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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist
ein Verfahren zum Abmessen insbesondere von Flüssigem oder von Flüssigkeiten
selbst von pastenartiger Konsistenz.
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Auch Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung für
die Durchführung
des oben genannten Verfahrens. Der Gegenstand der Erfindung bezieht
sich, wie leichter verständlich
sein wird aus dem was folgt, auf das Gebiet von Vorrichtungen für das Herrichten
von Mischungen und betrifft insbesondere pneumatische Vorrichtungen
zum Abmessen von pastenartigen Flüssigkeiten und Flüssigem.
Das, was Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, findet Anwendung
insbesondere, aber offensichtlich nicht ausschließlich, bei
pneumatischen Abmeßvorrichtungen
für Flüssiges und/oder
pastenartige Grundfarben zum Herstellen von farbigen Mischungen
oder Kompositionen von allen Farbschattierungen.
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Es sind Vorrichtungen zum Abmessen
von pastenartigen Flüssigkeiten
und Flüssigem
bekannt. Im allgemeinen sind solche Abmeßvorrichtungen mit Volumenpumpen
versehen, die mit den Vorratsbehältern
für die
Flüssigkeiten
und mit den Abgabedüsen verbunden
sind; um eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit zu liefern, wird die
Pumpe für
eine vorbestimmte Zeitspanne in Abhängigkeit von der Kapazität der Pumpe
betrieben. Beispiele für
solche Vorrichtungen sind z. B. in der EP-A-0 690 294, in der EP-A-0
283 137 und in der EP-A-0 353 197 beschrieben.
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Solche Vorrichtungen haben eine Reihe
von Nachteilen und Problemen, die direkt von dem verwendeten Abmeßsystem
abhängig
sind.
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Wenn es Luftblasen oder Verdickungen
in der Flüssigkeit
gibt, ist die Menge an gelieferter Flüssigkeit verschieden von der
gewünschten,
und in der Tat können
solche Luftblasen die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit ändern (wie
z. B. das Gewicht oder das spezifische Volumen), wodurch Fehlfunktionen
verursacht werden oder die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit
geändert
werden kann. In dem Fall der Verteilung von Flüssigkeiten, die beim Kontakt
mit Luft erhärten,
können
diese in den Rohren der Vorrichtung trocknen. In dem Fall von Flüssigkeiten,
die chemisch empfindlich gegen Luft sind (Oxidation oder dergleichen),
kann die verteilte Flüssigkeit
sich für
den beabsichtigten Gebrauch als ungeeignet erweisen.
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Da die Abgabedüsen im allgemeinen aus Rohrendstücken bestehen,
können
in dem Fall von eher pastenartigen Flüssigkeiten ein Teil der Flüssigkeit
in solchen Düsen
oder Rohren verbleiben, so daß nicht
nur die Menge der gelieferten Flüssigkeiten variiert,
sondern z. B. aufgrund einer langen Zeit der Untätigkeit kann die pastenartige
Flüssigkeit
erhärten,
was zu Fehlfunktionen führt.
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Meist ist es notwendig, mehrere Flüssigkeiten
in einen einzelnen Behälter
abzumessen. Die Verteilungsvorrichtung für diesen Zweck besteht zur Zeit
aus einem horizontalen Rad, auf dem in einer ringförmigen Anordnung
die Vorratsbehälter
für die Flüssigkeiten
und auch die Volumenpumpe mit den entsprechenden Düsen angeordnet
sind. Unterhalb dieses Rads ist am Umfang eine Trageoberfläche für den Behälter, in
den die verschiedenen Flüssigkeiten gegossen
werden, angeordnet. Das obere Rad mit den Vorratsbehältern, Pumpen
und Düsen
dreht sich, wobei es von Zeit zu Zeit die Düse, welche zu der ausgewählten Flüssigkeit
gehört, über den
Sammelbehälter
bringt. Alternativ sehen ähnliche
Vorrichtungen für
das obere Rad mit Vorratsbehältern,
Pumpen und Düsen
vor, fest zu sein, und sehen für
die Trageoberfläche
für den
Sammelbehälter
vor, sich zu drehen, wodurch er zeitweise unterhalb der ausgewählten Düsen kommt.
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Diese Art von Vorrichtung benötigt in
Abhängigkeit
von der Anzahl der abzumessenden Flüssigkeiten viel Platz, insbesondere,
wenn dies in den gleichen Behälter
erfolgt.
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Um all den obigen Nachteilen abzuhelfen, wurde
eine neue Art von Vorrichtung entworfen und hergestellt, welche
das Phänomen
der Verdickung in den Rohren und das der Verstopfung der Düsen vermeidet,
und welche die notwendige richtige Menge von Flüssigkeit, selbst beim Vorhandensein
von Luftblasen liefert.
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Darüber hinaus betrifft das betrachtete
Ausführungsbeispiel
eine Vorrichtung, die einen einzigen Kopf für die Abgabe einer Vielzahl
von Flüssigkeiten verwendet,
für die
jeweils eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
verwendet wird. Solche Vorrichtungen haben insbesondere minimale
Außenmaße, die
jedoch innerhalb der von den Abmessungen der zur Zeit verwendeten
Behälter
auferlegten Grenzen enthalten sind.
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Insbesondere werden alle Abmessdüsen in dem
zuvor genannten einzigen Kopf zusammengebracht mit Abmessungen in
der Draufsicht, die geringer sind als die Öffnung des Behälters, in
dem die Flüssigkeiten
aufgenommen werden sollen.
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Mit der Vorrichtung, die gemäß dem oben
erwähnten
Ausführungsbeispiel
hergestellt ist und im folgenden detailliert beschrieben wird, wurde
insbesondere eine Lösung
bereitgestellt in einer vorteilhaften Art und Weise für das Problem
der Kompaktheit davon, ein Merkmal, das selbstverständlich von
Vorteil ist für
den Benutzer mit Platzproblemen. Es ist jedoch klar, daß durch
die Vereinigung in einer von der betrachteten verschiedenen Art
und Weise einer Reihe von Vorrichtungen nach der Erfindung, die
Vorrichtung eine klare industrielle Anwendbarkeit findet, selbst
bei der Abwesenheit der zuvor genannten Probleme für den Raum
und/oder die Anordnung.
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Bei dem betrachteten Beispiel besteht
die Vorrichtung aus mehreren Pumpen für die kontinuierliche Zirkulation
der Flüssigkeiten,
aus einem Abgabekopf für
die Flüssigkeiten,
der mit einer Anzahl von Abgabedüsen
mit pneumatischen Ventilen versehen ist, die gleich der Anzahl der
abzumessenden Basisflüssigkeiten
ist, und aus einer Tragfläche
für den Aufnahmebehälter, die
mit einer Präzisionswaage verbunden
ist.
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Jede der Zirkulationspumpen, eine
für jede Flüssigkeit,
hält die
Flüssigkeit
in kontinuierlicher Zirkulation in den Rohren, wobei die Flüssigkeit
von dem Versorgungsvorratsbehälter
zu den Abgabedüsen
getrieben wird, und von letzterem wird die nicht abgegebene Flüssigkeit
mittels eines weiteren Rückführungsrohres
zu dem Versorgungsbehälter
zurückgeführt.
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Die Düsen bestehen jeweils aus einem
vertikal gleitenden Stab, dessen unteres Ende in eine Kammer gleitet,
die mit den zwei Rohren verbunden ist, eine für die Aufnahme der von der
Pumpe kommenden Flüssigkeit
und eine, welche die Flüssigkeit zu
dem Vorratsbehälter
für die
gleiche Flüssigkeit
zurückführt.
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Das untere Ende des Stabes öffnet und schließt die Öffnung,
aus der die Flüssigkeit
abgegeben wird, und zur gleichen Zeit öffnet und schließt der Stab
teilweise eine Öffnung
für die
Rückführung der Flüssigkeit
zu dem Vorratsbehälter.
Insbesondere in der geschlossenen Position steht das Ende des Stabes
leicht aus der Abgabeöffnung
hervor, so daß sichergestellt
wird, daß keine
Flüssigkeit
in der zuvor genannten Öffnung
verbleibt, während
zur gleichen Zeit die Flüssigkeitsrückführöffnung geöffnet ist.
In der offenen Stellung schließt
das Ende des Stabes jedoch zumindest teilweise die Öffnung für die Rückführung oder
Rezirkulation der Flüssigkeit
zu dem Vorratsbehälter,
während
er die Abgabeöffnung
derart öffnet,
dass der Austritt der Flüssigkeit
erlaubt wird. Das obere Ende des Stabes ist mit geeigneten Antriebsmitteln,
vorzugsweise pneumatischen, verbunden, welche die vertikale Weggröße des Stabes steuern.
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Um die lateralen Abmessungen des
Kopfes, der die Düsen,
die Stäbe,
die Abgabeöffnungen
und die Antriebsmittel beinhaltet, zu beschränken, sind die Stäbe von verschiedener
Länge,
so daß die
Antriebsmittel, von größerer transversaler
Abmessung als die Stäbe,
verschiedene Höhen
und insbesondere abwechselnd zwei verschiedene Höhen erreichen.
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Die neue Vorrichtung hat beachtliche
Vorteile sowohl vom Standpunkt der Genauigkeit der abgegebenen Flüssigkeit,
als auch was die Gesamtabmessung der Gesamtheit der Düsen betrifft.
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Wenn es notwendig ist, eine gegebene
Menge an Flüssigkeit
abzugeben, wird der jeweilige Stab angehoben, was der Flüssigkeit
erlaubt auszutreten; die mit der Tragoberfläche verbundene Waage für den Sammelbehälter mißt kontinuierlich
die Zunah me an Gewicht und beim Erreichen der benötigten Menge
an Flüssigkeit
steuert sie das Verschließmittel,
um die Abgabeöffnung
zu schließen
und um sie dann in kurzen Abständen
wieder zu öffnen,
bis die benötigte
Menge erreicht ist.
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Wenn Luftblasen in der Flüssigkeit
vorhanden sind, beeinträchtigen
diese in der Praxis nicht das Gewicht der abgegebenen Flüssigkeit.
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Der Abgabekopf für die Flüssigkeiten ist sehr kompakt
und kann, vergleichbar mit der Öffnung
des Sammelbehälters,
auf kleinem Raum eine beträchtliche
Anzahl von Flüssigkeitsabgabedüsen zusammenbringen;
jedoch sind dort keine drehenden Teile oder auszuführenden
Bewegungen, um den Sammelbehälter
und die Abgabedüsen
auszurichten.
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Es besteht nicht die Möglichkeit
des Erhärtens
oder Stagnierens der Flüssigkeit
in den Rohren, da die Pumpen aufgrund des ursprünglichen Aufbaus der Vorrichtung
nach der Erfindung immer in Betrieb sind und daher jede Flüssigkeit
in stetiger, aber langsamer Zirkulation halten.
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Ein erster Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist daher ein Verfahren zum Abmessen von Flüssigkeit
nach dem angehängten
Anspruch 1.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Abmessen von Flüssigkeit, insbesondere von
einer Flüssigkeit
pastenartiger Konsistenz gemäß dem angehängten Anspruch
3.
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Die begleitenden Figuren zeigen als
ein nicht limitierendes Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung zur
Anwendung in kompakter Form und in dem Fall, bei dem die Flüssigkeiten
Basisfarben sind. Genauer sind in den oben genannten Figuren:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Abgabestation für die Flüssigkeit in dem Schritt der
Abgabe der letzteren bei einer Vorrichtung veranschaulicht, die
eine Reihe von Vorrichtungen gemäß der Erfindung
verwendet;
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2 ein
Blockdiagramm ähnlich
dem in 1, das die Abgabestation
in dem Schritt der Rezirkulation der Flüssigkeit darstellt;
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3 eine
schematische Ansicht eines Abgabe- und Rezirkulationskopfes entsprechend
dem Abschnitt III-III in 4 in
der Vorrichtung, die eine Reihe von Vorrichtungen nach der Erfindung
verwendet;
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4 eine
Veranschaulichung des Kopfes von 3 entsprechend
dem Abschnitt IV-IV der gleichen Figur.
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Bezugnehmend zuerst auf die 3 und 4 wird nun als Beispiel eine Vorrichtung
zum Abmessen von Flüssigkeiten
in der kompakten Version, wie sie oben näher beschrieben wurde, beschrieben
werden.
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Die Vorrichtung umfaßt einen
Abgabekopf, der eine Reihe von Vorrichtungen gemäß der Erfindung einschließt, von
denen eine in dem Aufbau in den 1 bis 3 mit E bezeichnet ist, während zwei des
Rests durch gestrichelte Linien dargestellt in den 1 und 2 mit
den Bezugszeichen E' und
E'' bezeichnet sind.
Der Abgabekopf besteht im wesentlichen aus drei überlagerten Rahmenteilen oder
Komponenten 1, 2, 3. In dem unteren Teil 1 sind
Anschlüsse 5 für die Einspeisung
oder Liefe rung der Flüssigkeit,
sowie Düsen
oder Anschlüsse 4 jeweils
für die Rezirkulation
oder den Rückführfluß der letzteren von
und zu der Versorgungsstation, welche in den 1 und 2 mit
S bezeichnet ist, vorgesehenen, während S' und S'' (dargestellt
durch gestrichelte Linien) zwei der verbleibenden Versorgungsstationen bezeichnen.
Die Anzahl solcher Paare von Anschlüssen kann z. B. (wie dargestellt)
16 sein, wobei eine Basisfarbe für
jedes Paar von Anschlüssen
zirkuliert. Solche Anschlüsse 4, 5 stehen
mit einer Umlaufkammer 11 der Station E in Verbindung,
in dessen unteren Teil eine geeignete Abgabedüse oder Öffnung 7 bereitgestellt
ist, durch welche die Flüssigkeit
abgegeben wird. Innerhalb der Umlaufkammer 11 kann der
Stab 6 eines pneumatischen Antriebsmittels gleiten, dessen
unteres Ende 8 in der geschlossenen Stellung die Flüssigkeitsabgabeöffnung 7 verschließt. Der
Stab 6 hat insbesondere einen vergrößerten Abschnitt 6' für das Öffnen und
Schließen
der Düsen 4, 5.
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In der geöffneten Stellung öffnet der
Stab 6 den Versorgungsanschluss 5 und die Öffnung 7,
wobei er gleichzeitig die Umlaufleitung 4 schließt (linker Kolben
in 3), während er
in der geschlossenen Stellung den Anschluß 5 und die Öffnung 7 schließt, während er
die Umlaufleitung 4 öffnet
(rechter Kolben in 3).
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Die beiden oberen Teile 2, 3 des
Kopfs nehmen in ihrem Inneren die Antriebsmittel für den Stab 6 auf;
in diesem Beispiel bestehen die Antriebsmittel aus pneumatischen
Kolben 9, die innerhalb geeigneten zylindrischen Sitzen 12 gleiten
können,
in die oder aus denen Druckluft durch geeignete Rohre 10 geleitet
wird.
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Insbesondere die pneumatischen Kolben 9 sind
abwechselnd in dem Mittelteil 2 und dem oberen Teil 3 des
Kopfes aufgenommen, so daß die
lateralen Abmessungen der Gesamtheit der Flüssigkeitsabmeßdüsen beschränkt werden.
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In dem veranschaulichten Fall ist
ein Abgabekopf mit 16 Abmeßkomponenten
dargestellt, die in einer Fläche
verteilt sind, die kleiner ist als die Öffnung eines geeigneten, in
den 1 und 2 mit R bezeichneten Aufnahmebehälters. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
d. h. bei der kompakten Version der Vorrichtung, ist der Behälter R wie
oben genau beschrieben der einzige, aber es ist offensichtlich,
daß andere
bereitgestellt sein könnten,
insbesondere für
den Gebrauch im industriellen Maßstab eine von den bestimmten
Anforderungen und Anwendungen abhängige Anzahl.
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Die vorliegende Lösung hat beträchtliche Vorteile
insofern, als die abzumessenden Bestandteile direkt in den Aufnahmebehälter R geliefert
werden, der unterhalb des jeweiligen Kopfes plaziert ist. Nach einem
der Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist der Aufnahmebehälter R auf
einer Waage angeordnet, die in den 1 und 2 mit B bezeichnet ist, zum
Messen der Gewichtsmenge der in den Aufnahmebehälter R eingebrachten Flüssigkeit.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der
Erfindung ist die Waage B angeordnet in irgendeiner bekannten Art
und Weise zum Aussenden eines kontinuierlichen Betriebssignals zum
Lesen der Gewichtsmenge der Flüssigkeit.
Wie insbesondere in 1 und 2 gesehen werden kann, kommt
das Signal an einer getrennten Einheit an, die z. B. eine allgemein mit
B' bezeichnete,
rechnergestützte
Vergleichs- und Überwachungsvorrichtung
umfaßt,
die wiederum einen Befehl an das Betätigungsmittel einer der Vor richtungen
E abgibt, so daß die
letztere von dem Zustand nach 1 (Lieferung
der Flüssigkeit)
in den nach 2 (Unterbrechung
der Lieferung) umschaltet. Die beiden Zustände sind schematisch durch
die Symbole des offenen Ventils (1)
und des geschlossenen Ventils (2)
dargestellt.
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Nach einem anderen vorteilhaften
Kennzeichen der Erfindung ist das geeignet verarbeitete und rechnergestützte Betriebssignal
derart, daß kurz
bevor die zuvor genannte Gewichtsmenge der Flüssigkeit in dem Aufnahmebehälter R erreicht
ist, das zyklische oder gepulste Öffnen und Schließen der
Abgabedüse 7 mit
einer geeigneten Frequenz betrieben wird, so daß die Lieferung einer verringerten
Menge der Flüssigkeit
erreicht wird, was es ermöglicht,
in einer allmählichen
und präzisen
Art und Weise die gewünschte
Gesamtmenge zu erreichen.
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In dem Fall des Abmessens von geringen Mengen
der Flüssigkeit
erfolgt ein solch gepulstes Öffnen
und Schließen
der Abgasdüse
für die
gesamte Dauer des Abmeßbetriebs.
Schließlich
sollte bemerkt werden, daß solch
gepulstes Öffnen
und Schließen
auch den Sekundäreffekt
des Reinigens der Abgabedüse
hat.
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Wie schon angedeutet findet die Erfindung eine
Anwendung in allen Situationen, die das Abmessen einer oder mehrerer
Flüssigkeiten
betreffen, insbesondere wenn diese von pastenartiger Konsistenz oder
von verringerter Fluidität
sind, was nicht nur die Genauigkeit des Abmessens, sondern auch
die wesentliche Unterdrückung
der Probleme und Nachteile der bekannten Systeme sicherstellt.
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Die Kennzeichen und Vorteile des
Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden
durch die oben gegebene Beschreibung deutlich gemacht.