DE19736982A1 - Abgabesystem für Anwendungsverdünnungen sowie Positionssensor zum Einsatz hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgabe- bzw. Zapfsystem mit einem mehrere Öffnungen aufweisenden Ventil zum Verteilen einer Anwendungsverdünnung an mehrere Einsatzpunkte. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Abgabesystem zum Erzeugen einer Anwendungsverdünnung aus einem chemischen Produkt und einem Verdünnungsmittel sowie zum Abgeben dieser Verdünnung an einen von mehreren Einsatzpunkten, üblicherweise bei der Verwendung im Bereich der Abgabe von Reinigungsmitteln bei kommerziellen Wäschereien. Die Erfindung ist darüber hinaus auf die Verwendung eines mehrere Öffnungen aufweisenden Ventils bzw. Mehrfachöffnungsventils gerichtet, das einen Abgabeüberwachungssensor aufweist, typischerweise bei dem Einsatz in einem derartigen Abgabesystem, um eine Anwendungsverdünnung an ausgewählte Einsatzpunkte bzw. Einsatzstellen abzugeben.

Chemische Produkte, wie Reinigungsverbindungen bzw. Reinigungsmischungen werden bei vielen Reinigungsvorgängen, wie beim kommerziellen Waschen, beim industriellen Waschen von Waren bzw. Artikeln oder Geschirr sowie im Haushalt eingesetzt. In diesen Einsatzfeldern kann bei einer Reihe von Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen der Einsatz eines oder mehrerer chemischer Produkte erforderlich sein, die während des Waschzyklusses der Maschinen an verschiede­ nen Stellen abzugeben sind. Anfänglich wurden einzelne Abgabeeinrichtungen verwendet, um einzelne chemische Produkte an einzelne Maschinen abzugeben. Aufgrund von Kostenüberlegungen wurden jedoch Abgabesysteme zum wahlweisen Abgeben von mehreren chemischen Produkten an eine Mehrzahl von Einsatzstellen entwickelt.

Bei den meisten dieser Abgabesysteme werden die chemischen Produkte in konzentrierter Form, d. h. in fester Form, in Granulatform, in Pulverform oder in flüssiger Form zugeführt und mit einem Verdünnungsmittel, wie beispielsweise Wasser gemischt, um Anwendungsverdünnungen zu bilden, die anschließend speziellen Einsatzstellen zugeführt werden. Häufig muß die Menge des zugeführten chemischen Produktes sorgfältig eingestellt werden, um ein optimales Reinigungs­ ergebnis zu erzielen. Desweiteren kann es notwendig sein, daß verschiedene Anwendungsverdünnungen voneinander getrennt werden müssen, um eine Reaktion von zueinander unverträglichen, chemischen Produkten miteinander zu verhindern. Die Segregation bzw. Trennung von Anwendungsverdünnungen wird üblicherweise durch Abgabe einer diskreten Menge des Verdünnungsmittels zwischen einzelnen Anwendungsverdünnungen erreicht, um jeden Rest der gerade verwendeten Anwendungsverdünnung aus dem System "auszuwaschen".

Viele bekannte Konstruktionen verwenden ein Mischgerät, welches einen Misch­ verteiler mit einem Verdünnungsmitteleinlaß, der mit einem Verdünnungsmittel­ reservoir verbunden ist, sowie mit mehreren weiteren Einlässen aufweist, die mit mehreren Quellen bzw. Speichern für chemische Produkte verbunden sind. Das Verdünnungsmittel wird mit einem oder mehreren chemischen Produkten in dem Mischverteiler gemischt, um eine Anwendungsverdünnung zu bilden. Eine Abgabepumpe, die mit dem Auslaß des Verteilers verbunden ist, fördert die Anwendungsverdünnung aus dem Mischverteiler heraus.

Das Verdünnungsmittel wird üblicherweise durch Leitungsdruck bzw. durch den Druck in einer Leitung zugeführt und über ein Ventil gesteuert. Die chemischen Produkte können mittels einzelner Pumpen zugeführt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, daß der Speicher für das chemische Produkt über ein Ventil mit dem Verteiler in der Weise verbunden ist, daß einfach der Betrieb der Abgabe­ pumpe das chemische Produkt in den Verteiler zieht.

Die durch die Abgabepumpe abgegebene Anwendungsverdünnung wird üblicher­ weise an die einzelnen Einsatzstellen unter Verwendung eines Diverter- bzw. Trenn­ verteilers verteilt, der mehrere Auslässe mit jeweils einem Steuerventil für jeden Auslaß aufweist. Jedoch führt die Verwendung eines Diverterverteilers mit einzelnen Auslaßventilen zu verschiedenen Problemen.

Der Einsatz von mehreren Ventilen erhöht die Kosten sowie die Komplexität des Abgabesystems und steigert dessen Größe. Darüber hinaus ist die Überprüfung der Abgabe (POD (proof-of-delivery)) bei Verwendung eines mehrere Ventile auf­ weisenden Diverterverteilers schwierig zu erreichen.

Sollte ein Auslaßventil bei Auftreten eines Fehlers in einer geöffneten Position bleiben, können die nachfolgenden Abgaben der Anwendungsverdünnungen durch das fehlerhafte Ventil teilweise zu anderen Einsatzstellen austreten, was zu einer ungeeigneten Zuführung der Anwendungsverdünnung führt.

Sollte auf der anderen Seite ein Abgabeventil bei Auftreten eines Fehlers in seiner geschlossenen Position bleiben, kann dies zu einer Beschädigung der Abgabepumpe führen, da der Diverterverteiler möglicherweise an jedem Auslaß geschlossen ist. Häufig ist ein getrennt angeordnetes Druckreduzierventil erforderlich, um einen Schutz bei Auftreten einer derartigen Situation zu erhalten.

In jedem Fall ist die direkte Überprüfung des Abgabenachweises (d. h. nur das ausgewählte Abgabeventil ist in dem Diverterverteiler offen) häufig nicht möglich. Statt dessen wird ein indirektes Verfahren zum Überprüfen der Abgabe an jedem Auslaß vorgesehen, beispielsweise durch Verwendung von einzelnen Sensoren zum Erfassen der Strömung oder des Vorhandenseins eines Produktes (d. h. Leitfähig­ keits- bzw. Konduktivitätssensoren, Druckschalter, Strömungsmeter). Der Einsatz einzelner Sensoren ist jedoch sehr teuer und erhöht die Größe sowie die Kom­ plexität des Abgabesystems deutlich.

Daher besteht ein Bedarf für eine zuverlässige Verteilung von Anwendungs­ verdünnungen auf mehrere Einsatzstellen, die deutlich billiger, weniger komplex und kleiner als bekannte Diverterverteiler ist und die in der Lage ist, eine genaue Überprüfung der Abgabe zu ermöglichen.

Die Erfindung ist auf die Lösung dieser sowie weiterer Probleme, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, gerichtet, wobei ein Abgabesystem zum Abgeben chemischer Produkte an eine Reihe von Einsatzstellen vorgesehen ist, bei dem ein mehrere Öffnungen aufweisendes Ventil bzw. ein Mehrfachöffnungsventil zum wahlweisen Abgeben von Anwendungsverdünnungen aus einem Mischgerät an ausgewählte Einsatzstellen verwendet wird. Der Begriff "Mehrfachöffnungsventil" bedeutet, daß ein Ventil vorgesehen ist, welches einen Einlaß und mehrere Auslässe aufweist, von denen jeweils nur einer zu jedem Zeitpunkt mit dem Einlaß verbunden ist.

Durch die Verwendung eines mehrere Öffnungen aufweisenden Ventiles anstelle eines Diverterverteilers mit mehreren Ventilen werden deutliche Einsparungen in dem Bereich der Kosten, der Komplexität und der Größe erzielt. Zusätzlich kann eine unmittelbare bzw. direkte Überwachung der Abgabe auf einfache, zuverlässige und nicht-invasive Weise durch Erfassen der Position des Ventils ausgeführt werden, wodurch die Notwendigkeit beseitigt ist, für jedes einzelne Produkt Präsenz- oder Strömungssensoren an jedem Auslaß vorzusehen. Darüber hinaus ist der Einlaß des Mehrfachöffnungsventils immer mit zumindest einem der Auslässe verbunden, wodurch Überdrucksituationen vermieden werden und die Notwendig­ keit beseitigt wird, ein Druckreduzierventil vorzusehen.

Bevorzugte Mehrfachöffnungsventile verwenden einen drehbaren Verteiler oder Rotor, der über einer mittig angeordneten ersten Öffnung und einer ringförmigen Anordnung von zweiten Öffnungen vorgesehen ist. Der Rotor weist einen radialen Kanal auf, der sich zwischen einer Mittenöffnung und einer Umfangsöffnung, die von der Mittenöffnung radial getrennt ist, erstreckt. Der Rotor ist drehbar, um die Umfangsöffnung über eine der zweiten Öffnungen zu positionieren. Weiterhin ist der Rotor axial bewegbar, um die Mittenöffnung auf der ersten Öffnung und die Umfangsöffnung auf einer der zweiten Öffnungen aufsitzen zu lassen oder diese freizugeben, um dadurch die erste Öffnung mit einer der zweiten Öffnungen zu verbinden. Sollte der Rotor nicht aufsitzen, wird die erste Öffnung mit allen zweiten Öffnungen verbunden, was sicherstellt, daß die erste Öffnung immer mit mindestens einer zweiten Öffnung verbunden ist.

Bevorzugte Mehrfachöffnungsventile weisen darüber hinaus eine einzigartige Positionssensorkonstruktion auf, um weiterhin die genaue Abgabeüberwachung sicherzustellen. Der Positionssensor umfaßt eine ringförmige Anordnung von Näherungsdetektoren, die in einer koaxialen, einander gegenüberliegenden Beziehung zu einer Ringanordnung von erfaßbaren Elementen vorgesehen sind. Die ringförmigen Anordnungen sind relativ zueinander in Verbindung mit der Drehung des Rotors drehbar. Die Näherungsdetektoren und die erfaßbaren Elemente sind in vorbestimmten Winkelpositionen in der Weise angeordnet, daß ausgewählte, erfaßbare Elemente in der Nähe zu ausgewählten Näherungssensoren ausgerichtet sind, um einzigartige Kombinationen von Näherungsdetektoren an ausgewählten Winkelpositionen des Rotors zu aktivieren (vorzugsweise die Positionen der zweiten Auslässe).

Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Kombinationen von allen Näherungsdetektoren bis auf einen der Detektoren, die in vorgegebenen Winkelposi­ tionen aktiviert sind, einzigartig mit Bezug auf die Kombinationen von allen oder von allen bis auf einen der Näherungsdetektoren, die in anderen Winkelpositionen aktiviert sind. Demzufolge kann eine Abgabeüberprüfung sogar im Falle des fehlerhaften Arbeitens eines der Näherungsdetektoren erreicht werden. Darüber hinaus kann in vielen Situationen der fehlerhafte Näherungsdetektor identifiziert und diese Information an eine Bedienungsperson weitergegeben werden, damit dieser eine Reparatur veranlaßt.

Daher wird im Zusammenhang mit einem Gesichtspunkt der Erfindung ein Abgabesystem zum Abgeben chemischer Produkte an mehrere Einsatzstellen vorgesehen. Das System enthält ein Mischgerät, welches mit einem Speicher für ein Verdünnungsmittel und mehreren Speichern für chemische Produkte verbunden ist, wobei das Mischgerät eine Anwendungsverdünnung abgibt, die zumindest aus einem der chemischen Produkte, gemischt mit dem Verdünnungsmittel, besteht, ein Mehrfachöffnungsventil, welches einen angeschlossenen Einlaß zur Aufnahme einer Anwendungsverdünnung aus dem Mischgerät sowie mehrere Auslässe aufweist, die mit mehreren Einsatzstellen verbunden sind, wobei das Mehrfachöff­ nungsventil zwischen mehreren Positionen bewegbar ist, in denen jeweils der Einlaß mit einem der Auslässe verbunden ist, und eine Steuereinrichtung, die mit dem Mischgerät und dem Mehrfachöffnungsventil zum wahlweisen Abgeben einer Anwendungsverdünnung zu einer der Einsatzstellen verbunden ist.

Im Zusammenhang mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Abgeben chemischer Produkte an mehrere Einsatzstellen vor­ geschlagen. Das Verfahren enthält den Schritt des Erzeugens einer Anwendungs­ verdünnung aus einem Verdünnungsmittel und aus zumindest einem chemischen Produkt, den Schritt des Auswählens einer Einsatzstelle aus mehreren Einsatzstellen durch Drehen eines Mehrfachöffnungsventils, um einen Einlaß des Ventils in Fluidverbindung mit einem der Auslässe zu bringen, die mit den Einsatzstellen verbunden sind, und den Schritt des Zuführens der Anwendungsverdünnung durch den Einlaß des Mehrfachöffnungsventils zu einer der Einsatzstellen aus der Mehrzahl von Einsatzstellen.

Weiterhin wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Mehrfachöffnungsventil vorgeschlagen, welches enthält: ein Gehäuse, einen Stator, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und eine erste Öffnung sowie mehrere zweite Öffnungen aufweist, die in einer ringförmigen Anordnung um die erste Öffnung vorgesehen sind, einen innerhalb des Gehäuses drehbar angeord­ neten Rotor, der eine Mittenöffnung enthält, die in Fluidverbindung mit einer Umfangsöffnung steht, wobei die Mittenöffnung der ersten Öffnung des Stators und die Umfangsöffnung einer der zweiten Öffnungen des Stators gegenüberliegend anordenbar ist, eine Antriebseinrichtung, die mit dem Rotor zum Drehen des Rotors verbunden ist, um die Umfangsöffnung an einer ausgewählten zweiten Öffnungen aus der Mehrzahl von zweiten Öffnungen zu positionieren, wodurch die erste Öffnung in Fluidverbindung mit der ausgewählten, zweiten Öffnung steht, und einen Positionssensor zum Erfassen einer Winkelposition aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Winkelpositionen des Rotors. Der Positionssensor weist mehrere erfaßbare Elemente, die in einer ringförmigen Anordnung in vorbestimmten Winkelpositionen vorgesehen sind, und mehrere Näherungsdetektoren auf, die in einer ringförmigen Anordnung in vorbestimmten Winkelpositionen angeordnet sind, wobei die erfaßbaren Elemente und die Näherungsdetektoren relativ zueinander und um eine gemeinsame Achse infolge der Drehung des Rotors in der Weise drehbar sind, daß die erfaßbaren Elemente in der Nähe einer einzigartigen Kombination aus Näherungsdetektoren an jeder vorbestimmten Winkelposition ausgerichtet sind.

Gemäß einem zusätzlichen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Positionssensor zum Erfassen einer Winkelposition aus einer Mehrzahl von Winkelpositionen eines ersten Gliedes vorgeschlagen, welches drehbar an einem zweiten Glied gekuppelt ist. Der Positionssensor weist eine Mehrzahl von erfaßbaren Elementen, die in einer ringförmigen Anordnung auf einem der beiden Glieder, dem ersten oder dem zweiten Glied, angeordnet sind, sowie mehrere Näherungsdetektoren auf, die in einer ringförmigen Anordnung auf dem anderen Glied, dem zweiten oder dem ersten Glied, angeordnet sind, wobei die erfaßbaren Elemente und die Näherungsdetektoren relativ zueinander um eine gemeinsame Achse infolge der Drehung des ersten Gliedes relativ zu dem zweiten Glied in der Weise drehbar sind, daß die erfaßbaren Elemente in der Nähe einer einzigartigen Kombination aus Näherungsdetektoren in jeder vorbestimmten Winkelposition ausgerichtet sind.

Diese sowie weitere Vorteile und Merkmale, die die Erfindung charakterisieren, werden in den beigefügten Ansprüchen wiedergegeben, die einen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden. Jedoch sollte für ein besseres Verständnis der Erfindung und der Vorteile sowie Merkmale, die damit verbunden sind, Bezug auf die Zeichnung und die beigefügte Beschreibung genommen werden, in der die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Hierbei ist:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten, mit den Prinzipien der Erfindung übereinstimmenden Abgabesystems;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Mehrfachöffnungs­ ventils in dem Abgabesystem der Fig. 1;

Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des bevorzugten Mehrfachöffnungsventils der Fig. 2;

Fig. 4(a) eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 des bevor­ zugten Mehrfachöffnungsventils in einer abgehobenen Position;

Fig. 4(b) eine Querschnittsansicht des bevorzugten Mehrfachöffnungsventils in einer aufsitzenden Position;

Fig. 5(a) eine Funktionsansicht von oben auf eine Schaltungsplatine in einem Positionssensor an dem bevorzugten Mehrfachöffnungsventil der Fig. 2, die die relative Beziehung von Näherungsdetektoren zu Auslaßöff­ nungen wiedergibt;

Fig. 5(b) eine Funktionsansicht von oben auf eine Magnetscheibe in dem Positionssensor an dem bevorzugten Mehrfachöffnungsventil der Fig. 2, die die relative Anordnung eines Rotors wiedergibt, mit dem die Scheibe verbunden ist;

Fig. 6 eine Funktionsansicht von oben auf eine alternative Magnetscheibe zu der in Fig. 5(b) gezeigten Scheibe;

Fig. 7 ein Blockdiagramm des bevorzugten Mehrfachöffnungsventils der Fig. 2; und

Fig. 8 ein Flußdiagramm, das den bevorzugten Programmablauf einer Ventilbewegungsroutine wiedergibt, die durch die Steuereinrichtung in dem Mehrfachöffnungsventil der Fig. 7 ausgeführt wird.

Es wird nun auf die Zeichnungsfiguren Bezug genommen, wobei gleiche Bezugs­ zeichen gleiche Bauteile in verschiedenen Ansichten bezeichnen. Fig. 1 gibt ein bevorzugtes Abgabe- bzw. Zapfsystem wieder, welches die Prinzipien der vorliegenden zeigt und mit diesen übereinstimmt. Kurz gesagt weist das Ab­ gabesystem 10 ein Mischgerät 20 auf, welches Anwendungsverdünnungen bzw. einsetzbare Verdünnungen aus einem Verdünnungsmittel, das von einer Ver­ dünnungsmittelquelle 12 zugeführt wird, und aus chemischen Produkten aus einer oder mehreren Quellen 32 für chemische Produkte erzeugt. Das Mischgerät 20 führt die Anwendungsverdünnungen zu einem mehrere Öffnungen aufweisenden Ventil bzw. Mehrfachöffnungsventil 100, welches anschließend die Anwendungs­ verdünnungen zu einem Einsatzpunkt bzw. einer Einsatzstelle 50 aus einer Mehrzahl von Einsatzstellen 50 fördert, die vorzugsweise durch die Waschzonen von Wasch­ maschinen gebildet sind. Die Steuerung über das Mischgerät 20, das Mehrfach­ öffnungsventil 100 sowie weitere Bauteile, die in dem System 10 gezeigt sind, wird durch eine Steuereinrichtung 18 vorgenommen.

Mit der hauptsächlichen Ausnahme des Mehrfachöffnungsventils 100, welches einen bekannten Diverterverteiler ersetzt, können die anderen Bauteile in dem Ab­ gabesystem 10, insbesondere die Bauteile hinsichtlich des Mischgerätes, gleich oder ähnlich zu den Bauteilen von bevorzugten Abgabesystemen sein, die in der US-Patentanmeldung Nr. 08/414,635 offenbart sind, welche für Daniel F. Brady u. a. am 31. März 1995 eingereicht worden ist und deren Inhalt durch Inbezugnahme Gegenstand dieser Beschreibung ist. Der Leser wird für eine weitere, vollständige Offenbarung dieser verschiedenen Bauteile auf die vorstehend genannte US- Patentanmeldung (Brady u. a.) verwiesen. Es ist zu bemerken, daß jede alternative Ausgestaltung eines Bauteils des Abgabesystems, die in der vorstehend genannten US-Patentanmeldung offenbart ist, ebenfalls in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Das bevorzugte Abgabesystem wird vorteilhafterweise eingesetzt, um ein oder mehrere chemische Reinigungsprodukte in verdünnter Form als Anwendungsver­ dünnung zu mehreren Einsatzstellen zu bringen. Für das bevorzugte Ausführungs­ beispiel können die Einsatzstellen Waschmaschinen mit Zonen, in denen der Waschvorgang stattfindet, Geschirrspülmaschinen oder andere Reinigungs­ vorrichtungen sein, die chemische Reinigungsprodukte verwenden (z. B. im Haushalt, bei der Nahrungsmittel- und Brauindustrie, bei gewerblichen Wäschereien oder Wäschereianstalten und industriellen Geschirrspülvorrichtungen). Die abgegebenen Anwendungsverdünnungen können beispielsweise feste, pulver­ förmige und flüssige Reinigungsmittel, wäßrige, eingedickte Reinigungsmittel­ dispersionen, wäßrige, viskose Reinigungsmittel, Abscheider, Entfetter, Ansäue­ rungsmittel, alkalische Metasilikate, alkalische Metallhydroxide, Maskierungsmittel, Enzymzusammensetzungen (lipolytische, proteolytische usw.), Schwellenmittel, Farben, optische Aufheller, nichtionische, oberflächenaktive Mittel, anionische, oberflächenaktive Mittel, Aromastoffe, alkalische Karbonate, eisenhaltige Steuermittel, Schaummittel, Verdünnungsmittel, Colösungsmittel, Hydrotrope, Spülmittel, Bleichmittel und/oder Weichmacher für Gewebe sein. Bei einer bevorzugten Waschumgebung können aufeinanderfolgend Reinigungsmittel, Bleichmittel, Ansäuremittel, Bläumittel und Weichspüler für Gewebe verwendet werden.

Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel einheitlich zum Einsatz bei der Abgabe chemischer Reinigungsprodukte an Waschmaschinen bei einer kommerziellen oder institutionellen Anwendung vorgesehen ist, ist zu bemerken, daß die Prinzipien der Erfindung auch in anderen Einsatzfeldern Vorteile zeigt, bei denen chemische Produkte an mehrere Einsatzstellen abgegeben werden. Daher sollte die Erfindung nicht auf die besonderen, hier offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt bleiben.

Wie vorstehend erläutert worden ist, weist das Abgabesystem 10 das Mischgerät 20 sowie das Mehrfachöffnungsventil 100 auf, die beide durch die Steuer­ einrichtung 18 gesteuert werden.

Das Mischgerät 20 empfängt ein Verdünnungsmittel aus einem Verdünnungsmittel­ vorrat 14, der über die Verdünnungsmittelquelle 12 mit heißem und kaltem Verdünnungsmittel (vorzugsweise Leitungswasser) versorgt wird. Die Steuerventile können getrennt durch die Steuereinrichtung 18 gesteuert werden, um die Temperatur des Verdünnungsmittels zu verändern. Alternativ können die Steuerventile über ein einzelnes Abschreckventil (tempering valve) verbunden sein, daß durch die Steuereinrichtung 18 gesteuert wird. Eine Rückmeldung hinsichtlich der Temperatur des Verdünnungsmittels in dem Vorrat 14 wird durch einen Temperatursensor 16 ermöglicht, der darin angeordnet und mit der Steuer­ einrichtung 18 verbunden ist. Darüber hinaus können Sensoren für einen hohen sowie einen niedrigen Pegel ebenfalls in dem Vorrat 14 vorgesehen sein, um der Steuereinrichtung 18 zu ermöglichen, zu jeder Zeit in dem Vorrat eine geeignete Menge mit einer geeigneten Temperatur des Verdünnungsmittels bereithalten zu können.

Das Verdünnungsmittel wird dem Mischgerät 20 in einer dosierten Menge durch eine Verdünnungsmitteldosiereinrichtung 22 zugeführt, welche ebenfalls durch die Steuereinrichtung 18 gesteuert wird. Wie in der vorstehend genannten US- Patentanmeldung 08/414,635 erläutert ist, wird die Verdünnungsmitteldosier­ einrichtung 22 vorzugsweise in paralleler Verbindungsanordnung zu den Ver­ dünnungsmitteleinlaßventilen angeordnet, die unterschiedlich große Dosieröff­ nungen aufweisen, um zu einem bestimmten Zeitpunkt verschiedene Ströme durch Betätigen eines oder mehrerer Ventile zu ermöglichen. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann die Verdünnungsmitteldosiereinrichtung 22 eine andere, variable Dosiereinrichtung, wie beispielsweise ein Drosselventil, eine in ihrem Durchmesser variable Öffnung, ein Quetschrohr, ein Nadelventil usw. sein.

Die Verdünnungsmittelströmung wird durch eine erste Strömungsmeßeinrichtung 24 gemessen, welche ein Rückführsignal an die Steuereinrichtung 18 abgibt. Die Strömungsmeßeinrichturig 24 kann eine Turbinen-Strömungsmeßeinrichtung oder ein anderes geeignetes Strömungsmeßgerät sein. Die Strömungsmeßeinrichtung 24 gibt das Verdünnungsmittel an einen Mischverteiler 26 ab. Weiterhin gibt eine Anzahl (1. . .N) von Quellen 32 von chemischen Produkten diese chemischen Produkte über einzelne, normalerweise geschlossene Produktventile 34 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 18 an den Verteiler 26 ab. Jede Anzahl an chemischen Produkten kann an den Mischverteiler 26 abgegeben werden, um mit dem Verdünnungsmittel gemischt zu werden und eine Anwendungsverdünnung hieraus zu bilden.

Eine Abgabepumpe 28, welche vorzugsweise eine großvolumige Zahnradpumpe ist, zieht die Anwendungsverdünnungen aus dem Mischverteiler 26 über eine zweite Strömungsmeßeinrichtung 30 (vorzugsweise eine Turbinen-Strömungsmeß­ einrichtung) zu einer Leitung 52, welche das Mischgerät 20 verläßt. Zusätzlich ist eine Luftdruckquelle 36 (d. h. eine Fabrikleitung oder ein Drucklufttank) mit der Leitung 52 verbunden, um die Anwendungsverdünnungen schneller mit einer verringerten Verdünnungsmittelmenge und einer besser gesteuerten Verdünnungs­ mittelgeschwindigkeit zu fördern.

Im Betrieb wird eine vorbestimmte Menge des Verdünnungsmittels aus der Verdünnungsmitteldosiereinrichtung 22 zugeführt und zu dem Mehrfachöffnungs­ ventil 100 durch die Abgabepumpe 28 gefördert, um einen Vorflutvorgang auszuführen. Das Mehrfachöffnungsventil 100 ist in der Lage, eine der Einsatz­ stellen zur Abgabe des Vorflutverdünnungsmittels auszuwählen.

Anschließend wird eine Anwendungsverdünnung in dem Mischverteiler 26 durch Wählen einer geeigneten Verdünnungsmittelzuführrate bzw. -geschwindigkeit mit der Verdünnungsmittelmeßeinrichtung 22, durch Öffnen des Produktventils oder der Produktventile 34 entsprechend den gewünschten chemischen Produkten und durch Betätigen der Abgabepumpe 28 hergestellt. Die Abgabepumpe 28 führt die chemischen Produkte aus den ausgewählten Produktquellen 32 für die chemischen Produkte mittels eines Unterdruckes in den Verteiler. Die Menge der zugeführten chemischen Produkte wird durch Abziehen der (durch die erste Strömungsmeß­ einrichtung 24) gemessenen Strömung des in dem Mischverteiler 26 gelangenden Verdünnungsmittels von dem (durch die zweite Strömungsmeßeinrichtung 30) gemessenen Strom der Anwendungsverdünnung ermittelt, die den Mischverteiler verläßt. Weiterhin wird eine Verdünnungsmittelmomentanverhältnis durch Vergleich der Ausgaben aus den Strömungsmeßeinrichtungen 24, 30 gemessen, wodurch es möglich wird, das Verhältnis durch die Verdünnungsmitteldosiereinrichtung 22 zu verändern.

Die das Mischgerät 20 verlassende Anwendungsverdünnung wird aus der Leitung 52 dem Mehrfachventil 100 (welches nachstehend näher erläutert wird) zur Verteilung an eine der Einsatzstellen 50 zugeführt. Vorzugsweise sind, wenn einmal eine gewünschte Menge der Anwendungsverdünnung durch das Mischgerät 20 abgegeben wird, alle Produktventile 34 geschlossen und eine vorbestimmte Menge des Verdünnungsmittels wird über die Leitung 52 abgegeben, um die gesamte Anwendungsverdünnung zu dem Mehrfachöffnungsventil 100 zu führen. Ein Luftstoß wird anschließend durch Öffnen eines Ventils in der Luftdruckquelle 36 eingesetzt um die Abgabe der Anwendungsverdünnung an die gewünschte Einsatzstelle zu beenden.

Verschiedene Modifikationen können in Übereinstimmung mit der Erfindung an dem Abgabesystem ausgeführt werden. Beispielsweise können mehrere Mischgeräte verwendet werden und über ein gemeinsames Mehrfachöffnungsventil zum Verteilen an die Einsatzstellen verbunden sein. Mehrere Mischgeräte können wünschenswert sein, wenn miteinander unverträgliche chemische Produkte verwendet werden, oder wenn getrennt voneinander große und geringe Volumina an Anwendungsverdünnungen erforderlich sind, wodurch eine Abgabepumpe für ein größeres Volumen in einem zusätzlichen Mischgerät verwendet werden kann. Andere Modifikationen sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar.

Das Mehrfachöffnungsventil 100 ist näher in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Es weist ein Gehäuse mit einer oberen Hülle 106, in der die elektrischen und mechani­ schen Komponenten des Ventils aufgenommen sind, sowie mit einer unteren Hülle 110 auf, in der die Fluid- bzw. Flüssigkeitsabgabekomponenten des Ventils unterge­ bracht sind. Eine obere Endkappe 104 dichtet das obere Ende der oberen Hülle 106 ab, wogegen eine untere Endkappe 112 den Boden der unteren Hülle 110 abdichtet. Eine mittlere Kappe 108 verbindet die obere Hülle 106 mit der unteren Hülle 110 und trennt diese voneinander. Das Gehäuse wird durch einen Bügel 113 zusammengehalten und kann an einer Wand oder an einer ähnlichen Struktur durch eine Montagehalterung 102 angebracht werden.

Die untere Endkappe 112 bildet einen Stator für das Ventil und weist eine mittig angeordnete Einlaßöffnung 114 auf, welche durch einen Schlauchwiderha­ kenriffelung 115 mit der Leitung 52 des Mischgerätes 20 verbunden ist. Weiterhin ist in der unteren Endkappe 112 eine ringförmige Anordnung von Auslaßöffnungen 116 vorgesehen, von denen jede vorzugsweise über eine Schlauchwiderhakenrif­ felung 117 mit einer Leitung 54 verbunden ist, die zu einer Einsatzstelle 50 führt. Vorzugsweise sind neun Auslaßöffnungen 116 in der unteren Endkappe 112 vorgesehen, von denen acht zu Waschmaschinen führen, wogegen die neunte zu einem Ablaß führt.

Ein Verteiler oder Rotor 120 ist über der unteren Endkappe 112 angeordnet. Er weist einen radialen Kanal 123 zwischen einer Mittenöffnung 121 und einer Umfangsöffnung 122 auf, die radial von der Mittenöffnung beabstandet angeordnet ist. Die Mittenöffnung 121 befindet sich in axialer Flucht mit der ersten Öffnung oder der Einlaßöffnung 114 der unteren Endkappe 112. Die Umfangsöffnung 122 ist in der Weise angeordnet, daß die Drehung des Rotors 120 die Öffnung 122 wahlweise in Flucht mit einer der zweiten Öffnungen oder Auslaßöffnungen 116 bringt. Bei der Bewegung des Rotors 120 sitzt die Mittenöffnung 121 axial auf der Einlaßöffnung 114 und seine Umfangsöffnung 122 auf einer ausgewählten Auslaßöffnung 116 aus der Mehrzahl von Auslaßöffnungen 116 auf, um die Einlaßöffnung 114 über den Kanal 123 in Fluidverbindung mit der ausgewählten Auslaßöffnung 116 zu bringen. Wie in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt ist, erstreckt sich beispielsweise die Mittenöffnung 121 in die Einlaßöffnung 114 hinein und bildet über eine Dichtung 121b eine Abdichtung mit der Einlaßöffnung 114. Die Umfangsöffnung 122 weist einen sich verjüngenden Abschnitt 122a mit einer Dichtung 122b auf, der auf einer der Auslaßöffnungen 116 sitzt und mit dieser eine Abdichtung bildet.

Ein Paar von Ausrichtspitzen 124 befindet sich ebenfalls in Flucht mit Auslaßöff­ nungen 116, wobei diese jedoch genau in 120°-Intervallen von der Umfangsöff­ nung 122 in der Weise beabstandet sind, daß die Spitzen 124 und die Öffnung 122 gleichmäßig über den Umfang des Rotors 120 beabstandet sind. Die Ausricht­ spitzen 124 sitzen ebenfalls in zusätzlichen Auslaßöffnungen 116, die von der ausgewählten Auslaßöffnung um 120° beabstandet sind, um die Ausrichtung der Umfangsöffnung 122 mit der ausgewählten Auslaßöffnung zu unterstützen.

Die Drehung des Rotors 120 wird durch eine Antriebseinrichtung hervorgerufen, die einen Motor 140 aufweist, der mit dem Rotor 120 über eine Welle 146 gekuppelt ist. Ein derartiger Motor 140 ist vorzugsweise ein Schrittmotor, wie er beispiels­ weise unter der Bezeichnung Nr. PH 266 von der Fa. Oriental Motor Company verfügbar ist.

Die Welle 146 ist über eine Kupplungseinrichtung 144 und ein Drucklager 148 mit dem Motor 140 verbunden. Die Kupplungseinrichtung 144 erlaubt es der Welle 146, sich axial zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position zu bewegen, was es wiederum dem Motor 140 ermöglicht, die Welle 146 zu drehen, wenn sich die Welle in einer angehobenen Position befindet. Eine Antriebsscheibe 150 verbindet die Welle 146 mit einer Kupplungseinrichtung 125 an dem Rotor 120, um den Rotor zwischen Sensorpositionen zu drehen.

Die axiale Bewegung des Rotors 120 wird durch eine Rotoranhebeeinrichtung hervorgerufen, die einen Luftzylinder 152 aufweist, der über ein Luftventil 151 (vgl. Fig. 2) mit einem Luftdrucktank oder einer anderen geeigneten Quelle für Druckluft verbunden ist. Ein erstes Ende des Luftzylinders 152 ist über eine Halterung 154 in einer ortsfesten Position an der oberen Endkappe 104 angeordnet, wobei eine drehbare Verbindung vorgesehen ist, die durch einen Stift 155 ermöglicht wird. Ein zweites Ende des Luftzylinders 152 ist über eine Kupplung 156 und einem Stift 157 (vgl. Fig. 3) mit den ersten Enden eines Hebelarmpaares 158 verbunden. Diese Anordnung wird durch das Gehäuse 153 abgedeckt (vgl. Fig. 2).

Die zweiten Enden der Hebelarme 158 sind über eine drehbare Verbindung mit den gegenüberliegenden Seiten der oberen Hülle 106 verbunden. Hebelhalter 160 verbinden die Hebelarme 158 mit der Welle 146, vorzugsweise in der Nähe der Mittelpunkte der Hebelarme. Durch diese Verbindung bewegt sich bei Betätigung des Luftzylinders 152 zwischen der ausgefahrenen und zurückgezogenen Position die Welle zwischen der abgesenkten und der angehobenen Position. Demzufolge bewegt sich der Rotor zwischen seiner aufsitzenden Position (wie dies in Fig. 4(b) gezeigt ist) zu seiner abgehobenen Position (wie dies in Fig. 4(a) gezeigt ist). Bei dieser Ausführungsform können andere Einrichtungen, wie beispielsweise Hydraulikventile, Solenoide usw. verwendet werden, um den Rotor 120 axial zu bewegen. Zusätzlich kann eine Feder oder ein anderes passives Element verwendet werden, um den Rotor bei nicht angelegter Antriebsenergie an dem Ventil in eine seiner Positionen zu drängen.

Es wird nun wiederum auf Fig. 3 Bezug genommen. Ein Positionssensor 130 ist ebenfalls an dem Mehrfachöffnungsventil 100 vorgesehen, um unmittelbar die Winkelpositionen des Rotors 120 zu erfassen. Eine Magnetscheibe oder ein Magnetrad 132 ist durch eine Antriebsscheibe 150 an dem Rotor 120 und der Welle 146 in der Weise angebracht, daß sich die Scheibe zusammen mit dem Rotor dreht, jedoch von dem Fluidabgabeabschnitt des Ventils durch die mittlere Kappe 108 getrennt ist. Mehrere Magnete oder andere erfaßbare Elemente 133 sind in einer ringförmigen Anordnung an dem Umfang der Scheibe 132 in vorbestimmten Winkelpositionen angeordnet (wie dies nachstehend noch näher erläutert wird). Eine Schaltungsplatine 135 mit mehreren Näherungsdetektoren 136 ist in einer ortsfesten Position innerhalb der oberen Hülle 106 angeordnet. Die Detektoren 136 sind vorzugsweise Halleffekt-Detektoren, welche in der Lage sind, die Magnete 133 auf der Scheibe 132 zu erfassen (wie dies ebenfalls nachstehend noch erläutert wird). Es ist zu bemerken, daß andere Näherungsdetektoren, wie beispielsweise mechanische Schalter, optische Schalter und Sensoren usw. bei alternativen Ausführungsformen verwendet werden können, und daß andere Positionssensoren, wie beispielsweise Winkelsensoren, Codierräder, Schalter und dgl. ebenfalls bei alternativen Ausführungsformen verwendet werden können, um die Winkelposition des Mehrfachöffnungsventils 100 zu erfassen. Weiterhin können entweder die erfaßbaren Elemente oder die Näherungsdetektoren in der Weise montiert sein, daß sie mit dem Rotor zusammen eine gemeinsame Bewegung ausführen können, solange eine Relativbewegung zwischen diesen Bauteilen vorgesehen ist.

Die Detektoren 136 führen vorzugsweise die Doppelfunktion des Bestimmens sowohl der Winkelposition des Rotors 120 als auch der Axialposition des Rotors zwischen seiner aufsitzenden und seiner abgehobenen Position aus. Die Winkelposi­ tion wird vorzugsweise durch Erfassen der Kombination von Detektoren 136, die Magnete 133 erfassen, bestimmt. Die Axialposition wird vorzugsweise dadurch erfaßt, daß festgestellt wird, ob einer der Detektoren 136 einen Magneten erfaßt, da sich die Scheibe 132 axial von der Schaltungsplatine 135 wegbewegt, wenn sich der Rotor 120 in seiner aufsitzenden Position befindet (z. B. in Fig. 4(b) gezeigt). Alternativ kann ein separater Sensor verwendet werden, um positiv zu bestimmen, wann sich der Rotor in seiner abgehobenen und in seiner aufsitzenden Position befindet.

In den Fig. 5(a) und 5(b) ist die vorteilhafte Relativpositionierung der Näherungs­ detektoren auf der Schaltungsplatine 135 und der Magneten 133 auf der Magnetscheibe 132 wiedergegeben, um ein Fehlertoleranzsystem zum Erfassen der Position des Rotors 120 zu bilden. Wie es am besten aus diesen Zeichnungsfiguren ersichtlich ist, werden die Näherungsdetektoren 136.1 bis 136.9 vorzugsweise gleichmäßig um die Platine 135 in einer ringförmigen Anordnung mit einem Radius 138b beabstandet angeordnet wobei jeweils ein Detektor für jede gewünschte Winkelposition vorgesehen ist, um dort eine Öffnungsposition zu erfassen (d. h. beispielsweise mit dem Detektor 136.x an der Öffnung x). Die Magneten 133.1, 133.3, 133.6 sind über ausgewählten Öffnungen mit einem Radius 134b be­ abstandet angeordnet, um eindeutige Muster für die Detektoren 136.1 bis 136.9 über die volle Drehung der Scheibe 132 zu erzeugen. Es zu bemerken, daß jede Anzahl an Detektoren und erfaßbaren Elementen verwendet werden kann, wobei üblicherweise eine kleinere Anzahl an erfaßbaren Elementen als an Detektoren vorgesehen ist, so daß Kombinationen an Detektoren in unterschiedlichen Winkelpositionen aktivierbar sind. Weiterhin kann mehr als ein Detektor für jede Öffnungsposition verwendet werden.

Für die nachstehende Erläuterung wird vorausgesetzt daß eine Öffnung eine diskrete Winkelposition ist, die mit der Nummer 1. . .n gekennzeichnet ist, wobei n die Zahl der Öffnungen oder Positionen ist. Für die Position eines Magnets wird angenommen, daß er die Öffnungsnummer ist, über der der Magnet angeordnet ist, wenn der Rotor 120 sich in seiner Ausgangsposition über der Öffnung 1 befindet.

Um eine Fehlertoleranz zum Erfassen einer Position im Falle eines fehlerhaften Arbeitens eines Detektors sicherzustellen, werden vorzugsweise zwei oder drei Abstimmungen bzw. Tests verwendet, d. h. daß, wenn wenigstens zwei von drei Tests (hier: Erfassen eines Magneten) anzeigen, daß ein Zustand (hier: eine besondere Winkelposition) zutrifft, angenommen wird, daß der Zustand tatsächlich zutrifft, sogar wenn der dritte Test dies nicht bestätigt. Weiterhin müssen eine minimale Anzahl von fünf Öffnungen verwendet werden (drei für das Abstimmen bzw. Testen und zwei für das Muster). Es besteht jedoch keine Begrenzung hinsichtlich der maximalen Zahl der Öffnungen. Darüber hinaus darf sich das Ein- Aus-Muster der Näherungsdetektoren (wobei "Ein" einen Magneten widerspiegelt, der in einer Position angeordnet ist) nicht über eine Spanne von Öffnungen wiederholen, wenn sich der Rotor 120 um eine volle Umdrehung dreht (d. h. 11001 ist eindeutig, jedoch 10101 ist dies nicht, wenn jeder zu jeder möglichen Öffnungsposition verschoben ist).

Für fünf Öffnungen ist ein geeignetes Muster "Ein-Ein-Aus-Aus-Ein" (d. h. mit Magneten in Position 1, 2 und 5). Für mehr als fünf Öffnungen kann ein geeignetes Muster durch Zusammenfügen von Reihen aus Ein-Aus-Kombinationen erhalten werden, wobei mit einem "Ein" und einem "Aus" begonnen wird, sich daran ein "Ein" und zwei "Aus" anschließen, daraufhin ein "Ein" und drei "Aus" folgen usw., bis die Zahl der Öffnungen erreicht ist. Daher würde für neun Öffnungen ein geeignetes Muster 101001000 sein (mit Magneten in den Positionen 1, 3 und 6). Es ist zu bemerken, daß andere Muster möglich sind, welche ebenfalls für die Verwendung bei jeder gegebenen Zahl an Öffnungen geeignet sind. Beispielsweise ist ein weiteres geeignetes Muster für neun Öffnungen, welches nicht dem vorstehend erläuterten Prinzip folgt, 101010100 (mit Magneten in den Positionen 1, 3, 5, 7).

Wenn ein Muster festgelegt ist, ist es bevorzugt, das Muster durch jede Position durchzudrehen, um zu überprüfen, daß keine Wiederholung in dem Muster vorkommt. Zusätzlich ist es bevorzugt, zu überprüfen, daß keine Überlappung der Muster irgendeinen der Detektoren fehlerhaft arbeiten läßt (d. h. ergibt eine falsche "Null"). Dies kann von Hand oder durch die Verwendung eines Computers durchgeführt werden.

Mit dem Nicht-Vorhandensein eines Überlappens von Mustern sind die Kom­ binationen von allen bis auf einen der Näherungsdetektoren, die in jeder gegebenen Winkelposition aktiviert sind, mit Bezug auf die Kombination von allen oder von allen bis auf einen der Näherungsdetektoren, die in anderen Winkelpositionen aktiviert sind, eindeutig. Die Bestimmung, ob jedes Muster in dem Fall eines Fehlers in einem der Detektoren anspricht, ist optional, und es ist, falls dies gewünscht wird, erkennbar, daß eine ähnliche Vorgehensweise durchgeführt werden kann, um eindeutige Codes zu schaffen, sogar in dem Fall des fehlerhaften Arbeitens von zwei, drei oder mehr Detektoren, obwohl mehrere Detektoren und erfaßbare Elemente erforderlich sein können, um genug mögliche Kombinationen zu schaffen, wodurch die Eindeutigkeit in dem Fall des fehlerhaften Arbeitens von zwei oder mehr Detektoren sichergestellt ist.

Es ist darüber hinaus wünschenswert, einen getrennten Detektor für die Ausgangs­ position vorzusehen, wie beispielsweise den Detektor 136.0, welcher auf einem zweiten Radius 138a angeordnet ist, wie es in Fig. 5(a) gezeigt ist. Wie aus Fig. 5(b) hervorgeht, wird ein einzelnes, erfaßbares Element, der Magnet 133.0, auf der Scheibe 132 in einem zweiten Radius 134a in der Weise angeordnet, daß er erfaßbar wird, wenn der Rotor 120 sich über der ersten Öffnung (der "Home"- Position bzw. "Ausgangsposition") befindet. Es kann wünschenswert sein, beispielsweise die erste Öffnung für das Entleeren vorzusehen, wenn der Detektor für die Ausgangsposition das Finden der Ausgangsposition ermöglicht, sogar in dem Fall des fehlerhaften Arbeitens von mehr als einem Näherungsdetektor. Weiterhin ist zu bemerken, daß die Ausgangspositions-Öffnung mit einer anderen Öffnungs­ nummer, beispielsweise Öffnung 9, bezeichnet werden kann.

Die nachstehende Tabelle 1 gibt den Zustand jedes Detektors 136.0 bis 136.9 für jede Winkelposition des Rotors 120 wieder (wobei sich die augenblickliche "Öffnung" auf die ausgewählte Ausgabeöffnung 116 bezieht, über der die zweite Öffnung 122 im Augenblick positioniert ist), wobei eine bevorzugte Anordnung der Magneten 133.1, 133.3 sowie 133.6 an den Öffnungen 1, 3 und 6 sowie des Ausgangspositionsmagnets 133.0 verwendet wird:

Detektorzustandstafel

Detektorzustandstafel

Diese Anordnung an Detektoren schafft einen eindeutigen binären "Code" für jede Position des Rotors 120, wobei der Detektor 136.0 das größte signifikante Bit bildet und der Detektor 136.9 das kleinste signifikante Bit bildet. Die "Dez."-Spalte gibt die äquivalenten Dezimalcodes wieder. Redundanzen und Fehlertoleranzen sind ebenfalls durch diese Anordnung berücksichtigt, da die Winkel- oder Öffnungs­ position des Rotors 120 zuverlässig sogar mit dem Fehler von irgendeinem der Detektoren 136.0 bis 136.9 bestimmt werden kann. Die nachstehende Tabelle II zeigt die Codes, die sich aus einem Fehler (d. h. eine fehlerhafte Lesung von "0" bzw. ein fehlerhaftes Erkennen einer "0") von irgendeinem einzelnen Detektor 136.0 bis 136.9 ergeben:

Detektorfehlercodes

Detektorfehlercodes

Wie aus Tabelle II hervorgeht, sind, sogar im Falle des fehlerhaften Arbeitens eines einzelnen Detektors, alle Codes (welche Kombinationen aus aktivierten Näherungs­ detektoren wiedergeben), die für jede gegebene Winkelposition des Rotors möglich sind, eindeutig relativ zu den anderen Positionen (d. h. kein Code bzw. kein Fehlercode kann in mehr als einer Reihe der Tabelle II gefunden werden). Demzufolge ist es dem Positionssensor 130 durch ein in Übereinstimmung bringen eines Codes in der Tabelle mit einer Öffnung immer möglich, zuverlässig jede Öffnungsposition in dem Falle eines fehlerhaften Arbeitens eines einzelnen Detektors zu bestimmen. Wenn darüber hinaus einer der alternierenden Codes erfaßt wird, wird der Positionssensor in der Lage sein, zu erfassen, welcher Detektor fehlerhaft arbeitet und eine Fehlermeldung an die Bedienungsperson ausgibt.

Andere Kombinationen von Detektoren und erfaßbaren Elementen, welche einen eindeutigen Satz an Codes für jede Winkelposition des Rotors 120 einstellen bzw. ergeben, kann bei alternativen Ausführungsformen verwendet werden. Beispiels­ weise kann, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, ein weiteres bevorzugtes Magnetrad 132' verwendet werden, welches Magneten 133.1', 133.3', 133.5' sowie 133.7' aufweist, die über den Öffnungen 1, 3, 5 bzw. 7 beabstandet vorhanden sind, wenn sich das Magnetrad in seiner Ausgangsposition befindet. Ein Magnet 133.0' für die Ausgangsposition wird ebenfalls verwendet. Die nachstehende Tabelle III gibt den Zustand jedes Detektors 136.0 bis 136.9 für jede Winkelposition des Magnetrades 132' wieder.

Alternierende bzw. alternative Detektorzustandstafel

Alternierende bzw. alternative Detektorzustandstafel

Die Fehlercodes für das Magnetrad 132' sind nachstehend in Tabelle IV gezeigt:

Alternierende bzw. alternative Detektorfehlercodes

Alternierende bzw. alternative Detektorfehlercodes

Bei der alternativen Ausgestaltung des Magnetrades 132' ist es für den gleichen Fehlercode möglich, an unterschiedlichen Öffnungen aufzutreten. Nichtsdestoweni­ ger kann es noch möglich sein, die richtige Öffnung durch Verwendung der bekannten Bewegungsrichtung und der letzten Öffnungsposition zu bestimmen, um zwischen mehreren Erscheinungen eines Fehlercodes zu wählen (d. h., wenn der Code 42 während einer Bewegung in Uhrzeigerrichtung ausgehend von der Öffnung 3 empfangen wird, der Code höchstwahrscheinlich Öffnung 4 und nicht Öffnung 2 kennzeichnet).

Die vorstehende Anordnung der Magnete in den Positionen 1, 3, 5 und 7 stellt darüber hinaus die Möglichkeit für unterschiedliche Logiken zur Erfassung der Position bereit. Insbesondere wird durch Anordnung von Magneten in diesen Positionen jeder Detektor bis auf einen eine Änderung im Wert zwischen benachbarten Positionen aufweisen. Daher kann durch Überwachung, welcher Detektor sich nicht ändert, die Öffnungsposition üblicherweise gefunden werden (d. h., daß bei Bewegung zwischen den Öffnungen 1 und 2 der Detektor 136.9 sich nicht ändert). Weiterhin können durch Überwachen der Tatsache, ob sich mehr als ein Detektor ändert, häufig die Detektorfehler aufgefunden werden.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird das Mehrfachöffnungsventil 100 vorzugsweise durch eine getrennte Ventilsteuereinrichtung 160 gesteuert, die einen Speicher 162 (der ein RAM und ein ROM enthält) aufweist und die mit der Steuereinrichtung 18 des Abgabesystems 10 über eine Interface- bzw. Schnittstellen-Schaltung 164 (vorzugsweise ein Parallel-Interface) verbunden ist. Die Steuereinrichtung 160 ist vorzugsweise ein Motorola 68HC11 Mikrocontroller, der zusammen mit dem Speicher 162, der Interfaceschaltung 164, der Detektorinterfaceschaltung und anderen Unterstützungsschaltungen (d. h. den Taktgeber, der Energieversorgung, den Antriebseinrichtungen bzw. Treibern usw.) vorzugsweise auf der Schaltungs­ platine 135 angeordnet ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Funktionen der Steuereinrichtung 160 ebenfalls in der Steuereinrichtung 18 enthalten sein.

Die Steuereinrichtung 160 erzeugt ein Steuersignal für den Schrittmotor 140, um den Rotor 120 in eine gewünschte Position zu drehen. Die Steuereinrichtung 160 gibt darüber hinaus ein Steuersignal an das Luftventil 151 ab, um wahlweise Druck an gegenüberliegenden Enden des Luftdruckzylinders 152 aufzubringen und dadurch den Rotor 120 zwischen seiner abgehobenen und seiner aufsitzenden Position anzuheben bzw. abzusenken. Die Steuereinrichtung 160 empfängt darüber hinaus Signale aus den Detektoren 136.0 bis 136.9 in dem Positionssensor 130, um sowohl die Drehposition des Rotors 120 zu erfassen als auch zu bestimmen, ob der Rotor sich in seiner aufsitzenden oder abgehobenen Position befindet.

Der Speicher 162 speichert vorzugsweise die augenblickliche Position des Rotors 120. Darüber hinaus speichert der Speicher 162 eine Suchtabelle bzw. eine Look- up-Tabelle, die das Format der Tabellen II oder IV, welche vorstehend erläutert worden sind, aufweist. Insbesondere werden Codes in einer Matrix abgespeichert, die durch ihre Spalten und Reihen indexiert ist, wobei die Spalte den Fehler eines Näherungsdetektors (wobei die Spalte "0" keinen Fehler kennzeichnet) und die Reihe die Öffnungsposition kennzeichnet. Wie es nachstehend noch erläutert wird, dient die Suchtabelle dazu, die Ankunft an einer Zielöffnung durch Auswahl der Reihe, die die Zielöffnung repräsentiert, und anschließendes Durchgehen durch jede Spalte in dieser Reihe festzustellen, um zu bestimmen, wann die Codeausgabe durch die Näherungssektoren gleich irgendeinem in der Reihe gespeicherten Code ist.

Fig. 8 gibt einen bevorzugten Programmablauf für eine Routine 200 für die Position des Ventils wieder, die durch die Steuereinrichtung 160 ausgeführt wird. Die Routine 200 führt einen von der Steuereinrichtung 18 empfangenen Befehl aus, um die Einlaßöffnung 114 des Ventils 100 mit einer ausgewählten Auslaßöffnung Y zu verbinden.

Es wird davon ausgegangen, daß der Rotor sich in einer abgehobenen Position befindet, wobei das Luftventil 151 im Block 202 betätigt wird, um Druckluft zu dem zweiten Ende des Luftzylinders 152 zu führen und um dadurch sicherzustellen, daß sich der Rotor 120 in seiner abgehobenen Position befindet.

Anschließend wird im Block 204 die Zielöffnung Y mit der augenblicklichen, im Speicher 162 gespeicherten Öffnung verglichen, um zu bestimmen, in welche Richtung der Rotor zu drehen ist, damit er die Zielöffnung am schnellsten erreicht. Beispielsweise kann die Prüfung hierfür lauten, ist die Zielöffnung mehr als vier Öffnungen von der augenblicklichen Öffnung entfernt, so drehe Dich entgegen der Uhrzeigerrichtung, andernfalls drehe Dich in Uhrzeigerrichtung. In Abhängigkeit des Resultats dieser Überprüfung wird entweder ein Vorwärts-(Uhrzeigerrichtung)- oder ein Rückwärts-(gegen Uhrzeigerrichtung)-Schrittmotormuster in einem der Blöcke 206, 208 ausgewählt. Der bevorzugte Schrittmotor wird durch Zuführen einer Folge von vier Impulsen zu dem Motor gesteuert. In Abhängigkeit der Folge, in der die Impulse zugeführt werden, kann der Motor veranlaßt werden, sich in jede Richtung zu drehen. Es ist zu bemerken, daß das Rückwärtsschrittmuster üblicherweise die Umkehr des Vorwärtsschrittmusters ist.

Wenn das Schrittmuster zum Drehen des Schrittmotors in die gewünschte Richtung ausgewählt worden ist, wird eine Schleife, die die Blöcke 210 bis 220 umfaßt, ausgeführt, um den Schrittmotor solange in Betrieb zu halten, bis der Positions­ sensor den Rotor über der Zielöffnung erfaßt. Dabei wird zuerst im Block 210 der nächste Impuls in dem ausgewählten Schrittmuster an den Schrittmotor ausgege­ ben, um den Schrittmotor in die gewünschte Richtung zu drehen.

Anschließend wird im Block 212 die Ausgabe des Sensors (der Zustand der Näherungssensoren 136.0 bis 136.9) mit dem Eingang der Suchtabelle (0, Y) verglichen, die den "Nicht-Fehler"-Code für die Zielöffnung Y wiedergibt. Wenn die Ausgabe des Sensors gleich diesem Code ist, hat der Rotor 120 die Zielöffnung erreicht. Daher wird der Block 222 ausgeführt, um die augenblickliche Öffnung gleich der Zielöffnung zu setzen und um das Luftventil zu betätigen, damit der Rotor aufsetzt, bevor die Routine 200 beendet wird.

Wenn jedoch die Ausgabe des Sensors nicht gleich dem "Nicht-Fehler"-Code ist, werden die anderen Suchtabellenzugänge in der Reihe Y für einen Abstimmung­ scode in den Blöcken 214 bis 220 gesucht. Im Block 214 wird eine Spaltenvariable X, die dem Fehlercode für den Annäherungsdetektor 136.X entspricht, auf 0 initialisiert. Anschließend wird im Block 216 die Ausgabe des Sensors mit dem Suchtabelleneingang (X+1, Y) mit dem einen Spaltenversatz verglichen, um die "Nicht-Fehler"-Spalte zu überspringen.

Wenn die Ausgabe des Sensors gleich diesem Code ist, hat der Rotor 120 die Zielöffnung erreicht, obwohl ein fehlerhafter Annäherungsdetektor vorhanden ist. Anschließend wird Block 224 ausgeführt, um ein Fehlerflag zu setzen, bevor die Steuerung zu dem Block 222 fortfährt, um die augenblickliche Öffnung gleich der Zielöffnung zu setzen und das Luftventil zu aktivieren, um den Rotor aufsetzen zu lassen. Anschließend wird die Routine beendet.

Wenn die Sensorausgabe nicht gleich dem Code ist, der in dem augenblicklichen Tabelleneingang gespeichert ist, wird die Spaltenvariable X im Block 218 inkrementiert bzw. um 1 erhöht. Anschließend fährt die Steuerung im Block 220, wenn die Spaltenvariable kleiner oder gleich 9 ist (was anzeigt, daß die letzte Spalte in der Tabelle erreicht ist) zu dem Block 216 fort, um den Code zu evaluieren, der in dem Eingang in der nächsten Spalte gespeichert ist. Andernfalls ist die gesamte Reihe evaluiert bzw. untersucht worden und die Steuerung fährt zu dem Block 210 fort, um den nächsten Impuls in dem Schrittmuster auszugeben und um dadurch den Schrittmotor um einen weiteren Schritt zu drehen. Die Routine 200 wird in dieser Weise fortgesetzt, bis die Zielöffnung erreicht worden ist.

Verschiedene Fehlererfassungsmechanismen können ebenfalls in der Routine 200 eingegliedert sein. Beispielsweise kann die Routine 200 in der Weise konfiguriert sein, daß sie den aufsitzenden/abgehobenen Status des Rotors überprüft. Wenn der Rotor dahingehend gesteuert worden ist, daß er an einem gewünschten Ziel aufsitzt, kann die Routine 200 überprüfen, daß das Sensormotor "vollständig aus" ist, um anzuzeigen, daß der Rotor tatsächlich aufsitzt. Anschließend wird eine Nachricht an die Steuereinrichtung 18 abgegeben, die den "aufsitzenden" Zustand kennzeichnet. Die Routine 200 kann fortfahren, die Sensoren zu überwachen und den "aufsitzenden" Zustand des Rotors anzuzeigen. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt die Sensoren anzeigen, daß der Rotor nicht aufsitzt, kann eine Nachricht für einen "nicht verriegelten" Zustand an die Steuereinrichtung 18 abgegeben werden, um eine hierfür notwendige Handlung zu steuern.

Weiterhin kann die Routine 200 konfiguriert sein, um eine Situation zu behandeln, wo die Zielöffnung niemals erreicht wird. Wenn die Steuereinrichtung 160 aufgefordert worden ist, eine Bewegung zu einer neuen Öffnung auszuführen und daher die Richtung des kürzesten Weges im Block 204 bestimmt, kann die angenäherte Zahl der Schritte, die notwendig ist, um das gewünschte Ziel zu erreichen, berechnet werden, wobei diese Zahl verwendet wird, um eine an die Steuereinrichtung 18 abzugebende Nachricht eines "Nicht-zu-der-Öffnung- bewegbar"-Zustand zu initiieren, wenn die Zielöffnung nicht in der erwarteten Anzahl an Schritten erfaßt wird (plus einer Fehlertoleranz).

Es ist zu bemerken, daß andere Routinen ausgeführt werden können, um den Positionssensor 130 zu verwenden, damit der Rotor zu einer gewünschten Position in Übereinstimmung mit der Erfindung bewegt wird.

Der bevorzugte Positionssensor schafft signifikante Vorteile über bekannte Vorgehensweisen zum Anzeigen der Überprüfung der Abgabe. Beispielsweise stellt der bevorzugte Positionssensor mehr eine positive Überprüfung hinsichtlich der Position und der Abgabe bereit, als sich auf eine indirekte Vorgehensweise zu verlassen, wie dies beispielweise durch Leitfähigkeitssensoren und dgl. der Fall ist. Darüber hinaus ist der Positionssensor direkt mit dem Rotor verbunden, um dessen Rotation zu erfassen. Es ist festgestellt worden, daß einige bekannte Konstruktio­ nen, bei denen ein Positionssensor, wie beispielsweise ein Codierrad mit einem Schrittmotor verbunden ist, Fehler infolge des Schlupfes des Motors hervorrufen können. Insbesondere bei kostensensitiven Entwürfen kann Schlupf infolge der geringen Drehmomentausgabe durch kleinere Schrittmotoren auftreten.

Zusammenfassend ist ein Abgabesystem zum Abgeben chemischer Produkte an eine Vielzahl von Einsatzpunkten vorgesehen, das ein Mehrfachöffnungsventil verwendet, um wahlweise Anwendungsverdünnungen von einem Mischgerät zu ausgewählten Einsatzstellen zu führen. Das Mehrfachöffnungsventil benutzt einen Positionssensor, um eine positive Abgabeüberprüfung durch Erfassen der Winkelposition eines Rotors relativ zu einem Stator in dem Ventil zu schaffen. Der Positionssensor enthält einander gegenüberliegende Winkelanordnungen aus erfaßbaren Elementen und Näherungsdetektoren, welche relativ zueinander um eine gemeinsame Achse in Erwiderung der Drehung des Rotors in der Weise gedreht werden, daß die erfaßbaren Elemente in der Nähe zu einer eindeutigen Kombination aus Näherungsdetektoren an jeder Winkelposition der Vielzahl von vorbestimmten Winkelpositionen ausgerichtet sind. Im Ergebnis werden eindeutige Codes aus den Näherungssensoren ausgegeben, um positiv die Positionierung des Rotors in vorbestimmten Winkelpositionen zu identifizieren.

Verschiedene Modifikationen können an den bevorzugten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne daß sich von dem Geist und der Reichweite der Erfindung entfernt wird. Die Erfindung liegt in den hier beigefügten Ansprüchen.

Claims (12)

1. Abgabesystem zum Abgeben von chemischen Produkten zu einer Mehrzahl von Einsatzstellen, wobei das System (10) enthält:

• (a) ein Mischgerät (20), das mit einer Quelle (12) für ein Verdünnungs­ mittel und mit mehreren Quellen (32) für chemische Produkte verbunden ist, wobei das Mischgerät (20) eine Anwendungsver­ dünnung ausgibt, die zumindest eines der chemischen Produkte, welches mit dem Verdünnungsmittel gemischt wird, enthält,
• (b) ein Mehrfachöffnungsventil (100), welches einen Einlaß (114) zur Aufnahme einer Anwendungsverdünnung aus dem Mischgerät (20) und eine Mehrzahl von Auslaßöffnungen (116) aufweist, die mit der Mehrzahl von Einsatzstellen (30) verbunden sind, wobei das Mehrfachöffnungsventil (100) zwischen mehreren Positionen bewegbar ist, in der jeweils der Einlaß (114) mit einem der Auslässe (116) aus der Mehrzahl von Auslässen (116) verbunden ist; und
• (c) eine Steuereinrichtung (18), die mit dem Mischgerät (20) und dem Mehrfachöffnungsventil (100) zum wahlweisen Abgeben einer Anwendungsverdünnung an eine der Einsatzstellen (50) verbunden ist.

2. Abgabesystem nach Anspruch 1, bei dem das Mischgerät (20) enthält:

• (a) einen Mischverteiler (26), der einen Verdünnungsmitteleinlaß, mehrere Produkteinlässe und einen Auslaß aufweist, und
• (b) eine Abgabepumpe (28), die mit der Steuereinrichtung (18) ver­ bunden ist und die in Fluidverbindung mit dem Auslaß des Mischver­ teilers (26) sowie dem Einlaß (114) des Mehrfachöffnungsventils (100) steht.

3. Abgabesystem nach Anspruch 2, bei dem das Mischgerät (20) weiterhin eine Verdünnungsmitteldosier­ einrichtung (22) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (18) verbunden ist und die in Fluidverbindung mit dem Verdünnungsmitteleinlaß des Mischver­ teilers (26) steht, wobei die Verdünnungsmitteldosiereinrichtung (22) eine variable Strömungsgeschwindigkeit für das Verdünnungsmittel zu dem Mischverteiler (26) erzeugt.

4. Abgabesystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Mischgerät (20) weiterhin erste und zweite Strömungsmeß­ einrichtungen (24, 30) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (18) verbunden sind, wobei die erste Strömungsmeßeinrichtung (24) in Fluidver­ bindung mit dem Verdünnungsmitteleinlaß des Mischverteilers (26) und die zweite Strömungsmeßeinrichtung (30) in Fluidverbindung mit dem Auslaß des Mischverteilers (26) steht.

5. Abgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Mischgerät (20) weiterhin mehrere Produktventile (34) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (18) verbunden sind, wobei jedes Produktventil (34) in Fluidverbindung mit einer Produktquelle (32) und mit dem Mischverteiler (26) über einen der Produkteinlässe steht.

6. Abgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Mischgerät (20) weiterhin eine Luftdruckquelle (36) aufweist, die mit der Steuereinrichtung (18) verbunden ist und die in Fluidverbindung mit dem Einlaß (114) des Mehrfachöffnungsventils (100) zum Zuführen von Druckluft zu dem Mehrfachöffnungsventil (100) steht, um die Anwendungs­ verdünnung stromabwärts der Druckluftquelle (36) zu einer Einsatzstelle (50) zu führen.

7. Abgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Mehrfachöffnungsventil (100) enthält:

• (a) einen Stator (112), der eine erste Öffnung (114) und mehrere zweite Öffnungen (116) aufweist, die in einer ringförmigen Anordnung um die erste Öffnung (114) vorgesehen sind, wobei die erste Öffnung (114) in Fluidverbindung mit dem Einlaß des Mehrfachöffnungs­ ventils (100) steht und wobei jede zweite Öffnung (116) in Fluidver­ bindung mit einem der Auslässe des Mehrfachöffnungsventils (100) steht,
• (b) einen Rotor (120), der innerhalb des Gehäuses (106, 108) drehbar angeordnet ist und der eine Mittenöffnung (121) aufweist, die in Fluidverbindung mit einer Umfangsöffnung (122) steht, wobei die Mittenöffnung (121) der ersten Öffnung (114) des Stators (112) gegenüberliegt und die Umfangsöffnung (122) einer der zweiten Öffnungen (116) des Stators (112) gegenüberliegt, und
• (c) eine Antriebseinrichtung (140), die mit dem Rotor (120) zum Drehen des Rotors (120) verbunden ist, um die Umfangsöffnung (122) an einer ausgewählten zweiten Öffnung (116) der zweiten Öffnungen (116) zu positionieren, damit die erste Öffnung (114) in Fluidver­ bindung mit der ausgewählten zweiten Öffnung (116) gelangt.

8. Abgabesystem nach Anspruch 7, bei dem das Mehrfachöffnungsventil (100) weiterhin einen Positionssensor (130) zum Erfassen einer vorbestimmten Winkelposition für den Rotor (120) aus der Mehrzahl von Winkelpositionen enthält, wobei der Positionssensor (130) aufweist:

• (a) mehrere erfaßbare Elemente (133), die in einer ringförmigen Anordnung vorgesehen sind, und
• (b) mehrere Näherungsdetektoren (136), die in einer ringförmigen Anordnung vorgesehen sind, wobei die erfaßbaren Elemente (133) und die Näherungsdetektoren (136) relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (146) infolge der Drehung des Rotors (120) in der Weise drehbar sind, daß die erfaßbaren Elemente (133) in der Nähe einer eindeutigen Kombination von Näherungsdetektoren (136) in jeder vorbestimmten Winkelposition ausgerichtet sind.

9. Abgabesystem nach Anspruch 8, weiterhin enthaltend eine Scheibe (132), die mit dem Rotor (120) verbunden ist und sich mit diesem gemeinsam dreht, wobei die erfaßbaren Elemente Magnete (133) aufweisen, die an der Scheibe (132) montiert sind, und wobei die Näherungsdetektoren Halleffekt-Detektoren (136) aufweisen, die der Scheibe (132) gegenüberliegend angeordnet und fest innerhalb des Gehäuses (106, 108) montiert sind.

10. Abgabesystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem Mehrfachöffnungsventil (100) weiterhin eine Rotoranhebeein­ richtung (152) für eine selektive Axialbewegung des Rotors (120) zwischen einer abgehobenen und einer aufsitzenden Position enthält, wobei bei der aufsitzenden Position die Mittenöffnung (121) mit der ersten Öffnung (114) zusammenwirkt und die Umfangsöffnung (122) mit einer der zweiten Öffnung (116) zusammenwirkt, und wobei die mehreren erfaßbaren Elemente (133) verbunden sind, um axial mit dem Rotor (120) bewegt zu werden, wodurch die Anzahl an Näherungsdetektoren (136) weiterhin die abgehobene Position des Rotors (120) erfaßt.

11. Verfahren zum Abgeben chemischer Produkte an mehrere Einsatzstellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:

• (a) Erzeugen einer Anwendungsverdünnung aus einem Verdünnungs­ mittel und zumindest einem chemischen Produkt,
• (b) Auswählen einer Einsatzstelle aus mehreren Einsatzstellen durch Drehen eines Mehrfachöffnungsventils, um dieses in Fluidverbindung mit einem der Auslässe, die mit den Einsatzstellen verbunden sind, zu verbinden, und
• (c) Führen der Anwendungsverdünnung durch den Einlaß des Mehrfach­ öffnungsventils zu einer der Einsatzstellen.

12. Positionssensor zum Erfassen einer Winkelposition aus einer Anzahl von vorbestimmten Winkelpositionen eines ersten Gliedes, welches drehbar mit einem zweiten Glied verbunden ist, wobei der Positionssensor enthält:

• (a) mehrere erfaßbare Elemente (133), die in einer ringförmigen Anordnung auf einem der Glieder (132, 135), dem ersten oder dem zweiten Glied, angeordnet ist, und
• (b) mehrere Näherungsdetektoren (136), die in einer ringförmigen Anordnung auf dem anderen Glied (132, 135), dem zweiten oder dem ersten Glied, angeordnet sind, wobei die erfaßbaren Elemente (133) und die Näherungsdetektoren (136) relativ zueinander um eine gemeinsame Achse infolge der Drehung des ersten Gliedes (132) relativ zu dem zweiten Glied (135) in der Weise drehbar sind, daß die erfaßbaren Elemente annähernd eine eindeutige Kombination der Näherungsdetektoren (136) in jeder vorbestimmten Winkelposition einnehmen.