DE19915066C2

DE19915066C2 - Verfahren zur Erkennung des Typs von austauschbaren gerätespezifischen Kolben-Zylinder-Einheiten für Pipettier- oder Dosiergeräte sowie Pipettier- und Dosiersystem

Info

Publication number: DE19915066C2
Application number: DE19915066A
Authority: DE
Inventors: Ralf Braun; Peter Mahler; Juergen Schraut
Original assignee: Brand GmbH and Co KG
Current assignee: Brand GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: US20010019701A1; US6740295B2; DE19915066A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung des Typs von austauschbaren Kolben-Zylinder-Einheiten für Pipettier- oder Dosiergeräte gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Pipettier- oder Dosiersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwen dung einer austauschbaren Kolben-Zylinder-Einheit für ein Pipettier- oder Dosier system zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, beschrieben in Anspruch 13.

Ein Verfahren zur Erkennung des Typs eines jeweils an einem Pipettiergerät ange brachten Austauschteils in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit ist aus der EP 0 691 158 A2 bekannt. Zur Durchführung des bekannten Verfahrens ist eine Erfassungs einrichtung darauf ausgelegt, den Typ des Austauschteils anhand seines Kolbens zu identifizieren. Der Kolben weist hierbei an seinem Kolbenstangenkopf eine Kodie rung auf. Die Kolben Zylinder-Einheit wird hierzu in einer Aufnahme des Pipettierge rätes mit ihrem Kolbenstangenkopf derart eingelegt, daß die Kodierung in einer vor bestimmten Position zur Erfassungseinrichtung plaziert wird. Ist die Erfassungsein richtung beispielsweise als Lichtschranke ausgebildet, erfolgt die Identifizierung des Typs des Austauschteils dann anhand der Auswertung von empfangenen Licht durchtritten, bzw. von nicht erfolgten Lichtdurchtritten an Stellen, an denen die Ko dierung einen derartigen Lichtdurchtritt verhindert.

Dieses Verfahren erfordert die Einhaltung relativ großer Genauigkeiten bei der Ferti gung der Teile der Kolben Zylinder-Einheit da für die Einhaltung der genauen Rela tivposition zwischen Kodierung und Erfassungseinrichtung die Toleranzkette Kol benstangenkopf-Kolbenstange-Kolben-Zylinderboden-Zylinderflansch maßgeblich ist.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Erkennung des Typs eines jeweils an einem Pi pettiergerät angebrachten Austauschteils in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit, bei dem der Einfluß der Toleranzkette Kolbenstangenkopf-Kolbenstange-Kolben-Zylin derboden-Zylinderflansch eliminiert wird. Bei diesem Verfahren (US 5,389,341), bei dem einem Antrieb des Kolbens eine Wegmeßeinrichtung zugeordnet ist, wird die Kodierung nicht am Kolbenstangenkopf, sondern am Zylinderflansch angebracht. Eine solche Kodierung am Zylinderflansch hat die in der EP 0 691 158 A2 in Spalte 1, Zeile 42 bis Spalte 2, Zeile 2 erläuterten Nachteile.

Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren zur Erken nung des Typs von austauschbaren Kolben-Zylinder-Einheiten für Pipettier- oder Dosiergeräte anhand der Kodierung am Kolbenstangenkopf so auszugestalten und weiterzubilden, daß der Einfluß der Toleranzkette Kolbenstangenkopf-Kolbenstange- Kolben-Zylinderboden-Zylinderflansch eliminiert wird, so daß auch in gewissem Rahmen größere Toleranzen der Teile der Kolben-Zylinder-Einheiten toleriert werden können.

Die Lösung der zuvor aufgezeigten Aufgabe erfolgt hinsichtlich des beanspruchten Verfahrens durch die Merkmale von Anspruch 1, hinsichtlich des beanspruchten Pi pettier- oder Dosiersystems durch die Merkmale des Anspruchs 6. Der Verwendungs anspruch bezüglich der austasuchbaren Kolben-Zylinder-Einheit ist Anspruch 13.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf wird zunächst die Kolben-Zylinder- Einheit in das Gerät eingelegt und dabei der Zylinder wie üblich im Gerät fixiert. Der Kolbenstangenkopf wird im Zuge des Einlegens oder anschließend an das Gerät auf geeignete Art und Weise angekoppelt. Danach erfolgt zunächst ein Erfassen des Vorhandenseins der Kolben-Zylinder-Einheit, um sicherzustellen, daß überhaupt eine derartige Einheit im Gerät vorhanden ist. Dieses Erfassen kann beispielsweise durch Betätigen eines elektrischen Kontaktes im Zuge des Einlegens erfolgen.

Anschließend wird ein kolbenkopfseitiger Referenzpunkt erfaßt. Dazu wird der Kol benstangenkopf an der Erfassungseinrichtung, die gerätefest im Pipettier- oder Dosiergerät angeordnet ist, vorbeibewegt. Oder es wird die Erfassungseinrichtung am stehenden Kolbenstangenkopf vorbeibewegt. Dieses Erfassen eines kolbenkopfseiti gen Referenzpunktes stellt sozusagen eine Kalibrierung für die anschließende Erken nung des Typs der eingelegten Kolben-Zylinder-Einheit dar, die das erfindungs gemäße Verfahren zumindestens weitgehend von Unterschieden in den Maßtole ranzen der Spritzenteile unabhängig macht. Denn die Bestimmung des Referenzpunktes bei jeder Typerkennung ergibt die Möglichkeit, einen Ausgangspunkt für die Abtastung der Kodierung des Kolbenstangen-Kopfes festzulegen. Von dem Referenzpunkt ausgehend wird der geräteseitigen Erfassungseinrichtung eine Zielvorgabe gegeben, beispielsweise ab welchem Zeitpunkt oder ab welcher Wegstrecke nach Erfassung des kolbenkopfseitigen Referenzpunktes die Erfassung der Kodierung zu erwarten bzw. durchzuführen ist.

Ausgehend von der Ermittlung des Referenzpunktes wird in einem weiteren Verfah rensschritt eine Kodierung zur Bestimmung ermittelt, ob eine gerätespezifische Kol ben-Zylinder-Einheit vorliegt. Hierzu wird ebenso eine Relativbewegung zwischen Kolbenstangenkopf und Erfassungseinrichtung ausgeführt. Wird in diesem Schritt die gerätespezifische Kodierung erfaßt, kann die nachfolgende Abtastung der Kodie rung des Kolbenstangenkopfes freigegeben werden, mittels der der Typ der eingeleg ten Kolben-Zylinder-Einheit erfaßt wird.

Bezogen auf den ermittelten Referenzpunkt wird im nächsten Verfahrensschritt die Kodierung des Kolbenstangenkopfes, mit dem der Typ der eingelegten Kolben-Zy linder-Einheit bestimmt werden kann, erfaßt. Hierzu erfolgt ebenfalls eine Relativbe wegung zwischen dem Kolbenstangenkopf und der Erfassungseinrichtung. Weil der Referenzpunkt unmittelbar am Kolbenstangenkopf erfaßt wird, ist die Erfassung der Kodierung des Typs der eingelegten Kolben-Zylinder-Einheit praktisch tolerenzfrei möglich. Die Toleranz wird durch die Bemaßung und Toleranz in der Fertigung des Kolbenstangenkopfes bestimmt.

Die Erfassung des Referenzpunktes, der Gerätespezifität und der Typenkodierung kann grundsätzlich in beliebiger zeitlicher Abfolge erfolgen, somit auch gleichzeitig, je nach dem welche Relativlage, Referenzpunkt und Kodierung haben, wie die Kodierung ausgebildet ist und welches Auswerteverfahren, regelmäßig ein elektro nisches Auswerteverfahren, eingesetzt wird.

Wird bei der Ermittlung der ersten Kodierung festgestellt, daß eine nicht-gerätespezi fische Kolben-Zylinder-Einheit vorliegt, wird die Messung abgebrochen und/oder eine entsprechende Anzeige am Gerät initiiert, die dem Benutzer das Vorliegen einer nicht-gerätespezifischen Kolben-Zylinder-Einheit signalisiert. Dann kann beispielsweise der jeweils vorhandene Typ manuell im Gerät eingegeben werden. Oder die Kolben-Zylinder-Einheit wird aus dem Gerät entnommen und durch eine ge rätespezifische Kolbenzylinder-Einheit ausgetauscht.

"Gerätespezifisch" meint eine Kolben-Zylinder-Einheit, die von einem bestimmten Hersteller stammt und mit einer den Typ spezifizierenden Kodierung versehen ist, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erkennbar ist.

Der kolbenkopfseitige Referenzpunkt kann bei einer besonders bevorzugten Aus führungsform durch Anlegen eines geräteseitigen Druckelements an den Kolbenstan genkopf, vorzugsweise an seine freie Stirnfläche, erfaßt werden. Hierbei ist es mög lich, mit Hilfe des Druckelements den Kolben bis in seine Anschlagstellung im Zylin der hinunterzudrücken, um sicherzustellen, daß ein vollflächiges Anlegen am Kolben stangenkopf erfolgt ist. Dadurch kann das Totvolumen in der Kolben-Zylinder-Ein heit minimiert werden.

Vorzugsweise kann der kolbenkopfseitige Referenzpunkt durch Erfassen einer Refe renzmarke am Druckelement erfaßt werden. Dies ergibt den Vorteil, daß das Druckele ment ein geräteseitiges, in seiner Form und Abmessung vorbestimmbares und bei jeder Erfassung unveränderbares Teil darstellt, an dem in genauer Positionierung die Refe renzmarke angebracht werden kann.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Abtastung der Kodierung des Kolbenstangenkopfes in Abhängigkeit vom Bewegungsweg des Kol benstangenkopfes durchgeführt. So ist es beispielsweise möglich, geräteseitig den zu rückgelegten Wert des Kolbenstangenkopfes zu erfassen und an zuvor festgelegten Positionen Erfassungen der Kodierung durchzuführen und anhand der Ergebnisse dieser Erfassung den Typ der eingelegten Kolben-Zylinder-Einheit zu bestimmen.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Pipettier- oder Dosiersystem mit einer entspre chenden Erfassungstechnik. Je nach Ausführung weist das Pipettiersystem oder Do siersystem ein Pipettiergerät oder ein Dosiergerät auf. Das Pipettier- oder Dosiergerät kann grundsätzlich als Handgerät oder als motorbetriebenes Gerät ausgeführt wer den.

Vorzugsweise ist das Gerät ein autonomes, von Hand haltbares und motorbetriebenes Gerät, das sämtliche Komponenten in einem Gehäuse vereinigt. Hierzu zählen wie üblich ein Antrieb, vorzugsweise ein Motorantrieb, eine Getriebeeinrichtung, die die Drehbewegung des Motors in eine Längsbewegung eines Kolbenantriebes umwan delt, gegebenenfalls eine Steuerelektronik, eine Stromversorgung und eine Ankoppel einrichtung zur Verbindung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit mit dem Kol benantrieb.

Die Kolben-Zylinder-Einheit des erfindungsgemäßen Pipettier- oder Dosiersystems ist als Austauschteil ausgebildet. Sie weist einen Zylinder auf, in dem ein abgedichteter Kolben zum Zwecke des Ansaugens und Ausstoßens einer zu pipettierenden oder dosierenden Flüssigkeit bewegbar ist. Der Kolben weist eine Kolbenstange auf, an deren freiem Ende ein Kolbenstangenkopf angebracht ist. Der Kolbenstangenkopf trägt eine den Typ der Kolben-Zylinder-Einheit spezifizierende Kodierung.

Ferner weist das erfindungsgemäße Pipettier- oder Dosiersystem eine Erfassungsein richtung zum automatischen Erfassen eines Typs einer am Gerät angebrachten Kol ben-Zylinder-Einheit auf.

Weiter weist das Pipettier- oder Dosiersystem eine Antriebseinrichtung auf, die eine Relativbewegung zwischen dem Kolbenstangenkopf und der Erfassungseinrichtung erzeugt, wobei bei dieser Bewegung durch die Erfassungseinrichtung ein kolben kopfseitiger Referenzpunkt und die Kodierung erfaßt werden. Vorzugsweise bewegt die Antriebseinrichtung den Kolbenstangenkopf an der Erfassungseinrichtung vor bei. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Erfassungseinrichtung zu bewegen, während der Kolbenstangenkopf feststeht.

Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Bewegung des Kolben stangenkopfes auch die Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung. Alternativ können auch zwei Antriebseinrichtungen vorgesehen sein, insbesondere wenn man die Erfassungseinrichtung zur Erfassung des kolbenkopfseitigen Refe renzpunktes und der Kodierung im Gerät bewegen will.

Normalerweise ist in einem Pipettier- oder Dosiergerät eine Meßeinrichtung zur Be stimmung der relativ zwischen dem Kolbenstangenkopf und der Erfassungseinrich tung bzw. zwischen dem Kolbenstangenkopf und dem Gerät zurückgelegten Weg strecke vorhanden. Das ist auch bei dem erfindungsgemäßen Pipettier- oder Dosier system vorteilhaft, um auch für die Relativbewegung die Wegstrecke erfassen zu können.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Pipettier- oder Dosiersystems sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 12.

Als Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine Lichtschrankenanordnung vorgese hen. Die Lichtschrankenanordnung kann im einfachsten Fall eine Infrarotdiode als Lichtquelle auf einer Seite und einen ihr gegenüberliegenden Infrarotdetektor auf der anderen Seite des Gerätes aufweisen, so daß der Kolbenstangenkopf bei seiner Be wegung relativ zur Erfassungseinrichtung zwischen diesen beiden Elementen hin durch bewegt wird. Dies ergibt den Vorteil, daß mit einer einzigen Lichtschrankenan ordnung mehrere Kodierungen abgetastet werden kann. Auch ist die Kodierung nicht an ein festes Raster gebunden.

Um die Erfassung zu beschleunigen, ist es jedoch auch möglich, daß die Erfassungs einrichtung zwei oder mehrere Lichtschrankenpaare (jeweils Fotodiode als Lichtquel le und Fotodetektor als Empfänger) beabstandet zueinander entlang des Bewe gungsweges des Kolbenstangen-Kopfes im Gerät aufweist.

Darüber hinaus ist das Pipettier- oder Dosiergerät mit sämtlicher erforderlicher Elek tronik und sämtlichen Datenverarbeitungseinheiten versehen, die zur Durchführung und Auswertung der Erfassung des Typs der angebrachten Kolben-Zylinder-Einheit erforderlich sind.

Die Verwendung einer austauschbaren Kolben-Zylinder-Einheit für ein Pipettier- oder Dosiersystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruchs 13.

Im folgenden wird das Verfahren und das Pipettier- und Dosiersystem anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematisch leicht vereinfachte teilweise Darstellung eines Pipettiersystems zur Erläuterung der vorgesehenen Kom ponenten,

Fig. 2 bis 5 der Fig. 1 entsprechende Darstellungen des Pipettiersystems mit unter schiedlichen Positionen des Kolbenstangenkopfes einer angebrachten Kolben-Zylinder-Einheit zur Erläuterung des Verfahrens und

Fig. 6 eine schematisch vereinfachte Blockdarstellung einer möglichen Aus führungsform eines Pipettiersystems.

In Fig. 1 ist ein Pipettiersystem 1 teilweise dargestellt, wobei sich Fig. 1 auf die Darstellung der Komponenten beschränkt, die zur Erläuterung vorlie gender Erfindung erforderlich sind. Entsprechend kann die Erfindung auch ein Do siersystem allgemeiner Art betreffen.

Das System 1 weist ein Pipettier- oder Dosiergerät 2 auf, dessen unterer Teil mit einem Aufnahmeraum 25 für eine Kolben-Zylinder-Einheit 3 dargestellt ist. Alle übrigen Komponenten des Gerätes 2, wie Hand- oder Motorantrieb, Getriebeeinrichtung zur Umwandlung der Motordrehung in einer Längsbewegung für den Kolben der Kol ben-Zylinder-Einheit, Stromversorgung, Steuer- und Auswerteelektronik, Bedienteile und diese umgebende Gehäuseteile sind zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 weggelassen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Pipettiersystems ist eine zum Teil dargestellte Kolben- Zylinder-Einheit 3 im Aufnahmeraum 25 angeordnet. Die Kolben-Zylinder-Einheit 3, die in Form einer Spritze ausgebildet sein und in verschiedenen Größen vorliegen kann, weist eine Kolbenstange 4 auf, an deren unterem in Fig. 1 nicht sichtbaren Ende ein Kolben angebracht ist. Der Kolben und die Kolbenstange 4 sind in einem Zylinder 27 angeordnet, wobei der Kolben zur Ausführung seiner Ansaug- und Ausstoßfunktion im Zylinder 27 abgedichtet ist. Am oberen Ende der Kolbenstange 4 ist ein Kolbenstangenkopf 5 vorgesehen, der mit einer den Typ (beispielsweise die Größe) der Kolben-Zylinder-Einheit 3 spezifizierenden Kodierung 6 versehen ist.

Die Kodierung 6 ist im Beispielsfall aus einer Abfolge von Lichtdurchtrittsausneh mungen 19, 20 und 21 und Kodierringen 22, 23 und 24 ausgebildet. Die Lichtdurch trittsausnehmungen 19 bis 21 und Kodierringe 22 bis 24 sind am Kolbenstangenkopf 5 so angeordnet, daß zunächst eine Lichtdurchtrittsausnehmung 19 am freien Ende des Kolbenstangenkopfes 5 vorgesehen ist. Diese Lichtdurchtrittsausnehmung 19 dient zur Bestimmung der Gerätespezifizität der angebrachten Kolben-Zylinder-Ein heit 3. Die Lichtdurchtrittsausnehmung 19 wird durch das Anbringen eines Vor sprunges 29 auf dem folgenden Kodierring 22 geschaffen, wobei der Vorsprung 29 zur Bildung der Lichtdurchtrittsausnehmung 19 in seiner Dimension gegenüber dem Kodierring 22 kleiner ausgestaltet ist.

Nach dem Kodierring 22 folgt die Lichtdurchtrittsausnehmung 20, der wiederum der Kodierring 23 folgt. Zwischen dem Kodierring 23 und dem Kodierring 24 ist die dritte Lichtdurchtrittsausnehmung 21 angeordnet.

An den Kodierring 24 schließt sich die Kolbenstange 4 an, die im Zylinder 27 hin und her beweglich angeordnet ist.

Der Zylinder 27 wiederum weist einen Zylinderbund 26 auf, der an einer Hintergrei fung 28 eines Gehäuses 30 des Gerätes 2 anliegt. Hiermit und mit Hilfe einer nicht dargestellten Fixiereinrichtung ist der Zylinder 27 fixiert, so daß zum Ansaugen und Ausstoßen von Flüssigkeit nur der Kolben im Zylinder 27 bewegbar ist.

Das Gerät 2 weist ferner eine Erfassungseinrichtung 7 zum automatischen Erfassen des Typs einer am Gerät 2 angebrachten Kolben-Zylinder-Einheit 3 auf.

Die Erfassungseinrichtung 7 weist im Beispielsfalle zwei entlang der Geräteachse A beabstandet zueinander angeordnete Infrarot-Fotodioden 13 und 15 als Lichtquellen auf, die bevorzugt außermittig zur Längsachse des Kolbenstangenkopfes 5 angeord net sind.

Gegenüber diesen Lichtquellen 13 und 15 sind ebenfalls beabstandet zur Geräteach se A zwei Infrarot-Fotodetektoren 14 und 16 angeordnet, wie sich dies im einzelnen aus Fig. 1 ergibt.

Das Gerät 2 weist ferner eine Antriebseinrichtung 8 auf, die hier dazu dient, den Kol benstangenkopf 5 an der Erfassungseinrichtung 7 vorbei zu bewegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Antriebseinrichtung 8 ein Druck element 9 auf, das über eine Druckfeder 17 in einem Führungsraum 18 unter Feder vorspannung beweglich gelagert ist. Das Druckelement 9 ist kolbenähnlich und weist einen Führungsabschnitt 31 auf, der im Führungsraum 18 angeordnet ist und in die sen eintauchen und aus diesem ausfahren kann, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Am Führungsabschnitt 31 liegt mit einem Ende die Druckfeder sich mit ihrem anderen Ende am Boden 33 des Führungsraumes 18 abstützt.

Ferner weist das Druckelement 9 einen Anlageabschnitt 32 auf, der mit dem Füh rungsabschnitt 31 verbunden ist. Zwischen den Abschnitten 31 und 32 ist eine kreis ringförmige Ausnehmung angeordnet, die in der dargestellten Ausführungsform eine Referenzmarke 12 für einen kolbenkopfseitigen Referenzpunkt bildet, was nachfol gend näher erläutert wird.

Das Druckelement 9 liegt über seinen Anlageabschnitt 32 an einer Stirnfläche 10 des Kolbenstangenkopfes 5 an, die im Beispielsfalle die Stirnfläche des Vorsprunges 29 bildet.

Die Antriebseinrichtung 8 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit dem Kolben antrieb verbunden, so daß eine zusätzliche Antriebsquelle nicht erforderlich ist. Der Kolbenstangenkopf 5 ist auf geeignete Art und Weise mit der Antriebseinrichtung 8 gekoppelt, beispielsweise durch eine Rastverbindung, die jedoch in Fig. 1 zur Verein fachung der Darstellung nicht im einzelnen dargestellt ist.

Fig. 1 stellt den Zustand nach dem Anbringen der Kolben-Zylinder-Einheit 3 am Ge rät 2 dar. In diesem Zustand wird lediglich durch eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Ermittlungseinrichtung festgestellt, daß überhaupt eine Kolben-Zylinder-Einheit 3 am Gerät 2 angebracht ist. Eine Identifizierung auf Gerätespezifizität und Typ der Kolben-Zylinder-Einheit ist in diesem Zustand noch nicht durchgeführt worden.

In Fig. 2 ist der Kolbenstangenkopf 5 ein gewisses Stück gemäß der in Fig. 2 gewähl ten Darstellung nach oben bewegt worden. Im Laufe dieser Bewegung gelangt die Referenzmarke 12 in den Bereich der ersten Lichtschranke 13, 14, was durch den Pfeil L1 angegeben ist. Die Lichtquelle 13 sendet den Lichtstrahl L1 aus, der aufgrund der Ausbildung der Referenzmarke 12 auf den Detektor 14 fallen kann. Dieser Ver fahrensschritt stellt die Erfassung des kolbenkopfseitigen Referenzpunktes dar. Es wird mit diesem Verfahrensschritt ein Ausgangspunkt definiert, ab dem die weiteren Verfahrensschritte bei der dargestellten Ausführungsform bewegungswegabhängig durchgeführt werden können. Aufgrund des Umstandes, daß die Referenzmarke 12 an dem geräteseitigen Druckelement 9 angebracht ist, dessen Maßhaltigkeit genau festgelegt werden kann und das stets unverändert bleibt, ist der Weg von der Refe renzmarke 12 bis zur Stirnfläche 10 genau bekannt, da es sich bei diesem Weg um die Dimensionierung des Anlageabschnittes 32 des Druckelementes 9 handelt. Nach der Referenzpunkterfassung wird über eine in den Figuren nicht dargestellte Einrichtung zur Bewegungswegmessung, beispielsweise eine Indexscheibe, der weitere Bewe gungsweg des Kolbenstangenkopfes 5 ermittelt.

Nach der Referenzpunkterfassung gemäß Fig. 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel der nächste Schritt die Erfassung, ob eine gerätespezifische Kolben-Zylinder-Einheit 3 am Gerät 2 angebracht wurde. Gerätespezifisch heißt, daß es sich bei der verwende ten Kolben-Zylinder-Einheit 3 um eine vom Hersteller des Gerätes 2 stammende Ein heit handelt, daß also eine Unterscheidung zwischen herstellereigener und hersteller fremder Kolben-Zylinder-Einheit 3 bei dem Erfassungsschritt, der in Fig. 3 dargestellt ist, getroffen wird.

Hierzu wird der Kolbenstangenkopf 5 hier weiter nach oben bewegt, bis die Licht durchtrittsausnehmung 19 in den Bereich der Lichtschranke 13, 14 gelangt. Die Lichtquelle 13 sendet einen Lichtstrahl L2 aus, der vom Detektor 14 aufgefangen wird. Dies bedeutet für die Identifizier-Einrichtung 7, daß eine gerätespezifische Kol ben-Zylinder-Einheit 3 vorliegt, so daß die darauffolgende Erfassung der Kodierung zur Bestimmung des Typs dieser Einheit freigegeben werden kann. Sollte eine her stellerfremde Kolben-Zylinder-Einheit 3 vorliegen wäre der Vorsprung 29 zur Bil dung der Lichtdurchtrittsausnehmung 19 nicht vorgesehen. Dies würde dann bedeu ten, daß beim Verfahrensschritt gemäß Fig. 3 ein Kodierring im Bereich der Licht schranke 13, 14 zu liegen käme, so daß kein Lichtdurchtritt möglich wäre. Dies würde dem Gerät signalisieren, daß eine herstellerfremde, also nichtgerätespezifische Kolben- Zylinder-Einheit 3 angebracht worden ist. Die Folge wäre entweder ein Austausch oder eine Anzeige, daß eine manuelle Eingabe des Typs der Kolben-Zylinder-Einheit 3 erforderlich ist.

In Fig. 3 ist im Bereich der Lichtschranke 15, 16 ein gestrichelt dargestellter Licht strahl L3 eingezeichnet. Dieser gestrichelte Lichtstrahl L3 stellt eine Option dar, bei der gleichzeitig oder zeitlich knapp versetzt zum Schritt der Erfassung der Geräte spezifizität eine erste Abtastung der Kodierung zur Erfassung des Typs der Kolben- Zylinder-Einheit 3 durchgeführt wird. Bei gleichzeitiger Erfassung könnte beispiels weise das Ergebnis in einem Speicher abgelegt werden, bis eine Freigabe für die Er fassung des Typs der Kolben-Zylinder-Einheit 3 erfolgt, sobald ermittelt worden ist, daß tatsächlich eine gerätespezifische Einheit angebracht worden ist. Der Vorteil ei ner derartigen Erfassung oder einer zeitlich knapp versetzten Erfassung ist eine Zeit ersparnis bei der Abtastung der Kodierung.

Fig. 4 zeigt einen nächsten Schritt, der unter Nutzung der Lichtschranke 15, 16 durchgeführt wird, die die Lichtdurchtrittsausnehmung 21 abtastet und den entspre chenden Wert einer Auswerteeinheit weitergibt.

Fig. 5 stellt einen weiteren Erfassungsschritt zur Abtastung der Kodierung dar, bei der die Lichtschranke 13, 14 die Lichtdurchtrittsausnehmung 20 erfaßt. Dies wäre eine Alternative zum Vorgehen gemäß Fig. 3 dann, wenn im Schritt gemäß Fig. 3 die zweite Lichtschranke 15, 16 noch nicht aktiv ist, weil die Gerätespezifizität noch nicht ermittelt worden ist.

Wie bereits erläutert worden ist, wird die gesamte Erfassung bzw. Abtastung der Ko dierung beispielsweise wegabhängig gesteuert. Dies bedeutet, daß die Positionen, an denen die Lichtschranken 13, 14 bzw. 15, 16 Kodierungen (entweder Lichtdurchtrittsausnehmungen oder Kodierringe) erwarten können, wegmäßig festgelegt sind, da die Kodierungen pro Spritzentyp an sich bekannt sind und die Maßhaltigkeit der Kodierung selbst bei größeren Toleranzbereichen so gut ist, daß eine derartige weg mäßige Vorprogrammierung zur Abtastung der Kodierung mit hoher Meßgenauigkeit möglich ist.

In Fig. 6 ist in schematisch vereinfachter Blockdarstellung eine mögliche Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Pipettiersystems 1 in seiner Gesamtheit dargestellt.

Das System 1 weist bei der dargestellten Ausführungsform ein autonomes, von Hand haltbares Gerät 2 auf, das in einem Gehäuse 42 sämtliche Gerätekomponenten verei nigt. Hierzu zählen als wesentlichste Komponenten eine Steuer- und Auswerteelek tronik 40, insbesondere zur Gerätesteuerung und Datenspeicherung. Die Elektronik 40 wirkt unter Zwischenschaltung einer vorzugsweise als Indexscheibe 39 ausgebil deten Wegerfassungseinrichtung mit einer vorzugsweise als Elektromotor ausgebil deten Antriebseinrichtung 38 und einem Getriebe 37 zusammen, das mit dem Motor 38 zur Umwandlung seiner Drehbewegung in eine Längsbewegung einer Antriebs stange 36 zusammenwirkt. Die Antriebsstange 36 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit der bereits beschriebenen Antriebseinrichtung 8 gekoppelt, die wiede rum mit einer Ankoppeleinrichtung 37 zusammenwirkt, die den Kolbenstangenkopf 5 am Gerät 2 fixiert.

Die Darstellung der Fig. 6 zeigt ferner die am Gerät 2 in diesem Betriebszustand an gebrachte austauschbare Kolben-Zylinder-Einheit 3 mit dem Kolbenstangenkopf 5, der mit der Kolbenstange 4 verbunden ist. Am dem Kolbenstangenkopf 5 gegen überliegenden Ende der Kolbenstange 4 ist der Kolben 34 angeordnet, der bei der dargestellten Ausführungsform einen Kolbendorn 43 aufweist, der bei der in Fig. 6 dargestellten Endstellung in eine Spitze 44 der Kolben-Zylinder-Einheit 3 hineinragt, um das Totvolumen zu minimieren.

Ferner verdeutlicht Fig. 6 die Anordnung der Erfassungseinrichtung 7, die zuvor be reits erläutert worden ist.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung des Typs von austauschbaren, gerätespezifischen Kol ben-Zylinder-Einheiten (3) für Pipettier- oder Dosiergeräte (2),
wobei der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit (3) mit einer Kolbenstange (4) ver bunden ist, an deren freiem Ende ein Kolbenstangenkopf (5) angeordnet ist, der ab tastbare Kodierungen (6; 19) aufweist, und
wobei im Pipettier- oder Dosiergerät (2) eine Erfassungseinrichtung (7) zur automa tischen Identifizierung der Kolben-Zylinder-Einheit (3) vorhanden ist,
mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Einlegen der Kolben-Zylinder-Einheit (3) in das Gerät (2),
b) Ankoppeln des Kolbenstangenkopfes (5) an das Gerät (2),
c) Erfassen des Vorhandenseins der Kolben-Zylinder-Einheit (3) im Gerät (2),

gekennzeichnet durch folgende weiteren Verfahrensschritte:

a) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Kolbenstangenkopf (5) und der Erfassungseinrichtung (7) und dabei Erfassen eines kolbenkopfseitigen Re ferenzpunktes durch die Erfassungseinrichtung (7),
b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Kolbenstangenkopf (5) und der Erfassungseinrichtung (7) und dabei Erfassen einer ersten Kodierung (19) zur Bestimmung, ob eine gerätespezifische Kolben-Zylinder-Einheit (3) vorliegt,
c) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Kolbenstangenkopf (5) und der Erfassungseinrichtung (7) und dabei Erfassen einer Kodierung (6) des Kol benstangenkopfes (5) zur Bestimmung des Typs der eingelegten Kolben-Zylin der-Einheit (3),

wobei die Ausführung der Schritte d), e) und f) in beliebiger zeitlicher Abfolge er folgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenkopfseitige Referenzpunkt durch Anlegen eines geräteseitigen Druckelementes (9) am Kolben stangenkopf (5) erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenkopfseitige Referenzpunkt durch Erfassen einer Referenzmarke (12) am Druckelement (9) erfaßt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Er fassen der Kodierungen (6; 19) in Abhängigkeit vom Bewegungsweg des Kolben stangenkopfes (5) oder der Erfassungseinrichtung (7) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Er fassen der Kodierungen (6; 19) an zwei oder mehreren beabstandeten geräteseitigen Meßpunkten (13, 14; 15, 16) durchgeführt wird.

6. Pipettier- oder Dosiersystem (1)
mit einem Pipettier- oder Dosiergerät (2),
mit einer als Austauschteil ausgebildeten lösbar anbringbaren Kolben-Zylinder-Ein heit (3), die einen Kolben (34) mit einer Kolbenstange (4) und einen Kolbenstangen kopf (5) aufweist, der mit einer den Typ der Kolben-Zylinder-Einheit (3) spezifizie renden Kodierung (6) versehen ist,
mit einer Erfassungseinrichtung (7) zum automatischen Erfassen der Kodierung (6) der am Gerät (2) angebrachten Kolben-Zylinder-Einheit (3) und
mit einer Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung einer Bewegung des Kolbenstan genkopfes (5) im Pipettier- oder Dosiergerät (2),
dadurch gekennzeichnet,
daß im Pipettier- oder Dosiergerät (2) eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der relativ zwischen dem Kolbenstangenkopf (5) und der Erfassungseinrichtung (7) zurückge legten Wegstrecke vorhanden ist,
wobei mittels einer Antriebseinrichtung (8) eine Relativbewegung zwischen dem Kolbenstangenkopf (5) und der Erfassungseinrichtung (7) erzeugt und bei dieser Bewegung durch die Erfassungseinrichtung (7) ein kolbenkopfseitiger Referenz punkt und die Kodierung (6) erfaßt wird und
wobei die Kodierung (6) bezogen auf den Referenzpunkt ausgewertet wird.

7. Pipettier- oder Dosiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (8) ein Druckelement (9) zur Anlage an der Stirnfläche (10) des Kolbenstangenkopfes (5) aufweist.

8. Pipettier- oder Dosiersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (9) federnd in einer Führungshülse (11) der Antriebseinrichtung (8) gelagert ist.

9. Pipettier- oder Dosiersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (9) eine Referenzmarke (12) als kolbenkopfseitigen Referenz punkt aufweist.

10. Pipettier- oder Dosiersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (7) zumindestens eine Lichtschranke (13, 14; 15, 16) aufweist.

11. Pipettier- oder Dosiersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung der Bewegung des Kolben stangenkopfes (5) auch die Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung der Relativbewe gung ist.

12. Pipettier- oder Dosiersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung von der Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung der Bewegung des Kolbenstangenkopfes (5) verschieden ist.

13. Verwendung einer austauschbaren Kolben-Zylinder-Einheit (3) für ein Pipettier- oder Dosiersystem (1)
mit einem Zylinder (27) und einem Kolben (34) innerhalb des Zylinders (27), der mit einer Kolbenstange (4) und einem Kolbenstangenkopf (5) versehen ist,
wobei sich am Kolbenstangenkopf (5) eine Kodierung (6; 19) befindet, die einen den Typ der Kolben-Zylinder-Einheit (3) identifizierenden Kodierungsteil (6) und einen den Hersteller der Kolben-Zylinder-Einheit (3) identifizierenden Kodierungsteil (19) aufweist,
zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.