DE10037127A1

DE10037127A1 - Dosiersystem und Dosierverfahren für mehrere Komponenten

Info

Publication number: DE10037127A1
Application number: DE2000137127
Authority: DE
Inventors: Bernhard Kotschy
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2000-07-29
Filing date: 2000-07-29
Publication date: 2001-03-15

Abstract

Verfahren und Einrichtung zur gesteuerten Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten, die sich jeweils in einem Vorratsbehälter befinden, in eine Badlösung, wobei DOLLAR A a) zur Steuerung der Dosierung DOLLAR A a1) eine impuls- oder zeitgesteuerte Dosiermenge mindestens einer Komponenten vorgewählt wird oder DOLLAR A a2) ein Stoffstrom in die Badlösung hinein gemessen wird oder DOLLAR A a3) eine Meßgröße der Badlösung gemessen wird, die durch eine der zuzugebenden Komponenten beeinflußt wird, DOLLAR A und entsprechend der Impuls- oder Zeitsteuerung a1) oder proportional zum Stoffstrom a2) oder in Abhängigkeit von der Meßgröße a3) DOLLAR A b) automatisch je eine Fördereinrichtung in Betrieb gesetzt wird, mit der jede der zwei oder mehreren getrennten Komponenten aus ihrem Vorratsbehälter in die Badlösung gefördert werden kann, wobei die einzelnen Fördereinrichtungen so miteinander gekoppelt sind, daß die in die Badlösung geförderten Mengen der einzelnen Komponenten in einem vorgegebenen, einstellbaren Verhältnis zueinander stehen, und wobei DOLLAR A c) durch eine Überwachungseinrichtung überprüft wird, ob jede der einzelnen Fördereinrichtungen die jeweilige Komponente in die Badlösung fördert und in dem Fall, daß mindestens eine der Fördereinrichtung keine Komponente in die Badlösung fördert, automatisch alle Fördereinrichtungen abgeschaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft die gesteuerte Zugabe von zwei oder mehren getrennten Komponenten in eine Badlösung, wobei die Zugabemengen der einzelnen Komponenten miteinander gekoppelt sind. Die Zugabe jeder Komponenten wird überwacht. Wird eine der Komponenten aufgrund eines Fehlers (Ausfall einer Pumpe, verstopfte Düse oder Leitung, leerer Vorratsbehälter etc.) nicht zugegeben, wird die Zugabe aller anderen Komponenten ebenfalls eingestellt. Bei der Badlösung kann es sich beispielsweise um eine Reinigungslösung oder um eine Lösung zur Konversionsbehandlung einer Metalloberfläche handeln.

Es ist üblich, die Zusammensetzung technischer Badlösungen kontinuierlich oder diskontinuierlich manuell oder automatische zu überwachen und zum Aufrechterhalten der Sollzusammensetzung eine oder mehrere Komponenten automatisch oder manuell zuzugeben. Dabei können zwei oder mehrere getrennte Komponenten in einem vorgewählten Mengenverhältnis zueinander zugegeben werden. Sofern dies automatisch erfolgt, können die Fördereinrichtungen der einzelnen Komponenten so miteinander gekoppelt sein, daß die einzelnen Komponenten in einem voreingestellten Verhältnis zueinander dosiert werden. Dabei besteht jedoch keine Gewähr dafür, daß die einzelnen Komponenten wie vorgesehen dosiert werden. Vielmehr kann aufgrund eines Fehlers die Dosierung einer Komponenten unterbleiben, während eine andere Komponente zudosiert wird. Ein solcher Fehler kann beispielsweise im Ausfall einer Pumpe, eines Magnetventils oder einer sonstigen Förder- oder Dosiereinrichtung, einer verstopften Düse oder Leitung oder einfach in einem leeren Vorratsbehälter für eine Komponente liegen.

Unterbleibt die Zugabe einer der getrennten Komponenten, während eine andere Komponente gefördert wird, ändert sich das Verhältnis dieser Komponenten zueinander in der Badlösung auf unerwünschte Weise. Hierdurch kann die Badlösung unbrauchbar werden. Zumindest wird es erforderlich, das Mengenverhältnis der einzelnen Komponenten in der Badlösung zueinander analytisch zu bestimmen, hieraus die erforderliche Zugabemenge der nicht zudosierten Komponenten zu ermitteln und diese getrennt von der oder den anderen Komponenten zuzugeben. Dies erfordert Personal- und Zeitaufwand. Bis zur Herstellung des Sollzustands kann je nach konkretem Fall die Badlösung unbrauchbar sein oder weniger befriedigendere Wirkung aufweisen. Hierdurch können sich Produktionsvorgänge verzögern oder verschlechtern. Im schlimmsten Falle wird bis zum Zeitpunkt der Fehlerkorrektur Ausschuß produziert.

Daher besteht ein Bedarf an einer Einrichtung und einem Verfahren zur Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten in eine Badlösung, die die vorstehend genannten Probleme verhindern.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur gesteuerten Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten in eine Badlösung, enthaltend

a) je einen Vorratsbehälter für die zwei oder mehrere getrennten Komponenten,
b) je eine Fördereinrichtung, mit der jede der zwei oder mehreren getrennten Komponenten aus ihrem Vorratsbehälter in die Badlösung gefördert werden kann, wobei die einzelnen Fördereinrichtungen so miteinander gekoppelt sind, daß die in die Badlösung geförderten Mengen der einzelnen Komponenten in einem vorgegebenen, einstellbaren Verhältnis zueinander stehen,
c) eine Überwachungseinrichtung, mit der überprüft wird, ob jede der einzelnen Fördereinrichtungen die jeweilige Komponente in die Badlösung fördert und die in dem Fall, daß mindestens eine der Fördereinrichtungen keine Komponente in die Badlösung fördert, alle Fördereinrichtungen abschaltet.

Bei der Badlösung kann es sich um eine beliebige Badlösung handeln, die auf die Oberfläche eines Substrats einwirkt. Beispielsweise kann die Badlösung eine Reinigungslösung zum Reinigen von Textilien, Geschirr oder von technischen Oberflächen wie beispielsweise Metalloberflächen sein. Weiterhin kann die Badlösung eine Lösung zur Veränderung der chemischen Natur einer Metalloberfläche sein, beispielsweise eine Phosphatierlösung, eine Chromatierlösung oder eine (in der Regel saure) Lösung oder Dispersion, die organische Polymere und/oder Fluorokomplexe enthält. Eine derartige Lösung wird häufig als "Konversionslösung" bezeichnet. Die Badlösung kann auch eine Beizlösung darstellen, mit der Oberflächenschichten von Metallen entfernt werden.

Bei den Fördereinrichtungen kann es sich beispielsweise um Pumpen, um Pulverdosiereinrichtungen oder um Magnetventile handeln. Die Kopplung der einzelnen Fördereinrichtungen kann auf mechanischem oder elektronischem Wege erfolgen. Dabei können entweder die pro Zeiteinheit geförderten Mengen der einzelnen Komponenten oder die Zeitdauer der Förderung der einzelnen Komponenten aneinander gekoppelt sein. Beispielsweise können die Hubimpulse (von Kolbendosierpumpen) oder die Impulse von Mengenmessern (beispielsweise Durchflußmengenmessern) aneinander gekoppelt sein. Selbstverständlich muß das Mengenverhältnis, in dem die einzelnen Komponenten in die Badlösung gefördert werden sollen, zuvor festgelegt worden sein. Dementsprechend wird entweder die mechanische Kopplung der Fördereinrichtungen eingestellt oder bei elektronischer Kopplung das Mengenverhältnis in eine Steuereinrichtung eingegeben.

Eine wesentliche Komponente der erfindungsgemäßen Einrichtung stellt die Überwachungseinrichtung dar, mit der überprüft wird, ob jede der einzelnen Fördereinrichtungen die jeweilige Komponente in die Badlösung fördert und die in dem Fall, daß mindestens eine der Fördereinrichtung keine Komponente in die Badlösung fördert, alle Fördereinrichtungen abschaltet.

Die Überwachungseinrichtung wird direktwirkend oder zeitverzögert für ausgewählte Komponenten ausgelegt. D. h., die Überwachung wird beispielsweise erst nach einem vorgewählten Zeitraum (beispielsweise 1 bis 20 Sekunden) aktiviert, damit prozeßbedingte Unterbrechungen für die Förderung der einzelnen Komponenten eingestellt werden können. Die Fördereinrichtungen für die einzelnen Komponenten können auch zeitlich gestaffelt in Betrieb gesetzt werden. Der Sensor der Überwachungseinrichtung kann beispielsweise ein Druck- oder Durchflußmesser, ein Leitfähigkeitssensor oder ein optischer Sensor sein. Dabei wird für jede der einzelnen Fördereinrichtungen überwacht, ob die zugehörige Komponente in die Badlösung gefördert wird. Fördert mindestens eine der Fördereinrichtungen keine Komponente in die Badlösung, werden automatisch alle Fördereinrichtungen abgeschaltet. Hierdurch wird vermieden, daß bei einem Versagen der Förderung einer einzelnen Komponente die anderen Komponenten in die Badlösung gefördert werden, so daß sich das Verhältnis der einzelnen Komponenten in der Badlösung auf unerwünschte Weise verändert.

Die Einrichtung kann so ausgeführt sein, daß sie zusätzlich eine Vorwahleinrichtung zur Eingabe einer impuls- oder zeitgesteuerten Dosiermenge für mindestens eine der zuzugebenden Komponenten enthält. Die anderen Komponenten sind dann hieran durch das einzustellende Mengenverhältnis gekoppelt. Beispielsweise kann die Einrichtung so ausgelegt sein, daß nach vorgewählten Zeitabständen oder innerhalb vorgewählter Zeitspannen vorgewählte Mengen mindestens einer Komponente in die Badlösung gefördert werden. Alternativ hierzu kann die Förderung mindestens einer Komponente impulsgesteuert sein, wobei die Impulse durch Ereignisse in der Badlösung angestoßen werden, beispielsweise gekoppelt an die Gegenstände, die in die Badlösung eingebracht werden. Hierdurch kann beispielsweise vorgewählt werden, welche Mengen an Ergänzungskomponenten für jede der mit der Badlösung behandelten Einheiten (beispielsweise Fahrzeugkarossen oder Teile hiervon, Körbe mit zu reinigenden Teilen etc.) in die Ballösung gefördert werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorwahleinrichtung derart eingestellt werden, daß ihr analytische Daten der Ballösung bzw. die Abweichung der Ist- von den Soll-Werten ausgewählter Komponenten übermittelt werden und durch die Vorwahleinrichtung Zugabemengen für mindestens eine Komponente festgelegt werden, die je nach analytisch bestimmten Gehalt einer Substanz in der Ballösung oder je nach festgestellter Differenz zwischen Ist- und Soll-Wert in der Ballösung vorgewählt werden. Auch hierbei genügt es, die Fördermenge einer einzelnen Komponente vorzuwählen und die Fördermengen der anderen Komponente(n) hieran zu koppeln.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie zusätzlich eine Meßeinrichtung zum Erfassen eines Stoffstroms in die Badlösung hinein enthält. In einem einfachen Fall kann dieser Stoffstrom aus Wasser bestehen, mit dem man Verdampfungs- und/oder Ausschleppungsverluste der Badlösung ausgleicht. Die Fördermenge mindestens einer Komponente zum Ergänzen der Badlösung kann dann proportional zur Größe dieses Stoffstroms im Vorhinein festgelegt werden. Bei dem Stoffstrom kann es sich weiterhin um Badlösung handeln, die aus einem nachgeschalteten Behandlungsbad (beispielsweise im Sinne einer Kaskadenfahrweise) in das betroffene Behandlungsbad überführt wird. Weiterhin kann es sich um einen Strom von Badlösung handeln, der aus einer Aufarbeitungs- oder Pflegeeinrichtung für das Behandlungsbad in das Behandlungsbad zurückgeführt wird. Eine solche Aufbereitungs- oder Pflegeeinrichtung kann beispielsweise ein Separator sein, mit dem unerwünschte Bestandteile aus der Badlösung entfernt werden. Weiterhin kann es sich hierbei um eine Einrichtung zur Membranfiltration, beispielsweise eine Mikro- oder Nanofiltration oder eine Umkehrosmose handeln. Durch solche Einrichtungen werden unerwünschte Bestandteile einer Badlösung wie beispielsweise feste oder flüssige Verschmutzungen abgetrennt. Hierbei werden in der Regel jedoch auch Wirkkomponenten aus der Badlösung entfernt, die proportional zum zurückgeführten Volumenstrom wieder in die Badlösung nachdosiert werden müssen. Die Menge an Ergänzungskomponenten, die proportional zum zurückgeführten Volumenstrom in die Badlösung gefördert werden müssen, werden vorzugsweise im Vorhinein rechnerisch oder empirisch festgelegt. Dementsprechend wird die Fördereinrichtung für mindestens eine der zuzugebenden Komponenten eingestellt und die anderen Fördereinrichtungen hieran gekoppelt. Dies ermöglicht eine automatische Fahrweise der Badlösung über einen längeren Zeitraum, obwohl aus dieser Badlösung infolge ihrer Benutzung Wirkstoffe ausgetragen werden. Der manuelle Aufwand für Betreuung und Pflege der Badlösung verringert sich hierdurch.

In einer weiteren Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich einen Sensor zum Bestimmen einer Meßgröße in der Badlösung, die durch mindestens eine der zuzugebenden Komponenten beeinflußt wird. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen Sensor für pH-Wert, Leitfähigkeit, Reduktions-Oxidationspotential, um einen Sensor für optische Eigenschaften wie beispielsweise Lichtstreuung, Lichtabsorption oder Brechungsindex, oder um eine Einrichtung handeln, mit der die Konzentration von Inhaltsstoffen oder die Gehalte an Gesamtsäure, freier Säure, Gesamtalkalität, freier Alkalität oder sonstiger Meßwerte beispielsweise durch Titrationsverfahren bestimmt werden können. Dieser Sensor liefert eine Information über den aktuellen Zustand der Badlösung. Aus dem so ermittelten aktuellen Zustand oder aus der Differenz zu einem Sollzustand kann durch eine Voreinstellung oder durch ein Rechenprogramm abgeleitet werden, welche Mengen einer Komponente in die Badlösung gefördert werden müssen, um den Sollzustand wieder herzustellen. Die andere(n) Komponente(n) sind dann hieran in einem vorgewählten Verhältnis gekoppelt. Alternativ kann die Einrichtung so arbeiten, daß sie so lange Komponenten in die Badlösung fördert, bis der jeweilige Sensor feststellt, daß der vorgewählte Sollzustand wieder erreicht ist. Dabei ist es ausreichend, daß der Sensor nur für eine der zuzugebenden Komponenten empfindlich ist, während die Mengen der anderen Komponenten aufgrund empirischer Erfahrungen hieran gekoppelt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich einen Alarmgeber, der in dem Fall, daß die Überwachungseinrichtung alle Fördereinrichtungen abschaltet, einen Alarm gibt. Der Alarmgeber kann beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Signal oder eine Meldung auf einer elektronischen Ausgabeeinheit wie beispielsweise einem Bildschirm erzeugen. Dabei kann der Alarm in der Nähe der Badlösung, beispielsweise in dem Raum, in dem sich die Badlösung befindet, ausgegeben werden. Der Alarm kann jedoch auch an einem entfernten Ort, beispielsweise in einer zentralen Leitwarte in dem Betrieb, in dem sich die Badlösung befindet, oder auch an einer Stelle außerhalb dieses Betriebs, beispielsweise bei einem Serviceunternehmen, ausgegeben werden. Durch diesen Alarm wird Bedienungspersonal darauf aufmerksam gemacht, daß die Förderung von Komponenten in die Badlösung eingestellt wurde und daß hierdurch eine Überprüfung der Fördereinrichtungen erforderlich ist.

Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich eine Vorrichtung zum Überwachen des Füllstands in den Vorratsbehältern für die zwei oder mehrere Komponenten, die beim Unterschreiten einer vorgewählten Untergrenze des Füllstands in mindestens einem Vorratsbehälter eine Warnmeldung abgibt. Diese Warnmeldung kann analog zur vorstehend beschriebenen Alarmmeldung abgegeben werden. Zur Überwachung des Füllstands bieten sich unterschiedliche, im Stand der Technik bekannte Verfahren an, beispielsweise eine Gewichtsmessung, eine Druckmessung oder die Messung einer Füllstandshöhe über eine Schwimmerregelung oder eine optische oder elektrische Sonde.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur gesteuerten Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten, die sich jeweils in einem Vorratsbehälter befinden, in eine Badlösung, wobei

a) zur Steuerung der Dosierung
- 1. eine impuls- oder zeitgesteuerte Dosiermenge mindestens einer Komponenten vorgewählt wird oder
- 2. ein Stoffstrom in die Badlösung hinein gemessen wird oder
- 3. eine Meßgröße der Badlösung gemessen wird, die durch eine der zuzugebenden Komponenten beeinflußt wird,

und entsprechend der Impuls- oder Zeitsteuerung a1) oder proportional zum Stoffstrom a2) oder in Abhängigkeit von der Meßgröße a3)

a) automatisch je eine Fördereinrichtung in Betrieb gesetzt wird, mit der jede der zwei oder mehreren getrennten Komponenten aus ihrem Vorratsbehälter in die Badlösung gefördert werden kann, wobei die einzelnen Fördereinrichtungen so miteinander gekoppelt sind, daß die in die Badlösung geförderten Mengen der einzelnen Komponenten in einem vorgegebenen, einstellbaren Verhältnis zueinander stehen, und wobei
b) durch eine Überwachungseinrichtung überprüft wird, ob jede der einzelnen Fördereinrichtungen die jeweilige Komponente in die Badlösung fördert und in dem Fall, daß mindestens eine der Fördereinrichtung keine Komponente in die Badlösung fördert, automatisch alle Fördereinrichtungen abgeschaltet werden.

In diesem Verfahren wird die vorstehend beschriebene Einrichtung in ihren beschriebenen möglichen Ausführungsformen benutzt. Die für die Einrichtung gegebenen Erläuterungen gelten daher für das Verfahren zur gesteuerten Zugabe entsprechend.

Betreibt man das Verfahren gemäß Ausführungsform a3) derart, daß eine Meßgröße der Badlösung gemessen wird, die durch eine der zuzugebenden Komponenten beeinflußt wird, so stehen zur Ermittlung der Meßgröße nicht nur die vorstehend im Zusammenhang mit der Einrichtung aufgezählten Sensoren zur Verfügung, sondern auch weitere Meßverfahren, mit denen die Gehalte an bestimmten Wirk- oder Schmutzstoffen bestimmt werden können. Solche Verfahren sind beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen DE 198 02 725, DE 198 14 500 und DE 198 20 800 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Umgekehrt ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere dafür geeignet, im Zuge der in den vorstehend genannten Patentanmeldungen beschriebenen Verfahren zur Kontrolle und Steuerung von Badlösungen eingesetzt zu werden.

In dem Verfahren sieht man vorzugsweise vor, daß in dem Falle, daß automatisch alle Fördereinrichtungen abgeschaltet werden, ein Alarmsignal gegeben wird. Hierbei kann es sich um ein optisches oder akustisches Signal oder um eine Ausgabe auf einer elektronischen Ausgabeeinheit wie beispielsweise einem Bildschirm handeln. Dieses Signal kann in räumlicher Nähe zur Badlösung, beispielsweise in demjenigen Raum, in dem sich die Behandlungslösung befindet, ausgegeben werden. Das Alarmsignal kann jedoch auch an einem entfernteren Ort, beispielsweise in einer Leitwarte des Betriebs, in dem sich die Badlösung befindet, ausgegeben werden. Oder das Alarmsignal wird außerhalb dieses Betriebs, beispielsweise am Ort eines Serviceunternehmens für die Badlösung ausgegeben.

Weiterhin sieht man vorzugsweise vor, daß zusätzlich der Füllstand in den Vorratsbehältern für die zwei oder mehrere Komponenten überwacht wird und beim Unterschreiten einer vorgewählten Untergrenze des Füllstands in mindestens einem Vorratsbehälter eine Warnmeldung abgegeben wird. Die Zugabe der Komponenten in die Badlösung wird hierbei jedoch noch nicht abgeschaltet. Für die Ausgabe der Warnmeldung gilt das vorstehend für das Alarmsignal ausgeführte entsprechend. Mit welchen Sensoren der Füllstand überwacht werden kann, wurde bereits vorstehend bei der Beschreibung der Einrichtung aufgeführt.

Wie einleitend bereits erwähnt, kann es sich bei der Badlösung um eine beliebige Badlösung handeln, die auf irgendwelche Substrate bzw. Oberflächen einwirkt. Wesentlich ist lediglich, daß die Badlösung derart betrieben wird, daß sie kontinuierlich oder diskontinuierlich mit zwei oder mehreren Ergänzungskomponenten ergänzt wird. Die Ergänzung kann aufgrund des Verbrauchs dieser Ergänzungskomponenten oder aufgrund ihres Austrags aus der Badlösung erforderlich werden. Weiterhin kann es erforderlich sein, Ergänzungskomponenten in die Badlösung zuzugeben, wenn diese entweder mit Schmutz stärker belastet wird oder wenn durch Zugabe eines Verdünnungsmittels wie beispielsweise Wasser oder einer wäßrigen Lösung die Konzentration der Wirkstoffe in der Badlösung abnimmt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Verdampfungs- oder Ausschleppungsverluste der Badlösung durch Zugabe von Wasser ausgeglichen wird. Oder man führt an der Badlösung Recycling- oder Pflegemaßnahmen durch, wie beispielsweise Abtrennen von gelösten oder ungelösten Verunreinigungen aus der Badlösung durch beispielsweise Membranverfahren wie Mikro- oder Nanofiltration oder Umkehrosmose oder durch mechanische Maßnahmen wie beispielsweise Reinigung der Badlösung durch einen Separator. Bei solchen Pflege- oder Recyclingmaßnahmen wird an Wirkstoffen verarmte Lösung in die Badlösung zurückgeführt, so daß eine Ergänzung der Wirkstoffe erforderlich ist. Hierfür kann das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.

Beispielsweise kann es sich bei der Badlösung um eine Reinigerlösung handeln, die zum Reinigen textiler oder fester Oberflächen wie beispielsweise Wäsche, Geschirr, Metallbänder oder metallische Baugruppen wie beispielsweise Fahrzeuge oder Haushaltsgeräte oder Teile hiervon verwendet wird. Dabei kann beispielsweise die erste der getrennten Komponenten eine Alkalimetallhydroxidlösung oder eine Alkalimetallcarbonatlösung darstellen und die zweite Komponente kann ausgewählt sein aus einem Tensid oder einer Mischung von Tensiden oder einer Lösung, die ein Tensid oder eine Mischung von Tensiden enthält. Als Meßgröße, die vor allem durch die Konzentration von Alkalimetall- und Hydroxidionen in der Lösung beeinflußt wird, kann beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit der Reinigerlösung gemessen werden. Unterschreitet die elektrische Leitfähigkeit der Reinigerlösung einen vorgegebenen Mindestwert, wird Alkaümetallhydroxid- oder Alkalimetallcarbonatlösung und Tensid bzw. tensidhaltige Lösung in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander zugegeben. Hierdurch wird die Zugabe von Alkali und Tensid in einem vorgegebenen Verhältnis gewährleistet, auch wenn es nicht möglich ist, aus Alkalilösung und Tensidlösung eine einzige stabile Ergänzungslösung zu formulieren.

Im vorstehend beschriebenen Fall einer Reinigerlösung als Badlösung kann zusätzlich als dritte getrennte Komponente ein Entschäumer bzw. eine entschäumerhaltige Lösung in die Reinigerlösung gefördert werden.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Badlösung um eine sogenannte Konversionslösung, also eine Lösung, die durch Wechselwirkung mit Oberflächen deren chemische Natur verändert. Beispiele hierfür wurden vorstehend bereits genannt. Insbesondere kann es sich bei der Badlösung um eine Phosphatierlösung handeln und die erste der getrennten Komponenten ein Ergänzungskonzentrat für die Phosphatierlösung und die zweite der getrennten Komponenten eine alkalische Lösung (beispielsweise eine Lösung von Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat) zur Korrektur des Gehalts an freier Säure der Phosphatierlösung darstellen. Als Meßgröße, über die die gekoppelte Zugabe von Ergänzungskonzentrat und alkalischer Lösung gesteuert wird, kann beispielsweise der pH-Wert oder die elektrische Leitfähigkeit oder der Gehalt an Gesamtsäure der Phosphatierlösung gemessen werden. Die hier verwendeten Begriffe "freie Säure" und "Gesamtsäure" sind auf dem Gebiet der Phosphatierung allgemein bekannt. Sie werden in der Regel in "Punkten" ausgedrückt. Eine Möglichkeit der Bestimmung besteht darin, daß man 10 ml der Phosphatierlösung mit Wasser verdünnt und mit 0,1 n Natronlauge entweder bis zu einem pH-Wert von 3,6 oder bis zu einem pH-Wert von 8,2 titriert. Der Verbrauch an 0,1 n Natronlauge in ml bis zum Erreichen des erstgenannten pH-Werts gibt den Gehalt an freier Säure, der Gesamtverbrauch bis zum Erreichen des letztgenannten pH- Werts den Gehalt an Gesamtsäure dar. In dieser Ausführungsform hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß bei Zugabe der Ergänzungslösung, die aus Stabilitätsgründen stark sauer eingestellt ist, so daß bei deren Zugabe der pH-Wert der Phosphatierlösung auf unerwünschte Weise abfällt bzw. der Gehalt an freier Säure auf unerwünschte Weise ansteigt, gleichzeitig die richtige Menge einer alkalischen Lösung zugegeben wird, um diese unerwünschte Veränderung der Badeigenschaften zu vermeiden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der Badlösung ebenfalls um eine Phosphatierlösung wie vorstehend beschrieben, wobei die erste der getrennten Komponenten wiederum ein Ergänzungskonzentrat für die Phosphatierlösung und die zweite der getrennten Komponenten eine Lösung eines Phosphatierbeschleunigers darstellt. Als Meßgröße für die Zugabe von Ergänzungskonzentrat kann wiederum der pH-Wert, die elektrische Leitfähigkeit oder der Gehalt an Gesamtsäure der Phosphatierlösung gemessen werden. Der hier gebrauchte Begriff des "Phosphatierbeschleunigers" ist auf dem Gebiet der Phosphatierung allgemein bekannt. Es handelt sich hierbei um Substanzen, die mit den beim Angriff der Säure auf die Metalloberfläche entstehenden Wasserstoffatomen reagieren können und so die Bildung unerwünschter Wasserstoffblasen an der Metalloberfläche verhindern. Gebräuchliche Beispiele für Lösungen von Phosphatierbeschleunigern sind Lösungen, die Hydroxylamin in freier oder ionischer oder gebundener Form, Nitrit, Chlorat, organische Nitroverbindungen oder Wasserstoffperoxid bzw. Substanzen, die Wasserstoffperoxid abspalten können, enthalten.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so betrieben werden, daß zusammen mit dem Ergänzungskonzentrat für die Phosphatierlösung sowohl eine alkalische Lösung zur Korrektur des Gehalts an freier Säure als auch eine Lösung eines Phosphatierbeschleunigers zugegeben werden.

Zum einen kann das erfindungsgemäße Verfahren so betrieben werden, daß diejenige Meßgröße in der Badlösung, die die Zugabe von Ergänzungskomponenten steuert, kontinuierlich oder diskontinuierlich in der Badlösung selbst oder in einer hieraus entnommenen Probe automatisch bestimmt wird. Die Zugabe der Ergänzungskomponenten wird dann vorzugsweise ebenfalls automatisch angestoßen. Welche Meßgrößen hierfür herangezogen werden können, wurde vorstehend bereits beispielhaft aufgezählt. Weiterhin können automatische Bestimmungsverfahren eingesetzt werden, die in den bereits zitierten Patentanmeldungen DE 198 02 725, DE 198 14 500 und DE 198 20 800 näher beschrieben sind. In dieser Ausführungsform erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, eine Badlösung über einen längeren Zeitraum funktionsfähig zu halten, ohne daß menschliches Eingreifen erforderlich ist. Die erfindungswesentliche Maßnahme, daß die Zugabe aller Ergänzungskomponenten gestoppt wird, wenn auch nur eine Ergänzungskomponente nicht wie vorgesehen in die Badlösung gefördert wird, verhindert es, daß die Badlösung aufgrund eines ungünstigen Mengenverhältnisses der Wirkkomponenten ihre Wirksamkeit einbüßt. Aufwendige Regenerierungsmaßnahmen oder im Extremfall ein Neuansatz aufgrund einer fehlerhaften Dosierung der Ergänzungskomponenten werden hierdurch vermieden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch auch vorgesehen werden, daß die Meßgröße, über die die Zugabe von Ergänzungskomponenten gesteuert wird, in einer Badprobe manuell bestimmt wird. In diesem Fall gibt man den Wert der manuell bestimmten Meßgröße oder die Differenz zwischen dem bestimmten Wert und einem Sollwert in eine Steuerungseinrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren ein. Aufgrund dieser Eingabe wird die Zugabe von Ergänzungskomponenten erforderlichenfalls automatisch ausgelöst. Selbstverständlich muß hierbei vorgewählt werden, welche Mengen an Ergänzungskomponenten je nach Wert der Meßgröße bzw. der Differenz zwischen Ist- und Sollwert der Meßgröße in die Badlösung zugegeben werden müssen. Auch bei dieser teilmanuellen Ausführungsform hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die Zugabe der Ergänzungskomponenten automatisch erfolgt und die Zugabe eingestellt wird, wenn aufgrund eines Fehlers eine der Ergänzungskomponenten nicht in die Badlösung gefördert wird.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Badlösung als Stoffstrom eine Ergänzungsflüssigkeit zugesetzt wird (wie vorstehend bereits beschrieben: beispielsweise Wasser als Ausgleich für Verdampfungs- oder Ausschleppungsverluste, Rücklauf einer Membranfiltration oder eines Separators, Rücklauf eines Ionenaustauschers) und die Steuerung der Zugabe der zwei oder mehreren getrennten Komponenten proportional zur Menge der Ergänzungsflüssigkeit erfolgt. In dieser Ausführungsform wird also die Menge der Ergänzungsflüssigkeit gemessen und in einem vorgewählten Verhältnis hierzu zwei oder mehrere Ergänzungskomponenten zugegeben. Bei der Badlösung selbst kann es sich, wie vorstehend beschrieben, beispielsweise um eine Reinigerlösung oder um eine Konversionslösung handeln.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch nicht immer erforderlich, die Zugabe von Ergänzungskomponenten in die Badlösung über Meßgrößen in der Badlösung zu steuern. Vielmehr kann die Zugabe auch Zeit- oder impulsgesteuert erfolgen. Bei einer Zeitsteuerung werden nach oder innerhalb vorgewählter Zeiträume bestimmte Mengen an Ergänzungskomponenten zugegeben. Diese können aufgrund empirischer Erfahrungen vorgewählt werden. Bei einer Impulssteuerung knüpft man die Zugabe von Ergänzungskomponenten an den Durchsatz von Teilen durch die Badlösung, beispielsweise den Durchsatz von Automobilkarosserien durch eine Reinigungs- oder Konversionslösung. Falls der Durchsatz von Substrat durch die Behandlungslösung kontinuierlich erfolgt wie beispielsweise bei der Behandlung kontinuierlich laufender Metallbänder, kann die Menge der Ergänzungskomponenten mit der Bandgeschwindigkeit korrelieren.

Selbstverständlich ist es unabhängig von der Natur der Badlösung unerheblich, ob das Substrat unmittelbar durch die Badlösung gefördert wird oder ob die Badlösung auf andere Weise mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird, beispielsweise durch Aufspritzen.

Claims

1. Einrichtung zur gesteuerten Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten in eine Badlösung, enthaltend

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Vorwahleinrichtung zur Eingabe einer impuls- oder zeitgesteuerten Dosiermenge für mindestens eine der zuzugebenden Komponenten enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Meßeinrichtung zum Erfassen eines Stoffstroms in die Badlösung hinein enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Sensor zum Bestimmen einer Meßgröße in der Badlösung enthält, die durch mindestens eine der zuzugebenden Komponenten beeinflußt wird.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Alarmgeber umfaßt, der in dem Fall, daß die Überwachungseinrichtung alle Fördereinrichtungen abschaltet, einen Alarm gibt.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Vorrichtung zum Überwachen des Füllstands in den Vorratsbehältern für die zwei oder mehrere Komponenten aufweist, die beim Unterschreiten einer vorgewählten Untergrenze des Füllstands in mindestens einem Vorratsbehälter eine Warnmeldung abgibt.

7. Verfahren zur gesteuerten Zugabe von zwei oder mehreren getrennten Komponenten, die sich jeweils in einem Vorratsbehälter befinden, in eine Badlösung, wobei

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Falle, daß automatisch alle Fördereinrichtungen abgeschaltet werden, ein Alarmsignal gegeben wird.

9. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Füllstand in den Vorratsbehältern für die zwei oder mehrere Komponenten überwacht wird und beim Unterschreiten einer vorgewählten Untergrenze des Füllstands in mindestens einem Vorratsbehälter eine Warnmeldung abgegeben wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Badlösung um eine Reinigerlösung handelt und die erste der getrennten Komponenten eine Alkalimetallhydroxidlösung oder Alkalimetallcarbonatlösung darstellt und die zweite Komponente ausgewählt ist aus einem Tensid oder einer Mischung von Tensiden oder einer Lösung, die ein Tensid oder eine Mischung von Tensiden enthält, und daß als Meßgröße die elektrische Leitfähigkeit der Reinigerlösung gemessen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich als dritte getrennte Komponente ein Entschäumer in die Reinigerlösung gefördert wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Badlösung um eine Phosphatierlösung handelt und die erste der getrennten Komponenten ein Ergänzungskonzentrat für die Phosphatierlösung und die zweite der getrennten Komponenten eine alkalische Lösung zur Korrektur das Gehalts an freier Säure der Phosphatierlösung darstellt und daß als Meßgröße der pH-Wert oder die elektrische Leitfähigkeit oder der Gehalt an Gesamtsäure der Phosphatierlösung gemessen wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Badlösung um eine Phosphatierlösung handelt und die erste der getrennten Komponenten ein Ergänzungskonzentrat für die Phosphatierlösung und die zweite der getrennten Komponenten eine Lösung eines Phosphatierbeschleunigers darstellt und daß als Meßgröße der pH-Wert oder die elektrische Leitfähigkeit oder der der Gehalt an Gesamtsäure der Phosphatierlösung gemessen wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Radlösung als Stoffstrom eine Ergänzungsflüssigkeit zugesetzt wird und die Steuerung der Zugabe der zwei oder mehreren getrennten Komponenten proportional zur Menge der Ergänzungsflüssigkeit erfolgt.