DE3709554A1 - Verfahren und vorrichtung zum dosieren und mischen von fluessigfarbstoffen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das kontinuierliche gesteuerte Dosieren einer Mehrzahl von Flüssigkeiten sowie das Mischen der dosierten Flüssigkeiten, und ins­ besondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum konti­ nuierlichen und genauen Dosieren und Mischen von Farb­ stoffen für Primärfarben, um wiederholbare Farbtöne zu erhalten.

Beim Färben von Textilstoffen, wie beispielsweise Teppichen, ist es wichtig, die Wiederholbarkeit von Farbtönen vom ersten Durchgang oder Partie bis zu nach­ folgenden Durchgängen oder Partien zu erzielen. Jeder Farbton enthält eine Mischung von wenigstens zwei der Primärfarben, wie beispielsweise rot, gelb und blau, zusammen mit einer erforderlichen Menge von Wasser und bestimmten Chemikalien, wie beispielsweise solchen, die Säuren enthalten. Wenn für jeden Farbton nicht sämt­ liche Bestandteile in ihrer jeweils genauen Menge zu­ sammengemischt werden, treten Abweichungen zwischen den einzelnen Durchgängen auf. Beispielsweise kann es bei der Teppichherstellung, bei der eine große Anzahl von Farbtönen im Handel ist, passieren, daß ein erster Farbton für einige Zeit nicht wieder gefahren wird, wobei zahlreiche unterschiedliche Farbtöne vorhanden sind, die zwischen solchen Durchgängen desselben Farb­ tons eingefärbt werden. Wenn daher ein bestimmter Farb­ ton in einer zur Verwendung in einem ersten Färbungs­ durchgang und in späteren Durchgängen erforderlichen Menge gemischt wird, muß die Mischung nach dem ersten Durchgang für einen beträchtlichen Zeitraum gelagert werden, bevor sie wiederum verwendet werden kann. Dies schafft eine Anzahl von Problemen. Beispielsweise zer­ setzen sich mit der Zeit der Farbstoff und die chemische Mischung. Es treten nicht nur Abweichungen im Farbton auf, sondern das Färbungsvermögen selbst wird weniger wirksam. Außerdem erfordert die Lagerung derartiger Mischungen beträchtlichen Platz, und in bestimmten Fällen, wenn ein Farbton an Beliebtheit verliert, kann die Verwendung derartiger Mischungen nicht mehr er­ forderlich sein. Infolgedessen erfolgt das Mischen der Farbstoffe und der Chemikalien nicht vor Gebrauch. Auch dies führt zu Schwierigkeiten, wenn für einen Durchgang nur eine unzureichende Menge gemischt wird. Wird zuviel gemischt, dann kann ein beträchtlicher Verlust auftreten.

Die Farbstoffe für Primärfarben werden in großen Be­ hältern, wie beispielsweise in Fässern mit 20,8 Liter (55 Gallonen) Inhalt, gehandelt. Wenn ein bestimmter Farbton verlangt wird, mischt das Werk oder die Färbe­ rei erforderliche Mengen des Farbstoffes, des Wassers und der Chemikalien,wie vorerwähnt. Die für die Mi­ schung ausgegebenen Mengen werden im allgemeinen auf Gewichtsbasis hergestellt. Somit können sich unter Berücksichtigung der Fähigkeiten derjenigen, die für das Abmessen und Mischen derartiger Mengen verantwort­ lich sind, von Zeit zu Zeit beträchtliche Abweichungen im Farbton ergeben.

Im Stand der Technik sind auf das kontinuierliche Mi­ schen derartiger Bestandteile zur Herstellung einer Farbstofftönung und zum Abgeben derselben während eines Teppich-Durchganges gerichtete Versuche gemacht worden. Bis zum heutigen Tage ist kein bekanntes praktisches System entwickelt worden. Einige der bekannten Vor­ schläge haben Farbdosier-Öffnungen verwendet. Jedoch werden derartige Öffnungen durch Verunreinigungen ver­ stopft, die im allgemeinen in den Farbstoffen vorhanden sind - insbesondere dann, wenn die Farbstoffe einige Zeit gelagert worden sind. Sobald eine Öffnung anfängt zu verstopfen, beginnen selbstverständlich Abweichungen in den Farbtönen aufzutreten. Das Ergebnis ist offen­ sichtlich unbefriedigend.

Demzufolge besteht ein Hauptziel der vorliegenden Er­ findung in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum genauen kontinuierlichen Dosieren und Abgeben kontrollierter Mengen einer Mehrzahl von Flüssig­ keiten und zum kontinuierlichen Mischen derartiger dosierter Flüssigkeiten.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in­ der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vor­ richtung zum Dosieren und Abgeben der flüssigen Be­ standteile einer flüssigen Mischung zur kontinuier­ lichen Herstellung der genannten Mischung.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen der Bestandteile eines Flüssig­ farbstoffes zur Herstellung genauer Farbtöne, wobei die Bestandteile in kontinuierlicher Weise dosiert und der Mischung zugeteilt werden.

Ein nochmals anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum wahl­ weisen Abziehen genau kontrollierter Mengen einer Mehr­ zahl von verschiedenen Flüssigkeiten und zum Abgeben der genannten Flüssigkeiten an einen Mischtank zur Her­ stellung einer Lösung derselben in einem kontinuierlichen Mischverfahren.

Ein nochmals anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum konti­ nuierlichen Entnehmen ausgewählter Mengen von Flüssig­ farbstoffen für Primärfarben und anderen, für eine Mi­ schung mit einer bestimmten Farbstofftönung erforder­ lichen flüssigen Bestandteilen aus entsprechenden Vor­ ratskammern für die Bestandteile und zum Abgeben und Kombinieren der flüssigen Bestandteile in eine Kammer hinein, in der eine gemischte Lösung derselben ent­ halten ist.

Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum genauen Dosieren und Mischen von Flüssig­ keiten durch Entnahme kontrollierter Mengen einer Mehr­ zahl von Flüssigkeiten aus entsprechenden Vorratstanks und durch Zufuhr der so enthaltenen Flüssigkeiten zu einem Mischtank. Die Menge jeder entnommenen und zu­ geführten Flüssigkeit kann individuell so kontrolliert werden, wie es für die entsprechenden Verhältnisse der gemischten Lösung erforderlich ist. Die Entnahme der entsprechenden Flüssigkeiten ist durch eine Vor­ richtung gesteuert, die die erforderliche Menge ab­ saugt und anschließend zum Mischtank pumpt, wo sie mit den anderen Bestandteilen kombiniert wird.

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung erfolgt in Ver­ bindung mit dem Dosieren erforderlicher Mengen von Farbstoffen für Primärfarben und von anderen flüssigen Bestandteilen, die zur Herstellung von Farbstofftönungen zur Anwendung für textile Erzeugnisse, wie beispiels­ weise Teppiche, nötig sind. In dieser Beziehung können die erforderlichen Mengen der drei Primärfarben zu­ sammen mit Wasser und flüssigen Chemikalien während eines Farbstoff-Durchganges kontinuierlich von ent­ sprechenden Vorratstanks abgesaugt und einem Speicher- und Mischtank zugeführt werden. Vorzugsweise können wenigstens zwei Speicher- oder Mischtanks verwendet werden. Während die Bestandteile der Farbstofftönung einem Tank zugeführt und in diesem gemischt werden, wird der der Färbungsvorrichtung zugeführte Farbstoff von einem anderen Tank abgezogen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die entsprechende Flüssigkeit mittels eines hin- und herbewegbar angetriebenen Kolbens, der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses arbeitet, dosiert. Der Kolben saugt eine Flüssigkeitsmenge während eines Saughubes in das Gehäuse ein und stößt die Flüssigkeit während eines Auslaßhubes aus. Die in das Gehäuse eingesaugte und aus diesem ausgestoßene Flüssigkeitsmenge wird durch den Hub des Kolbens während des Ansaughubes bestimmt. Dieser Hub wird durch eine verstellbare Hubumkehr-Ein­ richtung gesteuert. Das Gehäuse enthält Einlaß- und Auslaßöffnungen, die in Reaktion auf die Bewegungs­ richtung des Kolbens wahlweise geöffnet werden. Die Einrichtung zur Umkehrung des Kolbenhubes, um dadurch die mittels des Kolbens in das Gehäuse eingesaugte Flüssigkeitsmenge zu steuern, umfaßt eine relativ zum Kolben angeordnete Signal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Signalen in ausgewählten Hubstellungen des Kolbens. Die Signal-Erzeugungseinrichtung am maxi­ malen Hub wird wahlweise zum Kolben hin vorwärts ge­ schoben und von diesem zurückgezogen, um ein Umkehr­ signal zu erzeugen, wenn der Kolben die gewünschte Flüssigkeitsmenge in das Gehäuse eingesaugt hat. Eine gesteuerte Antriebseinrichtung steuert die Hub-Umkehr­ stellungen und treibt den Kolben abwechselnd in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung an. Die Antriebseinrichtung in der speziellen Ausführungs­ form der Erfindung erhält dann, wenn der Kolben sich in der Minimal-Hubstellung befindet, ein Signal von einem Schalter, um den Kolben aus dem Gehäuse heraus­ zuschieben, und erhält dann, wenn der Kolben sich in der gewünschten Maximal-Hubstellung befindet, ein anderes Signal von einem zweiten Schalter, um nach einer ge­ ringen Zeitverzögerung die Richtung des Kolbens umzu­ kehren. Das letztere Signal wird durch die Stellung des zweiten Schalters bestimmt. In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der Erfindung kann der zweite Schalter in gesteuerter Weise entsprechend der für die gewünschte Lösungsmischung erforderlichen Menge der jeweiligen Flüssigkeit wahlweise in die gewünschten Stellungen gezogen werden.

Der Kolben kann insbesondere durch fluidangetriebene Antriebszylinder angetrieben werden. Das Arbeitsfluid der Zylinder wird wahlweise zu den verschiedenen Enden des Kolbens gepumpt, um den Kolben in die abwechselnden Richtungen anzutreiben. Elektromagnetische Ventile oder dergleichen erhalten Signale von den jeweiligen Schal­ tern zur Steuerung des Zuflusses des Arbeitsfluids. Der zweite Schalter kann auf einem mittels eines Steuer­ gerätes in vorgewählte Stellungen bewegten Schlitten montiert sein. Das Steuergerät ist entsprechend der ge­ wünschten Menge der einzelnen Flüssigkeit in der Farb­ stoffmischung vorprogrammiert. Das Steuergerät in der bevorzugten Form der Erfindung umfaßt eine Spin­ del, auf der sich der Schlitten bewegen kann, und einen Schrittmotor, der steuerbar angetrieben ist, um die Spindel zu drehen und den Schlitten vorzuschieben.

Die besonderen Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sowie die anderen Ziele ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mischsystems mit fünf Fluid-Komponenten, das in Übereinstimmung mit den wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dosiervorrichtung für eine der in dem System nach Fig. 1 verwendeten Fluid­ Komponenten,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung im wesent­ lichen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Funktion einer der Fluid-Komponenten.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Übersicht eines Fünf-Komponenten-Färbesystems, das entsprechend den wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung kon­ struiert ist. In dem System werden die Farbstoffe für die drei Primärfarben: rot, blau und gelb, mit Wasser sowie einer sauren Chemikalie gemischt und kontinuier­ lich an die Färbevorrichtung abgegeben. Auf diese Weise umfaßt jeder der Flüssigkeits-Komponenten der Färbe­ vorrichtung einen entsprechenden Vorratstank 12 a, 12 b, 12 c, 12 d, 12 e, die entsprechende Flüssigkeits-Dosier­ vorrichtungen 14 a, 14 b, 14 c, 14 d, 14 e beschicken. Die Dosiervorrichtungen geben die dosierten Flüssigkeiten an Mischtanks 16 a, 16 b ab. Der flüssige Farbstoff kann einem der Tanks 16 a, 16 b kontinuierlich zugeführt werden. Während der Farbstoff in diesem Tank über ein Ventil 18 an die Färbeanlage abgegeben wird, wird der andere Tank 16 a, 16 b mit den dosierten Flüssigkeiten versorgt, wo­ bei ein Ventil 20 verwendet wird, um den Tank 16 a, 16 b, dem die Flüssigkeit zugeführt wird, auszuwählen. Wenn ein Tank verwendet wird, wird auf diese Weise der andere Tank gefüllt, so daß das Mischen der Farbstofftönung während eines Teppich-Durchganges kontinuierlich er­ folgt.

Die Dosiervorrichtung für jeden der Bestandteile ist mit Ausnahme der Größe - die Menge von Wasser ist er­ heblich größer als diejenige der anderen flüssigen Bestandteile und erfordert somit größere Einrichtungen - ist im wesentlichen die gleiche. Somit kann die Dosier­ vorrichtung 14 a, 14 b, 14 c, 14 d, 14 e für jeden Bestand­ teil unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 und den Übersichtsplan einer der Komponenten beschrieben werden. Dementsprechend umfaßt die Dosiervorrichtung einen Dosierzylinder 22, innerhalb welchem ein Tauchkolben oder ein Kolben angeordnet ist. Der Kolben weist eine Kolbenstange 24 auf, die sich von einem Ende des Zylin­ ders 22 aus erstreckt. Der Zylinder 22 ist mit seiner Längsachse horizontal verlaufend mittels Klemmbügel 28, 30 an einer Stützplatte 26 befestigt. Jeder Bügel umfaßt ein Paar Teilbügel, das um den Zylinder, an diesen anliegend, angeordnet und am Fußende des unteren Bügels jedes Paares an der Stützplatte befestigt ist.

An oder nahe dem Ende des Zylinders 22, das entfernt von dem Ende, von dem aus sich die Kolbenstange 24 erstreckt, angeordnet ist, befindet sich eine in Fig. 4 schematisch dargestellte Öffnung 32 für den Eintritt und Austritt des Fluids. Eine Ventileinrichtung 34 ist an die Öffnung 32 angeschlossen und wirkt dahingehend, daß sie während des Saughubes beim Zurückziehen der Kolbenstange vom Zylinder, d.h. bei Bewegung der Kol­ benstange und des Kolbens nach rechts in den Fig. 2 und 3, den Fluideintritt in den Zylinder erlaubt, und während des Arbeitshubs des Kolbens, d.h. bei Bewegung der Kolbenstange 24 nach links in den Fig. 2 und 3, das Ausstoßen des Fluids aus dem Zylinder erlaubt. Die Ventileinrichtung 34 umfaßt eine Einlaßöffnungs- Einrichtung und eine Auslaßöffnungs-Einrichtung. Die erstere ist an eine mit dem Fluid in dem jeweiligen Vorratstank 12 in Verbindung stehende Leitung 36 an­ geschlossen.Die letztere ist an eine andere Leitung 38 angeschlossen,die durch das Ventil 20 mit den Tanks 16 in Verbindung steht.

Die Ventileinrichtung 34 kann zwei getrennte Zweiwege­ ventile 34 a, 34 b, wie in Fig. 4 dargestellt, aufweisen, die vorzugsweise elektromagnetisch gesteuerte Luftven­ tile sind, bei denen eine Magnetspule einen Luftbetätiger zur Steuerung der Ventile steuert. Bei geöffnetem Ven­ til 34 a ist das Ventil 34 b geschlossen und Fluid wird aus aus dem Tank 12 entnommen, während der Kolben Fluid aus dem Tank absaugt. Anschließend schließt das Ventil 34 a und das Ventil 34 b öffnet, und das Fluid wird während des Arbeitshubes zu den Tanks 16 getrieben. Diese und andere Funktionsdetails der Vorrichtung werden nachstehend weiter dargelegt. Für den gegen­ wärtigen Zweck mag jedoch angemerkt werden, daß die Ventileinrichtung 34 anstelle zweier getrennter Zwei­ wegeventile vorzugsweise ein einziges Dreiwegeventil umfassen kann, das abwechselnd den Eintritt des Fluids vom Tank 12 in den Zylinder 22 bei gleichzeitigem Absperren des Zuflusses zu den Tanks 16 erlaubt und dann den Zufluß vom Tank 12 sperrt, während das Fluid vom Zylinder 22 zu den Tanks 16 gepumpt wird. Das Drei­ wegeventil kann ein elektromagnetisch gesteuertes Luft­ ventil sein, das die Einlaß- und die Auslaßöffnungen wahlweise öffnet und schließt.

Die Menge des in den Zylinder 22 eingesaugten Fluids wird durch die Länge des Ansaughubes des Kolbens be­ stimmt. Dieser Hub wird erfindungsgemäß durch Steu­ erung der Einrichtung für den Antrieb des Kolbens ge­ steuert. Vorzugsweise umfaßt die Kolben-Antriebs­ einrichtung wenigstens einen und vorzugsweise zwei Pneumatikzylinder 40, 42 mit jeweiligen Kolben inner­ halb des Zylindergehäuses und jeweiligen Kolbenstangen 44, 46, die mit den Kolben verbunden sind und sich vom Zylinder aus erstrecken. Die Klemmbügel 28, 30, die den Zylinder 22 mit der Platte 26 verbinden, dienen in der gleichen Weise auch zur Befestigung der Zylinder 40, 42 an der Platte. Die drei Tauchkolben- oder Kolbenstangen 24, 44, 46 sind mittels einer Joch- Verbindungseinrichtung 48 miteinander zur Bewegung als eine Einheit verbunden. Das Joch ist durch Schraub­ eingriff mit einem Gewindeabschnitt 50 am Ende der Kolbenstange 24 verbunden und mittels Schraubenmuttern 52, 54 an den Gewinde aufweisenden Enden der je­ weiligen Kolbenstangen 44, 46 befestigt.

Jeder Zylinder 40, 42 umfaßt ein Paar Öffnungen 56, 58 und 60, 62 für den wahlweisen Einlaß und Auslaß von Luft. Luftleitungen oder Schläuche 64, 66, 68, 70 stehen in Strömungsverbindung mit den jeweiligen Öff­ nungen 56, 58, 62. Die Schläuche 64 und 68 sind mittels eines T-Verbindungsstücks 74 aneinander und an eine andere Leitung oder Schlauch 72 angeschlossen. Die Schläuche 66 und 70 sind in gleicher Weise mittels eines anderen T-Verbindungsstücks 78 an eine Leitung oder einen Schlauch 76 angeschlossen. Die Leitungen 72 und 76 sind an eine Ventileinrichtung 80 zur wahl­ weisen und abwechselnden Zufuhr von Luft zu einem Ende der Zylinder 40, 42 und zur gleichzeitigen Luftabfuhr von deren entgegengesetzten Ende angeschlossen.

Die Ventileinrichtung 80 besteht vorzugsweise aus einem elektromagnetisch betätigten Vierwege-Luftventil, an welches eine Luftzugangsleitung 82 und eine Luftauslaß­ leitung 84 angeschlossen sind. Das Ventil wird durch eine Magnetspule (Solenoid) 86 geschaltet, bei deren Betätigung Zuluft von der Leitung 82 entweder zum Schlauch 72 oder zum Schlauch 76 und gleichzeitig Luft von dem jeweils anderen dieser Schläuche zur Auslaßleitung 84 geleitet wird, und bei deren Rück­ betätigung die Richtung der Luftströmung von den Zy­ lindern 40, 42 umgekehrt wird. Die Umkehrung der Strö­ mungsrichtung wird, wie nachstehend beschrieben, mittels der Magnetspule 86 gesteuert und bestimmt die Bewe­ gungsrichtung der Kolben innerhalb der Zylinder 40, 42 sowie mittels der Verbindung durch das Joch 48 die Be­ wegung des Kolbens innerhalb des Zylinders 22.

Um die Menge des vom jeweiligen Vorratstank 12 während des Ansaughubes in jeden Zylinder 22 eingesaugten Fluids und damit die Menge des mittels jeden Zylinders 22 zu den Misch- und Abgabetanks 16 gepumpten Fluids zu regeln, wird der Hub des Kolbens innerhalb des Zylinders durch Steuerung der der Magnetspule 86 zugeführten Umkehrsig­ nale gesteuert. Zu diesem Zweck ist in der Platte 26 ein langgestreckter Schlitz 88 ausgebildet, der sich im wesentlichen in axialer Bewegungsrichtung der Kolben­ stange 24 erstreckt. Ein verstellbares Schlittenteil 90 erstreckt sich nach oben durch den Schlitz zur Längs­ bewegung in diesem hindurch. Der Schlitten 90 weist an seinem unterhalb der Platte 26 befindlichen unteren Ende ein Gewindeteil 92 auf. Eine langgestreckte Schrau­ benspindel 94 ist im Teil 92 aufgenommen. Die Schrauben­ spindel 94 ist mit ihren Enden unterhalb der Platte in entsprechenden Lagern 96, 98 gelagert, die durch Lagerblöcke 100, 102 gehalten sind. Die Lagerblöcke 100, 102 erstrecken sich jenseits der Längsabschluß- Enden des Schlitzes 88 von der Unterseite der Platte 26 nach unten. Ein Ende der Schraubenspindel 94 ist mittels einer Kupplung 106 an einen Schrittmotor 104 angeschlossen, so daß bei Drehung der Schraubenspindel 94 durch den Schrittmotor 104 der Schlitten 90 aus nachstehend erläuterten Gründen nach Wahl positioniert werden kann.

Ein Anschlagteil 108 ist mit im wesentlichen axialer Ausrichtung auf das Ende 50 der Kolbenstange 24 in den Schlitten 90 eingeschraubt und kann innerhalb desselben eingestellt und mittels einer Gegenmutter 110 gesichert werden. Ein Endschalter in Form eines Mikroschalters 112 ist an einer auf der Oberseite des Schlittens 90 befestigten Abstandsplatte 114 befestigt. Sein Kontakt 116 ist axial auf einen Schaltbetätiger in Form eines in einem Kontaktblock 120 aufgenommenen Gewindebolzens 118 oder dgl. ausgerichtet. Der Kontaktblock ist an der Oberseite des Jochs 48 befestigt. Der Schaltbetätiger ist in seiner eingestellten Position im Block 120 mittels einer Gegenmutter 121 gesichert. Die Anordnungen des Schaltbetätigers 118 und des Anschlagteils 108 sind derart, daß der erstere mit dem Kontakt 116 in Ein­ griff kommt und diesen schließt, gerade bevor das Ende 50 der Kolbenstange 24 das Ende des Anschlagteils 108 berührt, so daß der Schalter ohne Beschädigung der Bau­ teile geschlossen werden kann.

Die Funktion des Systems beim Schließen des Schalters 112 wird nachstehend beschrieben. Ein anderer End­ schalter in Form eines Mikroschalters 122 ist an einem auf der Oberseite des Klemmbügels 30 befestigten Halte­ arms 124 montiert. Sein Kontakt 126 ist dem Kontakt 120 zugewandt.Ein anderer Schaltbetätiger in Form eines Gewindebolzens 128 oder dgl. ist mit axialer Ausrich­ tung auf den Kontakt 126 für den Eingriff mit demselben verstellbar im Block 120 aufgenommen und im Block mittels einer Gegenmutter 130 einstellbar gesichert. Die Anordnung des Schalters 122 und des Schaltbetä­ tigers 128 ist derart, daß letzterer mit dem Kontakt 126 in Eingriff kommt, wenn der Kolben innerhalb des Zylinders 22 sich im wesentlichen am Ende seines Arbeits­ hubs befindet.

Die Funktion der Vorrichtung für jeden Fluidbestandteil kann unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden. Vor Beginn eines Durchgangs für einen bestimm­ ten Farbton signalisiert ein nicht dargestelltes Steuer­ gerät dem Schrittmotor 104, die Position des Schlittens 90 festzulegen und so die Hublänge des Kolbens in jedem Zylinder 22 zu wählen. Das Steuergerät kann ein Mikro­ computer oder dgl. sein, der so programmiert werden kann, daß er die Menge jedes Fluidbestandteils für die verschiedenen Farbtöne auswählt. Das Steuergerät wählt auch die Anzahl der Hübe, die der Kolben im jeweiligen Zylinder 22 zur Herstellung des gewünschten Farbtons auszuführen hat. Ferner kann das Steuergerät durch Übermittlung geeigneter Signale an das Ventil 20 den einzelnen Tank 16 a oder 16 b wählen, dem die einzelnen Fluids abwechselnd zuzupumpen sind, sowie auch das Ventil 18 schalten. Sobald der Schrittmotor 104 die er­ forderliche Anzahl von Umdrehungen macht und den Schlit­ ten 90 einstellt, wird die Position des Mikroschalters 112 zur Begrenzung des Ansaughubes des Kolbens fest­ gelegt.

Wenn der Kolben des Zylinders 22 sich am Kopfende des Zylinders, d.h. am linken Ende in den Fig. 2 und 3, be­ findet, wird an beiden Solenoids der zwei Zweiwege­ ventile 34 a, 34 b (oder der Magnetspule eines einzigen Dreiwegeventils 34) ein Signal vom Steuergerät zuge­ leitet, so daß das Ventil 34 a geöffnet und das Ventil 34 b geschlossen wird, um dadurch das Fluid im Vorrats­ tank 12 mit dem Kopfende des Zylinders 22 in Verbindung zu setzen und die Verbindung mit den Tanks 16 zu schließen. An die Magnetspule 86 des Ventils 80 wird ein anfängliches Signal gegeben, um Luft von der Zu­ gangsleitung 82 über das Luftventil 80 in die Leitung 72 und somit in die Kopfenden der Zylinder 40 und 42 zu leiten, während die Verbindung zwischen den Fuß­ enden der Zylinder 40, 42 und der Auslaßleitung 84 ge­ öffnet wird. Die Kolben in den Zylindern 40, 42 werden dadurch von den Zylinder-Kopfenden weggeschoben und ziehen vermittels des Jochs 48 den Kolben des Zylinders 22 in die gleiche Richtung. Der mittels des Kolbens erzeugte Sog zieht Fluid aus dem Tank 12, der unter einem geringen Überdruck steht, durch die Leitung 36 und das Ventil 34 a in den Zylinder 22 hinein. Wenn der Schaltbetätiger 118 mit dem Kontakt 116 des Schalters 112 in Eingriff kommt und das Ende 50 der Kolbenstange 24 das Anschlagteil 108 berührt, ist der Hub des Kolbens beendet. Zu diesem Zeitpunkt beginnt eine geringe Zeit­ verzögerung von ungefähr 50-100 Millisekunden, bevor das Ventil 34 a geschlossen und das Ventil 80 rückge­ schaltet wird. Dies geschieht, um ein Verdampfen von Flüssigkeit beim Einsaugen in den Zylinder zu verhindern und gewährleistet, daß die erforderliche Flüssigkeits­ menge in den Zylinder eingesaugt wird und dadurch das System die größtmögliche Genauigkeit aufweist.

Am Schluß der Zeitverzögerung wird das Ventil 34 a ge­ schlossen und das Ventil 34 b geöffnet, wobei das letztere nicht öffnet, bevor das erstere tatsächlich schließt. Im wesentlichen gleichzeitig mit dem Schließen des Ventils 34 a kehrt der Solenoid 86 die Funktion des Ventils 80 um, so daß Luft in den Kopfenden der Zylinder 40 und 42 zur Auslaßleitung 84 geleitet und gleichzeitig die Zu­ gangsleitung 82 über die Leitungen 76 und 66, 70 an die Fußenden der Zylinder 40, 42 angeschlossen wird. Dies führt dazu, daß die Kolben in den Zylindern 40, 42 in Richtung der Zylinder-Kopfenden vorgetrieben werden, dadurch der Kolben im Zylinder 22 seinen Arbeits- oder Ausstoßhub vollführt und das Fluid innerhalb des Zylin­ ders 22 aus diesem heraus und über das Ventil 34 b zum gewählten Mischtank 16 a oder 16 b vorgetrieben wird.

Am Ende des Arbeits- oder Ausstoßhubs des Zylinders 22 kann der Kolben im Zylinder keine weitere Bewegung in Richtung des Kopfendes des Zylinders 22 durchführen, und der Schaltbetätiger 128 gelangt zum Eingriff mit dem Kontakt 126 des Schalters 122. Dies gibt ein Signal, das Ventil 34 b zu schließen und anschließend das Ventil 34 a zu öffnen, während gleichzeitig die Magnetspule 36 ein Signal erhält, die Funktion des Ventils 80 umzukehren. Die Vorrichtung ist dann bereit, den Zyklus zu wieder­ holen, bis das Steuergerät den Betrieb der Vorrichtung für die bestimmte Fluidkomponente einstellt.

Die Vorrichtungen für die anderen Fluidbestandteile können weiter in Betrieb bleiben, bis sie auch abge­ schaltet werden. Dadurch, daß der Schlitten 90 für die verschiedenen Komponenten (wie vorerwähnt, fünf mit Bezug auf die Farbstofftönungen) auf die verschiedenen Positionen derart eingestellt wird, daß die erforderliche Menge jeder Komponente für die gleiche Anzahl von Hüben des jeweiligen Zylinders 22 dosiert wird, kann das System nach Bedarf kontinuierlich gefahren werden, um die Tanks 16 a, 16 b wahlweise während eines gesamten Färbedurchgangs abwechselnd zu füllen. Als Alternative können die Vor­ richtungen für einige der Fluidbestandteile länger als andere betrieben werden, um die gewünschten Verhältnisse der in einem der Tanks 16 a, 16 b enthaltenen und ge­ mischten Komponenten zueinander zu erhalten. In jedem Fall wird die Flüssigkeit in einem der Tanks 16 a, 16 b gemischt, während sie von dem anderen Tank verbraucht wird, so daß der Farbstoff vollständig gemischt ist, bevor er einem bestimmten Tank entnommen wird.

Obwohl das System mit besonderer Bezugnahme auf ein Mischsystem für Farbstoffe offenbart ist, sind An­ wendungen auf anderen Gebieten möglich. Die Erfindung kann an jedes System, in welchem Flüssigkeiten genau zu dosieren und zu mischen sind, angepaßt werden. Bei­ spielsweise kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dort eingesetzt werden, wo aus verschiedenen flüssigen Komponenten bestehende Getränke oder mehrere flüssige Komponenten von Arzneimitteln gemischt werden.

Zahlreiche Abänderungen der hier offenbarten Konstruk­ tion bieten sich dem Fachmann an. Es versteht sich je­ doch von selbst, daß sich die vorliegende Offenbarung auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht, welches lediglich zur Erläuterung dient und nicht als Einschränkung der Erfindung auszulegen ist. Sämtliche Modifikationen, die nicht vom Erfindungs­ gedanken abweichen, sollen in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche einbezogen sein.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren und Mischen einer Mehrzahl von Flüssigkeiten, die aus ein­ zelnen Vorratstanks entnommen und einem Mischtank zuge­ führt werden, gekennzeichnet durch je einen Fluidzylinder (22) für jede Flüssigkeit mit einem im Zylinder (22) angeordneten hin- und herbewegbaren Kolben (24), durch eine Öffnungseinrichtung (32) in jedem Zylinder (22) für den Fluideinlaß in den und Fluidauslaß aus dem Zylinder (22), durch eine Zufluß­ leitung (36), die in Strömungsverbindung mit dem jewei­ ligen Vorratstank (12) angeordnet ist, durch eine Abfluß­ leitung (38), die mit dem Mischtank (16 a, 16 b) in Ver­ bindung steht, durch eine die Zuflußleitung (36) und die Abflußleitung (38) mit der Öffnungseinrichtung (32) verbindende Ventileinrichtung (34 oder 34 a, 34 b) zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Vorratstank (12) zum Zylinder (22) während des Sperrens des Fluiddurchflusses zum Mischtank (16 a, 16 b) bei Bewegung des Kolbens (24) in einer ersten Richtung und zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Zylinder (22) zum Mischtank (16 a, 16 b) während des Sperrens des Fluiddurchflusses vom Vorratstank (12) bei Bewegung des Kolbens (24) in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung, durch eine Antriebs­ einrichtung (40, 42, 48) zum wahlweisen Vorwärtsbewegen des Kolbens (24) abwechselnd in die erste und in die zweite Richtung, und durch eine einstellbare Einrichtung (90, 94, 104, 112) für die Steuerung der Antriebseinrichtung (40, 42, 48) zum Begrenzen des Hubes des Kolbens (24) in der ersten Richtung und somit zum Begrenzen der in den Zylinder (22) eingesaugten und von diesem abgegebenen Fluidmenge.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren einstellbare Einrichtung gekennzeichnet ist durch einen mit Abstand in der ersten Richtung vom Zylinder (22) angeordneten Schlitten (90), durch eine Einrichtung (94, 104) zum wahlweisen Positionieren des Schlittens (90) relativ zum Zylinder (22), und durch eine von dem Schlitten (90) gehaltene und von der Antriebseinrich­ tung (48, 118, 120) funktionsmäßig berührbare erste Signal­ erzeugungseinrichtung (112, 116) zum Steuern des Hubes des Zylinders (22).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Signalerzeugungs­ einrichtung (112, 116) die Ventileinrichtung (34 oder 34 a, 34 b) zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Zylinder (22) zum Mischtank (16 a, 16 b) und zum Sperren des Fluid­ durchflusses vom Vorratstank (12) steuert.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine auf den Kolben (24), wenn dieser im wesentlichen voll­ ständig in der zweiten Richtung angeordnet ist, an­ sprechende zweite Signalerzeugungseinrichtung (122, 126) zum Steuern der Ventileinrichtung (34 oder 34 a, 34 b) zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Vorratstank (12) zum Zylinder (22) und zum Sperren des Fluiddurchflusses zum Mischtank (16 a, 16 b).

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die Antriebseinrichtung ge­ kennzeichnet ist durch wenigstens einen pneumatischen Zylinder (40, 42) mit einem darin hin- und herbewegbar angeordneten Kolben (44, 46), durch eine Einrichtung (48) zum Verbinden des Kolbens (44, 46) und des Kolbens (24) zur Bewegung als Einheit, wobei der pneumatische Zylinder (40, 42) benachbart jedem seiner Enden eine Öffnung (56, 60 und 58, 62) aufweist, durch eine Steuereinrichtung (80) zur Steuerung von Druckluft zu der einem Ende benachbarten Öffnung (56, 60) während des Auslasses von Luft aus der dem anderen Ende be­ nachbarten Öffnung (58, 62) zum Antrieb des Kolbens (44, 46) und des Kolbens (24) in die erste Richtung und zur anschließenden Steuerung von Druckluft zu der dem anderen Ende benachbarten Öffnung (58, 62) während des Auslasses von Luft aus der dem einen Ende benach­ barten Öffnung (56, 60) zum Antrieb des Kolbens (44, 46) und des Kolbens (24) in die zweite Richtung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, deren einstellbare Einrichtung gekennzeichnet ist durch einen mit Abstand in der ersten Richtung vom Fluid­ zylinder (22) angeordneten Schlitten (90), durch eine Einrichtung (94, 96) zum wahlweisen Positionieren des Schlittens (90) relativ zum Fluidzylinder (22), und durch eine von dem Schlitten (90) gehaltene und von der Antriebseinrichtung (48, 118, 120) funktionsmäßig be­ rührbare erste Signalerzeugungseinrichtung (112, 116) zum Steuern des Hubs des Fluidzylinders (22).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Signalerzeu­ gungseinrichtung (112, 116) die Ventileinrichtung (34 oder 34 a, 34 b) zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Zylinder (22) zum Mischtank (16 a, 16 b) und zum Sperren des Fluiddurchflusses vom Vorratstank (12) sowie zur Signalgebung an die Steuereinrichtung (80) zu Steuerung von Druckluft zu der dem anderen Ende benachbarten Öffnung (58, 62) während des Auslasses von Luft aus der dem einen Ende des pneumatischen Zylinders (40, 42) be­ nachbarten Öffnung (56, 60) steuert.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine auf den Kolben (24), wenn dieser im wesentlichen vollstän­ dig in der zweiten Richtung angeordnet ist, ansprechende zweite Signalerzeugungseinrichtung (122, 126) zum Steu­ ern der Ventileinrichtung (34 oder 34 a, 34 b) zum Öffnen des Fluiddurchflusses vom Vorratstank (12) zum Zylinder (22) und zum Sperren des Fluiddurchflusses zum Misch­ tank (16 a, 16 b) sowie zum Steuern der Steuereinrichtung (80) zur Steuerung von Druckluft zu der dem einen Ende benachbarten Öffnung (56, 60) während des Auslasses von Luft aus der dem anderen Ende benachbarten Öffnung (58, 62).

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) ein elektromagnetisch be­ tätigtes Vierwegeventil (80) sowie die erste und die zweite Signalerzeugungseinreichtung (112, 116 und 122, 126) eine funktionsmäßig mit dem elektromagnetisch be­ tätigten Ventil (80) verbundene Schalteinrichtung (86) umfassen.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum wahlweisen Positionieren des Schlit­ tens (90) einen Schrittmotor (104) umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (80) vor dem Öffnen des Fluiddurchflusses vom Fluid­ zylinder (22) zum Mischtank (16 a, 16 b) den Fluiddurch­ fluß vom Vorratstank (12) zum Fluidzylinder (22) sperrt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Positionieren des Schlittens (90) eine funktionsmäßig mit dem Schlitten (90) verbundene Schraubenspindel (94) und eine den Schrittmotor (104) mit der Schraubenspindel (94) verbindende Einrichtung (106) umfaßt.

13. Verfahren zum kontinuierlichen Dosieren einer kontrollierten Menge einer ersten Flüssigkeit von einem Vorratstank und Mischen derselben mit einer Mehrzahl von anderen Flüssigkeiten in einem Mischtank, um eine gewünschte Mischung der Flüssigkeiten zu erhalten, gekennzeichnet durch die Schritte des Einsaugens der ersten Flüssigkeit über ein offenes erstes Ventilorgan (34 a) in ein erstes Ende eines Fluidzylinders (22), innerhalb desselben ein Kolben (24) angeordnet ist, durch Ziehen dieses Kolbens (24) von einer dem ersten Ende benachbarten Ausgangsposition in einer ersten Richtung auf das andere Ende des Zy­ linders (22) zu, des Beendens der Bewegung des Kolbens (24) in der ersten Richtung und des Erzeugens eines ersten Signals, wenn der Kolben (24) eine gewählte, der in den Zylinder (22) eingesaugten gewünschten Flüssigkeitsmenge entsprechende Stellung erreicht, des nachfolgenden Schließens des ersten Ventilorgans (34 a) und des Öffnens eines das erste Ende des Zylinders (22) mit dem Mischtank (16 a, 16 b) verbindenden zweiten Ventil­ organs (34 b) in Reaktion auf das genannte Signal, des Vortreibens des Kolbens (24) in der der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung, um die Flüssigkeitsmenge im Zylinder (22) auszustoßen und über das zweite Ventil­ organ (34 b) dem Mischtank (16 a, 16 b) zuzuführen, des Erzeugens eines zweiten Signals, wenn der Kolben (24) sich in der Ausgangsposition befindet, und des Schließens des zweiten Ventilorgans (34 b) und des Öffnens des ersten Ventilorgans (34 a) in Reaktion auf das zweite Signal, und des Wiederholens des Zyklus.

14. Verfahren nach Anspruch 13, gekenn­ zeichnet durch eine Zeitverzögerung zwischen dem Beenden der Bewegung des Kolbens (24) in der ersten Richtung und des Schließens des ersten Ventilorgans (34 a).

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssig­ keit und die anderen Flüssigkeiten flüssige Bestand­ teile einer Tönung eines flüssigen Farbstoffes um­ fassen.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein pneumatischer Zylinder (40, 42) mit einem darin angeordneten Kolben (44, 46) vorgesehen und der Kolben (24) mit dem Kolben (44, 46) verbunden ist, wobei die Schritte des Ziehens und des Vortrei­ bens des Kolbens (24) umfassen: das Zuführen von Druck­ luft zu einem Ende des pneumatischen Zylinders (40, 42), während Luft aus dessen anderem Ende abgeführt wird, um den Kolben (44, 46) in die erste Richtung zu bewegen, und das anschließende Abführen von Luft von dem einen Ende, während Druckluft dem anderen Ende zugeführt wird, um den Kolben (44, 46) in der der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung vorzutreiben.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abführen von Luft von dem einen Ende und das Zuführen von Druckluft zum anderen Ende in Reaktion auf das erste Signal und das Zuführen von Luft zu dem einen Ende und das Abführen von Luft von dem anderen Ende in Reaktion auf das zweite Signal erfolgt.

18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, gekennzeichnet durch eine Zeitverzögerung in Reaktion auf das erste Signal zwischen dem Beenden der Bewegung des Kolbens (24) in der ersten Richtung und dem Schließen des ersten Ventilorgans (34 a).

19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit und die anderen Flüssigkeiten flüssige Bestandteile einer Tönung eines flüssigen Farbstoffes umfassen.

20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bestandteile des Farbstoffes in der gleichen Weise wie die erste Flüssigkeit dosiert werden, wobei die Menge jedes Bestandteiles zur Herstellung der Tönung wahlweise bestimmt wird.