd. Werknemers brengen een hoogwaardige, corrosiebestendige verf aan op de behuizing, volgens een door de klant gespecificeerd ontwerp. De geverfde delen worden door een oven gestuurd om te drogen en vervolgens schoongemaakt. Vervolgens wordt de hydrauliek op de elektronische kop gemonteerd en is de hele pomp in de behuizing ingekapseld. Slangen worden bevestigd en pakkingen of afdichtingen aangebracht. De delen van de behuizing zijn aan elkaar gelast of bevestigd met scharnieren. De unit wordt schoongemaakt en de lak mag worden bijgewerkt. Vervolgens wordt de unit geïnspecteerd en getest en vervolgens naar de klant gestuurd voor installatie.

Kwaliteitscontrole

Werknemers inspecteren benzinepompen op kwaliteit in vele stappen van het productieproces. Indien onderdelen bij onderaannemers worden besteld, worden deze bij aankomst in de fabriek getest en geïnspecteerd. Grondstoffen, zoals het staal voor de behuizing, moeten ook worden geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat het de juiste maat is en vrij van onregelmatigheden. Kwaliteitscontroleurs controleren visueel stukken als ze van de lopende band uit de cellen komen. Wanneer het gehele hydraulische gedeelte van de benzinepomp is gemonteerd, wordt deze getest op lekkage. Er kan water doorheen lopen, of lucht onder druk. Elke lekkage zou zeer nadelig zijn voor de werking van de pomp, dus er wordt op dit punt bij de constructie veel zorg besteed aan het absoluut lekvrij zijn. Evenzo, wanneer het elektronische gedeelte van de pomp volledig is gemonteerd, wordt het op nauwkeurigheid getest. De maten en gewichten in de pomp moeten exact worden gekalibreerd. Nadat de gehele pomp is gemonteerd, wordt deze opnieuw getest. Een test is een lopende test, waarbij de machine een bepaald aantal uren of dagen wordt gebruikt en wordt gecontroleerd op eventuele gebreken, met name lekkages. Kwaliteitscontrole-inspecteurs voeren ook een zogenaamde diëlektrische weerstandstest uit. In dit geval wordt er een hoogspanningsstroom door de bedrading geleid. Eventuele gebreken in het elektrische systeem worden door deze test duidelijk gemaakt. Elke fabrikant van benzinepompen test zijn eigen producten, omdat de fabrikant zijn klanten wil verzekeren van een product van hoge kwaliteit. Externe inspecteurs die werken voor Underwriters Laboratory, een bureau dat verantwoordelijk is voor een verscheidenheid aan elektrische producten, voeren ook tests uit op benzinepompen. Pompen die radiofrequenties gebruiken om voertuigen te identificeren, vallen ook onder de jurisdictie van de Federal Communications Commission (FCC), die haar eigen tests uitvoert.

De Toekomst

De huidige innovaties op het gebied van benzinepomptechnologie richten zich op drie hoofdgebieden. De ene voldoet aan steeds strengere milieunormen, vooral door lekken op te sporen en dampen op te vangen. Een tweede gebied waar nieuwe technologie wordt toegepast, is dataverzameling. Dit betekent geautomatiseerde systemen die de kilometerteller van een voertuig kunnen controleren en registreren hoeveel brandstof het verbruikt, wat gemak biedt voor wagenparken zoals die van vrachtwagenbedrijven, politiediensten en busbedrijven. Misschien wel de meest fascinerende nieuwe benzinepomptechnologie is de robotpomp die de benzinetank vult terwijl de consument in de auto zit.

Er wordt een verscheidenheid aan apparaten ontwikkeld om dampen die verloren zijn gegaan bij de afgifte van gas, terug te winnen. Sommige worden in de slang geplaatst en andere in het mondstuk. De uitdaging is om damplekken te voorkomen zonder de snelheid waarmee het gas kan worden verpompt, te vertragen. De nieuwste hightech nozzles bevatten elektronische sensoren, die damp- en vloeistoflekken registreren en de pomp automatisch uitschakelen als de gastank vol raakt.

Er komt nieuwe technologie in het spel voor eigenaren van wagenparken. In sommige delen van het land is een experimenteel systeem in gebruik, waarbij het mondstuk van de benzinepomp informatie kan lezen van een apparaat dat in de brandstoftank van een voertuig is geïnstalleerd. Twee lusantennes, één in het mondstuk en één in de tank, communiceren via laagfrequente magnetische inductie wanneer ze met elkaar in contact komen. Zodra de bestuurder de auto begint te tanken, maken de antennes verbinding en beginnen ze informatie te verzenden van een elektronische eenheid die in de auto is gemonteerd naar een terminal bij het tankstation. Het systeem kan registreren welk voertuig in het wagenpark wordt gevuld, hoeveel gas het krijgt, hoeveel het kost, hoeveel uur de auto heeft gereden en wat de kilometerteller aangeeft. Dit kan aanzienlijk schelen in het papierwerk dat nodig is om een ​​grote commerciële vloot te onderhouden. Soortgelijke technologie wordt ook uitgeprobeerd voor individuele consumenten. De consument gebruikt een klein radio-achtig apparaatje, dat aan een sleutelhanger kan worden gehangen, als een kaart in een portemonnee kan worden gedragen of aan een raam kan worden bevestigd. De benzinepomp draagt ​​een soortgelijk apparaat dat een laagfrequent radiosignaal uitzendt. Wanneer de consument aanrijdt, leest de benzinepomp de kaart of tag, identificeert de klant en debiteert een rekening voor het gekochte gas.

De eerste volledig gerobotiseerde benzinepompen werden in 1997 op consumenten getest. Om de robotpomp te gebruiken, heeft de consument een zender op het dashboard van het voertuig en een speciaal aangepaste tankdop nodig. De chauffeur parkeert de auto bij de pomp en voert de benodigde hoeveelheid gas in op een toetsenbord vergelijkbaar met het toetsenbord van een geldautomaat (ATM). De pomp leest het merk en model van het voertuig van de zender, en een robotarm vindt vervolgens de gastank en opent deze met zuigkracht. Vervolgens steekt de robot een mondstuk door een klep in de tankdop en geeft gas af. Het hele tankproces zou slechts twee minuten duren. Omdat dit proces vereist dat bestuurders twee aanpassingen aan hun auto hebben - de dashboardzender en de speciale tankdop - kan het gebruik van het robotsysteem langzaam evolueren.