DE102017207524B4

DE102017207524B4 - Dosing device and thus executable dosing process

Info

Publication number: DE102017207524B4
Application number: DE102017207524.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bammesberger; Frank Jacob
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2037-05-05
Also published as: DE102017207524A1

Abstract

Dosiervorrichtung zur dosierten Abgabe und/oder Aufnahme von Fluidmengen (3), mit mehreren Dosiereinheiten (2), die stirnseitig jeweils eine Dosieröffnung (8) aufweisen, wobei mehrere Dosieröffnungen (8) in einer linearen Öffnungsreihe (13) horizontal beabstandet zueinander angeordnet sind und wobei allen Dosieröffnungen (8) der Öffnungsreihe (13) eine zur Tropfendetektion dienende Lichtschranke (16) gemeinsam zugeordnet ist, durch die ein sich an allen Dosieröffnungen (8) der Öffnungsreihe (13) vorbei erstreckender Detektions-Lichtstrahl (18) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranke (16) so ausgebildet ist, dass der Detektions-Lichtstrahl (18) mit einem geringen Vertikalabstand direkt unterhalb der Dosieröffnungen (8) vorbei verläuft, so dass ein an einer beliebigen Dosiereinheit (2) hängender, nicht abdosierter Tropfen (17) in den Strahlgang des Detektions-Lichtstrahls (18) ragt und den Detektions-Lichtstrahl (18) zur Erzeugung eines elektrischen Diagnosesignals unterbricht.Metering device for metered delivery and / or absorption of fluid quantities (3), with a plurality of metering units (2), each of which has a metering opening (8) on the end, several metering openings (8) being arranged horizontally spaced apart from one another in a linear row of openings (13) All metering openings (8) of the row of openings (13) are assigned a light barrier (16) serving for drop detection, by means of which a detection light beam (18) extending past all metering openings (8) of the row of openings (13) can be generated characterized in that the light barrier (16) is designed in such a way that the detection light beam (18) passes directly below the metering openings (8) with a small vertical distance, so that a non-metered drop hanging from any metering unit (2) ( 17) protrudes into the beam path of the detection light beam (18) and the detection light beam (18) for generating an electrical diagnostic signal interrupts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zur dosierten Abgabe und/oder Aufnahme von Fluidmengen, mit mehreren Dosiereinheiten, die stirnseitig jeweils eine Dosieröffnung aufweisen, wobei mehrere Dosieröffnungen in einer linearen Öffnungsreihung horizontal beabstandet zueinander angeordnet sind und wobei allen Dosieröffnungen der Öffnungsreihe eine zur Tropfendetektion dienende Lichtschranke gemeinsam zugeordnet ist, durch die ein sich an allen Dosieröffnungen der Öffnungsreihe vorbei erstreckender Detektions-Lichtstrahl erzeugbar ist.The invention relates to a metering device for metered delivery and / or absorption of fluid quantities, with a plurality of metering units, each of which has a metering opening at the end, several metering openings being arranged horizontally spaced apart from one another in a linear row of openings, and with all metering openings in the row of openings having a light barrier serving for drop detection in common is assigned, by means of which a detection light beam extending past all metering openings of the row of openings can be generated.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur dosierten Abgabe und/oder Aufnahme von Fluidmengen mittels einer Dosiervorrichtung, die mit mehreren Dosiereinheiten ausgestattet ist, die stirnseitig jeweils eine Dosieröffnung aufweisen, wobei mehrere Dosieröffnungen in einer linearen Öffnungsreihe horizontal beabstandet zueinander angeordnet sind und wobei zur Tropfendetektion mittels einer Lichtschranke ein sich an allen Dosieröffnungen der Öffnungsreihe vorbei erstreckender Detektions-Lichtstrahl erzeugt wird.The invention further relates to a method for the metered delivery and / or absorption of fluid quantities by means of a metering device which is equipped with a plurality of metering units, each of which has a metering opening on the end face, several metering openings being arranged horizontally spaced apart from one another in a linear row of openings, and for droplet detection by means of a light barrier, a detection light beam extending past all metering openings of the row of openings is generated.

Eine in dem vorgenannten Sinne ausgebildete und betreibbare Dosiervorrichtung ist aus der US 2015 / 0 116 406 A1 bekannt. Die bekannte Dosiervorrichtung hat eine Mehrzahl von Öffnungen, an denen Flüssigkeit in Tropfenform ausgebbar ist. Sie verfügt außerdem über eine nach Art einer Lichtschranke ausgebildete Tropfendetektionsvorrichtung, mit der die ausgegebenen Flüssigkeitstropfen detektiert werden können, um beispielsweise die ausgegebene Fluidmenge zu bestimmen. Außerdem kann die Tropfendetektionsvorrichtung verwendet werden, um über die Erfassung oder Nichterfassung eines Tropfens Rückschlüsse darauf zu ziehen, ob die Öffnungen noch in Ordnung oder eventuell verstopft sind.A metering device designed and operable in the aforementioned sense is known from US 2015/0 116 406 A1. The known metering device has a plurality of openings at which liquid can be dispensed in the form of drops. It also has a drop detection device designed in the manner of a light barrier, with which the dispensed liquid drops can be detected in order, for example, to determine the amount of fluid dispensed. In addition, the drop detection device can be used to draw conclusions about the detection or non-detection of a drop as to whether the openings are still OK or possibly blocked.

Die DE 10 2013 103 835 A1 offenbart eine Flüssigkeits-Dosiervorrichtung mit einer Öffnung zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeit, der eine Lichtschranke zugeordnet ist, deren Lichtstrahl von der ausgebrachten Flüssigkeit unterbrochen wird, sodass die ausgebrachte Flüssigkeit detektiert werden kann.The DE 10 2013 103 835 A1 discloses a liquid metering device with an opening for metered dispensing of liquid, to which a light barrier is assigned, the light beam of which is interrupted by the dispensed liquid, so that the dispensed liquid can be detected.

Aus der US 2008 / 0 184 809 A1 gehen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Tropfendetektion hervor, wobei von einer Düse ausgegebene Flüssigkeitstropfen zur Messung des ausgegebenen Flüssigkeitsvolumens in einem sich an die Düse anschließenden Kanal mittels einer Lichtschranke detektiert werden.US 2008/0 184 809 A1 discloses a device and a method for drop detection, liquid droplets discharged from a nozzle for measuring the dispensed liquid volume in a channel adjoining the nozzle being detected by means of a light barrier.

Mit einer aus der DE 10 2014 013 552 B3 bekannten Dosiervorrichtung ist eine dosierte Abgabe und/oder Aufnahme von als Fluidproben vorliegenden Fluidmengen in Trägersubstrate oder aus Trägersubstraten möglich, beispielsweise sogenannte Mikrotiterplatten. Bei den Fluidproben handelt es sich beispielsweise um biologische bzw. biochemische Analyseproben, die zu analysieren oder in sonstiger Weise zu behandeln sind, oder auch um Nährlösungen oder Reagenzien verschiedenster Art. Üblicherweise enthalten die Trägersubstrate mehrere Aufnahmekammern für Fluidproben, die in einer oder mehreren zueinander parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Dosiervorrichtung über eine Mehrzahl von Dosiereinheiten verfügt, mit denen die in der jeweils gleichen Reihe angeordneten Aufnahmekammern gleichzeitig entleerbar oder befüllbar sind. Jede Dosiereinheit hat eine nach unten weisende Dosieröffnung zur Aufnahme und/oder Abgabe einer Fluidprobe, wobei sämtliche Dosieröffnungen in einer linearen Öffnungsreihe liegend horizontal beabstandet zueinander angeordnet sind, so dass die Möglichkeit besteht, in der gleichen Reihe angeordnete Aufnahmekammern eines Trägersubstrates gleichzeitig zu entleeren oder zu befüllen.With one from the DE 10 2014 013 552 B3 Known metering device is a metered delivery and / or absorption of fluid quantities present as fluid samples in carrier substrates or from carrier substrates, for example so-called microtiter plates. The fluid samples are, for example, biological or biochemical analysis samples that are to be analyzed or otherwise treated, or also nutrient solutions or reagents of various types. The carrier substrates usually contain a plurality of receiving chambers for fluid samples that are parallel to one another in one or more Rows are arranged, the metering device having a plurality of metering units with which the receiving chambers arranged in the same row can be emptied or filled at the same time. Each dosing unit has a downward-pointing dosing opening for receiving and / or dispensing a fluid sample, with all dosing openings lying horizontally spaced apart from one another in a linear row of openings, so that there is the possibility of simultaneously emptying or closing receiving chambers of a carrier substrate arranged in the same row fill.

Beim Dosieren von Fluidproben oder auch sonstigen Fluidmengen sind oftmals hohe Sicherheits-und Hygienestandards angebracht. Bei fehlerhaft arbeitenden Dosiereinheiten kann an einzelnen Dosieröffnungen eine Tropfenbildung auftreten, was zur Verunreinigung aufeinanderfolgend zu bearbeitender Fluidmengen führen kann.When dosing fluid samples or other amounts of fluid, high safety and hygiene standards are often appropriate. In the case of incorrectly working dosing units, droplet formation can occur at individual dosing openings, which can lead to contamination of successively processed quantities of fluid.

In der DE 10 2014 104 996 A1 ist eine Dosiereinheit beschreiben, die mit einer Lichtschranke ausgestattet ist, mit der sich eine an einer Dosieröffnung der Dosiereinheit stattfindende Tropfenbildung überwachen lässt. Der Einsatz einer solchen Lichtschranke bei einer mit einer Vielzahl von Dosiereinheiten ausgestatteten Dosiervorrichtung wäre allerdings sehr kostenintensiv und würde die Kompaktheit der Vorrichtung beeinträchtigen.In the DE 10 2014 104 996 A1 describes a dosing unit that is equipped with a light barrier with which a drop formation taking place at a dosing opening of the dosing unit can be monitored. However, the use of such a light barrier in a metering device equipped with a large number of metering units would be very cost-intensive and would impair the compactness of the device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die bei einer mit mehreren Dosiereinheiten ausgestatteten Dosiervorrichtung und einem damit ausführbaren Dosierverfahren eine kostengünstige und kompakte Abmessungen zulassende Betriebsüberwachung ermöglichen.The invention is based on the object of taking measures which, in the case of a metering device equipped with a plurality of metering units and a metering method which can be carried out therewith, permit cost-effective and compact dimensions of operational monitoring.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Lichtschranke so ausgebildet ist, dass der Detektions-Lichtstrahl mit einem geringen Vertikalabstand direkt unterhalb der Dosieröffnungen vorbei verläuft, so dass ein an einer beliebigen Dosiereinheit hängender, nicht abdosierter Tropfen in den Strahlgang des Detektions-Lichtstrahls ragt und den Detektions-Lichtstrahl zur Erzeugung eines elektrischen Diagnosesignals unterbricht.To solve this problem, it is provided in a metering device of the type mentioned at the outset that the light barrier is designed in such a way that the detection light beam passes directly below the metering openings with a small vertical distance, so that a non-metered drop hanging from any metering unit in protrudes the beam path of the detection light beam and the Detection light beam for generating an electrical diagnostic signal interrupts.

Die Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Detektions-Lichtstrahl so erzeugt wird, dass er mit einem geringen Vertikalabstand direkt unterhalb der Dosieröffnungen vorbei verläuft, so dass ein an einer beliebigen Dosiereinheit hängender, nicht abdosierter Tropfen in den Strahlgang des Detektions-Lichtstrahls ragt und den Detektions-Lichtstrahl zur Erzeugung eines elektrischen Diagnosesignals unterbricht.The object is further achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the detection light beam is generated in such a way that it passes directly below the metering openings with a small vertical distance, so that a droplet which is not dosed and which is attached to any metering unit falls into the Beam path of the detection light beam protrudes and interrupts the detection light beam to generate an electrical diagnostic signal.

Auf diese Weise kann die Tropfenbildung bezüglich sämtlicher zur gleichen Öffnungsreihe gehörender Dosieröffnungen mittels ein und derselben Lichtschranke einheitlich überwacht werden. Bildet sich an einer beliebigen der mehreren Dosieröffnungen ein daran hängender, nicht abdosierter Fluidtropfen aus, kann dies mittels der Lichtschranke aufgrund des dann unterbrochenen Detektions-Lichtstrahls festgestellt werden. Da ein und dieselbe Lichtschranke für die gleichzeitige Überwachung einer Vielzahl von Dosiereinheiten genutzt wird, ist der konstruktive Aufbau relativ gering und mit überschaubarem Kosteneinsatz zu realisieren. Im Vergleich zu einer individuellen Ausstattung der Dosiereinheiten mit jeweils einer eigenen Lichtschranke sind überdies sehr kompakte Gesamtabmessungen der Dosiervorrichtung realisierbar, wobei die Dosieröffnungen ungeachtet der Tropfenüberwachung eng beabstandet zueinander angeordnet werden können.In this way, the drop formation with respect to all metering openings belonging to the same row of openings can be uniformly monitored by means of one and the same light barrier. If a drop of fluid, which has not been dosed off, is formed at any of the several metering openings, this can be determined by means of the light barrier on the basis of the then interrupted detection light beam. Since one and the same light barrier is used for the simultaneous monitoring of a large number of dosing units, the structural design is relatively small and can be implemented at a reasonable cost. In comparison to an individual configuration of the metering units, each with its own light barrier, very compact overall dimensions of the metering device can also be realized, the metering openings being able to be arranged closely spaced apart from one another regardless of the drop monitoring.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims.

Zweckmäßigerweise verfügt die Lichtschranke über zwei zueinander beabstandete Licht-Funktionseinheiten, zwischen denen sich bei aktivierter Lichtschranke der Detektions-Lichtstrahl erstreckt und die jeweils einem der beiden einander entgegengesetzten Endbereiche der Öffnungsreihe zugeordnet sind. Dadurch kann sich der Detektions-Lichtstrahl ungestört an sämtlichen Detektionsöffnungen vorbei zwischen den Licht-Funktionseinheiten erstrecken.The light barrier expediently has two light functional units spaced apart from one another, between which the detection light beam extends when the light barrier is activated and which are each assigned to one of the two opposite end regions of the row of openings. As a result, the detection light beam can extend undisturbed past all detection openings between the light functional units.

Bevorzugt ist die Lichtschranke als eine Einweg-Lichtschranke ausgebildet, bei der die eine Licht-Funktionseinheit als Licht-Sendeeinheit und die andere Licht-Funktionseinheit als Licht-Empfangseinheit ausgebildet ist. Damit verbunden ist ein sehr kostengünstiger Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit. Im Rahmen der Erfindung wäre es allerdings auch möglich, die Lichtschranke als eine Reflex-Lichtschranke auszuführen, bei der in einer der beiden Licht-Funktionseinheiten die Sende- und Empfangsfunktionalität zusammengefasst sind, während die andere Licht-Funktionseinheit lediglich als Reflektor fungiert.The light barrier is preferably designed as a one-way light barrier, in which the one light functional unit is designed as a light transmitting unit and the other light functional unit is designed as a light receiving unit. This is associated with a very cost-effective structure and high operational reliability. Within the scope of the invention, however, it would also be possible to design the light barrier as a reflex light barrier, in which the transmission and reception functionality are combined in one of the two light functional units, while the other light functional unit merely functions as a reflector.

Bevorzugt schließt sich jede der beiden Licht-Funktionseinheiten in Verlängerung der Öffnungsreihe mit Abstand an jeweils eine der beiden äußeren Dosieröffnungen der Öffnungsreihe an. Dadurch kann auf besonders einfache Weise gewährleistet werden, dass die Komponenten der Lichtschranke beim Einsatz der Dosiervorrichtung nicht mit einem unterhalb der Dosieröffnungen platzierten Trägersubstrat kollidieren.Each of the two light functional units preferably adjoins one of the two outer metering openings of the opening row at a distance from the row of openings. This ensures in a particularly simple manner that the components of the light barrier do not collide with a carrier substrate placed below the metering openings when using the metering device.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede der beiden Licht-Funktionseinheiten an einem zur besseren Unterscheidung als Funktions-Endabschnitt bezeichneten freien Endabschnitt eines Haltearmes einer Lichtschranken-Halteeinrichtung angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist die Lichtschranken-Halteeinrichtung bezüglich den Dosieröffnungen höhenverstellbar, so dass der Detektions-Lichtstrahl optimal bezüglich den zu überwachenden Dosieröffnungen ausrichtbar ist. Es ist insbesondere eine leichte Anpassung möglich, wenn Dosiereinheiten der Dosiervorrichtung betriebsbedingt ausgewechselt werden.It is particularly advantageous if each of the two light functional units is arranged on a free end portion of a holding arm of a light barrier holding device, which arm is called a functional end portion for better differentiation. The light barrier holding device is expediently height-adjustable with respect to the metering openings, so that the detection light beam can be optimally aligned with respect to the metering openings to be monitored. In particular, a slight adjustment is possible if the metering units of the metering device are replaced for operational reasons.

Vorzugsweise sind die Dosiereinheiten Bestandteile eines mittels eines Positioniersystems der Dosiervorrichtung beweglichen Dosierkopfes, wobei die Lichtschranke an dem Dosierkopf so angeordnet ist, dass sie die Positionierbewegung mitmacht. Der Dosierkopf ist einschließlich der Dosiereinheiten zweckmäßigerweise zumindest vertikal beweglich, so dass er bezüglich eines unterhalb der Dosieröffnungen angeordneten Trägersubstrates absenkbar und anhebbar ist. Die Lichtschranke kann ihrer Überwachungsfunktion unabhängig von der momentanen Position des Dosierkopfes nachkommen.The dosing units are preferably components of a dosing head which can be moved by means of a positioning system of the dosing device, the light barrier being arranged on the dosing head in such a way that it follows the positioning movement. The dosing head, including the dosing units, is expediently movable at least vertically, so that it can be lowered and raised with respect to a carrier substrate arranged below the dosing openings. The light barrier can perform its monitoring function regardless of the current position of the dosing head.

Die bereits erwähnten Haltearme einer Lichtschranken-Halteeinrichtung sind insbesondere so an dem Dosierkopf angeordnet, dass ihr Funktions-Endabschnitt jeweils in einen Bereich ragt, der in linearer Verlängerung der Öffnungsreihe angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Haltearme mit ihrem Funktions-Endabschnitt nach unten ragend an dem Dosierkopf angeordnet.The above-mentioned holding arms of a light barrier holding device are in particular arranged on the dosing head in such a way that their functional end section projects into a region which is arranged in a linear extension of the row of openings. The holding arms are preferably arranged with their functional end section projecting downward on the dosing head.

Die Dosiervorrichtung enthält zweckmäßigerweise mindestens ein Trägersubstrat, das mehrere über jeweils eine nach oben weisende Kammeröffnung verfügende Aufnahmekammern für Fluidmengen, insbesondere Fluidproben aufweist und das eine unterhalb der Dosieröffnungen der Dosiereinheiten liegende Arbeitsposition einnehmen kann, in der unterhalb jeder Dosieröffnung eine der Kammeröffnungen platziert ist. Zweckmäßigerweise können die Dosiereinheiten durch Ausführung einer zwischen den Dosiereinheiten und dem Trägersubstrat stattfindenden Relativbewegung eine durch eine Kammeröffnung hindurch in eine Aufnahmekammer eintauchende Eintauchposition einnehmen. In der Eintauchposition lässt sich eine Fluidmenge durch Vakuumbeaufschlagung sehr zuverlässig aus der zugeordneten Aufnahmekammer entnehmen. Auch kann in der Eintauchposition eine sichere und zielgerichtete Probeabgabe in die zugeordnete Aufnahmekammer hinein stattfinden.The metering device expediently contains at least one carrier substrate which has a plurality of receiving chambers for fluid quantities, in particular fluid samples, each having an upwardly facing chamber opening and which can assume a working position below the metering openings of the metering units, in which one of the chamber openings is placed below each metering opening. Advantageously, by executing a relative movement between the dosing units and the carrier substrate, the dosing units can assume an immersion position that is immersed into a receiving chamber through a chamber opening. A quantity of fluid can be passed through in the immersion position Remove the vacuum application very reliably from the assigned receiving chamber. In the immersion position, safe and targeted sample delivery can also take place into the associated receiving chamber.

Zweckmäßigerweise verfügt das Trägersubstrat über eine Mehrzahl von reihenweise angeordneten Aufnahmekammern, wobei die in der gleichen Reihe liegenden Aufnahmekammern nacheinander in einer mit den Dosieröffnungen vertikal fluchtenden Arbeitsposition positionierbar sind.The carrier substrate expediently has a plurality of receiving chambers arranged in rows, the receiving chambers lying in the same row being able to be successively positioned in a working position which is vertically aligned with the metering openings.

Alle Aufnahmekammern können gemeinsam von einer entsprechend gestalteten einstückigen Kammerbegrenzungsstruktur gebildet sein. Jede Aufnahmekammer kann alternativ auch von einem individuellen Behältnis, beispielsweise von einem Fläschchen, gebildet sein.All receiving chambers can be formed together by a suitably designed one-piece chamber delimitation structure. Alternatively, each receiving chamber can also be formed by an individual container, for example a vial.

Die Dosiervorrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass die Licht-Funktionseinheiten außerhalb und dabei seitlich neben dem in der Arbeitsposition befindlichen Trägersubstrat angeordnet sind, wenn die Dosiereinheiten in eine Eintauchposition abgesenkt sind. Somit können keinerlei Kollisionen zwischen den Komponenten der Lichtschranke und dem Trägersubstrat auftreten.The dosing device is designed in particular in such a way that the light functional units are arranged outside and laterally next to the carrier substrate located in the working position when the dosing units are lowered into an immersion position. Thus, no collisions between the components of the light barrier and the carrier substrate can occur.

Bevorzugt hat jede Dosiereinheit eine rohrförmige Dosiernadel, die vertikal ausgerichtet ist und an deren nach unten weisender Stirnseite sich eine der Dosieröffnungen befindet. Each metering unit preferably has a tubular metering needle which is oriented vertically and on whose downward-facing end face there is one of the metering openings.

Die Dosiereinheiten sind beispielsweise spritzenförmig konzipiert, wobei die Dosiernadel einer Spritzennadel entspricht.The dosing units are designed, for example, in the form of a syringe, the dosing needle corresponding to a syringe needle.

Die Dosiervorrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung ausgestattet, die über Auswertemittel verfügt, die ein elektrisches Diagnosesignal hervorrufen können, wenn der Detektions-Lichtstrahl durch einen an der Dosieröffnung einer beliebigen Dosiereinheit hängenden Tropfen unterbrochen wird oder ist.The metering device is expediently equipped with an electronic control device which has evaluation means which can produce an electrical diagnostic signal if the detection light beam is or is interrupted by a drop hanging from the metering opening of any metering unit.

Die Auswertemittel können beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie in der Lage sind, die als Unterbrechungs-Zeitdauer bezeichnete Zeitdauer einer Lichtstrahlunterbrechung zu erfassen und mit einem abgespeicherten Zeitdauer-Referenzwert zu vergleichen, so dass ein elektronisches Diagnosesignal hervorrufbar ist, wenn die Unterbrechungs-Zeitdauer den Zeitdauer-Referenzwert überschreitet. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Lichtschranke im Dauerbetrieb arbeiten, wobei der hinterlegte Zeitdauer-Referenzwert größer ist als die Zeitdauer, während der der Lichtstrahl durch einen üblichen Dosiervorgang zeitweilig unterbrochen ist. Auf diese Weise ist eine sichere Unterscheidung zwischen einem regelkonformen Betrieb und einer Störung möglich.The evaluation means can be designed, for example, in such a way that they are able to detect the time period of a light beam interruption referred to as the interruption time period and to compare it with a stored time period reference value, so that an electronic diagnostic signal can be produced when the interruption time period ends Duration reference value exceeds. In such an embodiment, the light barrier can work in continuous operation, the stored time duration reference value being greater than the time duration during which the light beam is temporarily interrupted by a conventional metering process. In this way, it is possible to differentiate between operation that complies with the rules and a malfunction.

Die Dosiervorrichtung kann auch für einen intervallweisen Betrieb der Lichtschranke ausgelegt sein. Dabei wird die Lichtschranke während der einzelnen Dosiervorgänge deaktiviert und ist nur in der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Dosiervorgängen aktiviert. In diesem Fall kann eine Lichtstrahlunterbrechung vom ersten Moment an als eine Tropfendetektion interpretiert werden.The metering device can also be designed for intermittent operation of the light barrier. The light barrier is deactivated during the individual dosing processes and is only activated in the period between successive dosing processes. In this case, an interruption in the light beam can be interpreted as a drop detection from the first moment.

Der Intervallbetrieb der Lichtschranke ist insbesondere dann vorteilhaft realisierbar, wenn die Dosiereinheiten unter Ausführung einer Positionierbewegung vertikal positionierbar sind. Die Lichtschranke ist in diesem Fall abhängig von der Position der Dosiereinheiten positionsabhängig aktivierbar und deaktivierbar. Dabei entspricht eine abgesenkte Position der Dosiereinheiten einer Dosierphase mit deaktivierter Lichtschranke, und eine hochgefahrene Position der Dosiereinheit entspricht einer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Dosierphasen liegenden Wartephase mit aktivierter Lichtschranke.Intermittent operation of the light barrier is particularly advantageous if the dosing units can be positioned vertically while performing a positioning movement. In this case, the light barrier can be activated and deactivated depending on the position of the dosing units. A lowered position of the dosing units corresponds to a dosing phase with deactivated light barrier, and a raised position of the dosing unit corresponds to a waiting phase with activated light barrier between two successive dosing phases.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung:

1 in einer schematischen, isometrischen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung,
2 eine Vorderansicht der Dosiervorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1, und
3 den unteren Endbereich der Dosiervorrichtung in einer der 2 entsprechenden Darstellungsweise im in ein Trägersubstrat eintauchenden Zustand der Dosiereinheiten.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. In this drawing:

1 a schematic, isometric representation of a preferred embodiment of the metering device according to the invention,
2nd a front view of the metering device with viewing direction according to arrow II 1 , and
3rd the lower end of the metering device in one of the 2nd corresponding representation in the state of the dosing units immersed in a carrier substrate.

Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Dosiervorrichtung ist mit einer Mehrzahl von Dosiereinheiten 2 ausgestattet, die jeweils in der Lage sind, eine Fluidmenge 3 aufzunehmen und auch wieder abzugeben. Bei der Fluidmenge 3 handelt es sich insbesondere um eine Fluidprobe.The whole with reference number 1 designated dosing device is with a plurality of dosing units 2nd equipped, each capable of holding a fluid amount 3rd to record and deliver again. With the amount of fluid 3rd it is in particular a fluid sample.

Einer wie auch immer gearteten Behandlung oder Verarbeitung zu unterziehende Fluidmengen 3 werden oftmals in einer matrixartigen Verteilung innerhalb eines entsprechend aufgebauten Trägersubstrates 4 bereitgestellt, bei dem es sich insbesondere um eine sogenannte Mikrotiterplatte handelt. Das Trägersubstrat 4 hat eine Vielzahl von Aufnahmekammern 5, in denen jeweils eine insbesondere von einer Fluidprobe gebildete begrenzte Fluidmenge 3 bereitgestellt werden kann. Jede Aufnahmekammer 5 hat eine in der betriebsbereiten Ausrichtung nach oben weisende, als Kammeröffnung 6 bezeichnete Öffnung, die zum Befüllen und Entleeren nutzbar ist. Mit Hilfe der Dosiereinheiten 2 können Fluidmengen 3 aus den Aufnahmekammern 5 entnommen und einer anschließenden Behandlung, beispielsweise einem Analysevorgang, unterzogen werden. Mit Hilfe der Dosiereinheiten 2 können auch bereits behandelte oder unbehandelte Fluidmengen 3 zur Aufbewahrung oder zur Weiterbehandlung in die Aufnahmekammern 5 abdosiert werden.Amounts of fluid to be subjected to whatever treatment or processing 3rd are often in a matrix-like distribution within a correspondingly constructed carrier substrate 4th provided, which is in particular a so-called microtiter plate. The carrier substrate 4th has a variety of reception chambers 5 , in each of which a limited amount of fluid formed in particular by a fluid sample 3rd can be provided. Every reception chamber 5 has a chamber opening in the ready-to-use orientation 6 designated opening that can be used for filling and emptying. With the help of the dosing units 2nd can fluid amounts 3rd from the reception chambers 5 removed and subjected to a subsequent treatment, for example an analysis process. With the help of the dosing units 2nd can also be treated or untreated amounts of fluid 3rd for storage or further processing in the receiving chambers 5 be dosed.

Bei einem Dosiervorgang, sei es ein Einfüllen oder ein Entnehmen einer Fluidmenge 3, können die Dosiereinheiten 2 von oben her durch jeweils eine Kammeröffnung 6 hindurch in eine Aufnahmekammer 5 des Trägersubstrates 4 eingetaucht werden, was in 3 illustriert ist. Die dabei von den Dosiereinheiten bezüglich des Trägersubstrats 4 eingenommene Position sei im Folgenden zur besseren Unterscheidung als Eintauchposition bezeichnet.With a dosing process, be it filling or removing a quantity of fluid 3rd , the dosing units 2nd from above through one chamber opening 6 through into a receiving chamber 5 of the carrier substrate 4th to be immersed in what 3rd is illustrated. The dosing units with respect to the carrier substrate 4th The position taken is referred to below as the immersion position for better distinction.

Für eine Abgabe von Fluidmengen 3 in die Aufnahmekammern 5 können die Dosiereinheiten 2 auch mit geringem Abstand oberhalb der Kammeröffnungen 6 außerhalb der Aufnahmekammern 5 verbleiben.For dispensing fluid quantities 3rd into the reception chambers 5 can the dosing units 2nd even at a short distance above the chamber openings 6 outside the reception chambers 5 remain.

Ihre Anwendung findet die Dosiervorrichtung 1 beispielsweise in der Medizintechnik, im pharmazeutischen Bereich, im Lebensmittelbereich, bei der Lötzinndosierung, bei der Klebstoffdosierung und/oder bei beliebigen biologischen oder biochemischen Maßnahmen. Andere Fluidmengen als Fluidproben sind beispielsweise von fließfähigen Lötzinnmengen oder Klebstoffmengen gebildet, die im Bereich der Fertigungstechnik auf ein Trägersubstrat zu dosieren sind, beispielsweise auf eine Leiterplatte und/oder ein Werkstück.The dosing device is used 1 for example in medical technology, in the pharmaceutical sector, in the food sector, in the metering of solder, in the metering of adhesive and / or in any biological or biochemical measures. Amounts of fluid other than fluid samples are formed, for example, by flowable amounts of solder or adhesive, which are to be metered onto a carrier substrate in the field of manufacturing technology, for example onto a printed circuit board and / or a workpiece.

Die Dosiereinheiten 2 haben jeweils eine Hauptachse 7 und sind im betriebsbereiten Zustand der Dosiervorrichtung 1 mit vertikaler Hauptachse 7 in einer Horizontalebene liegend nebeneinander angeordnet. Bevorzugt definiert jede Hauptachse 7 eine Längsachse der betreffenden Dosiereinheit 2.The dosing units 2nd each have a major axis 7 and are in the operational state of the dosing device 1 with vertical main axis 7 arranged side by side in a horizontal plane. Each major axis preferably defines 7 a longitudinal axis of the relevant dosing unit 2nd .

Jede Dosiereinheit 2 hat an einer Stirnseite eine in Achsrichtung der Hauptachse 7 weisende, als Dosieröffnung 8 bezeichnete Öffnung. Die Dosieröffnung 8 ist zweckmäßigerweise Bestandteil einer mit vertikaler Längsachse ausgerichteten rohrförmigen Dosiernadel 12, wobei jede Dosiereinheit 2 eine solche Dosiernadel 12 aufweist.Every dosing unit 2nd has on one end in the axial direction of the main axis 7 pointing, as a metering opening 8th designated opening. The metering opening 8th is expediently part of a tubular metering needle aligned with a vertical longitudinal axis 12th , each dosing unit 2nd such a dispensing needle 12th having.

Die Dosieröffnungen 8 aller vorhandenen Dosiereinheiten 2 sind in einer linearen Öffnungsreihe 13 mit horizontalem Abstand zueinander aneinandergereiht. Alle Dosieröffnungen 8 liegen in einer gemeinsamen Horizontalebene, die als Öffnungsebene 14 bezeichnet sei. Exemplarisch umfasst die Dosiervorrichtung 1 insgesamt acht Dosiereinheiten 2, so dass insgesamt acht Dosieröffnungen 8 vorhanden sind.The dosing openings 8th all existing dosing units 2nd are in a linear row of openings 13 strung together at a horizontal distance. All dosing openings 8th lie in a common horizontal plane, the opening plane 14 be designated. The dosing device includes, for example 1 a total of eight dosing units 2nd , so that a total of eight metering openings 8th available.

In nicht weiter illustrierter Weise ist jede Dosiereinheit 2 mit einer internen Dosierkammer ausgestattet, die über einen Dosierkanal 15 mit der zugeordneten Dosieröffnung 8 kommuniziert und die abwechselnd mit Unterdruck und Überdruck beaufschlagbar ist, um an der Dosieröffnung 8 eine ein Ansaugen einer Fluidmenge 3 ermöglichenden Saugeffekt hervorzurufen oder um eine angesaugte Fluidmenge an der Dosieröffnung 8 wieder auszugeben. Zur abwechselnden Erzeugung des Unterdruckes und Überdruckes ist jede Dosierkammer zweckmäßigerweise durch eine bewegliche Wand verschlossen, die insbesondere nach Art eines Kolbens ausgebildet ist und die durch Antriebsmittel der zugeordneten Dosiereinheit 2 verlagerbar ist, um eine Volumenveränderung der Dosierkammer hervorzurufen.Each dosing unit is in a manner that is not further illustrated 2nd equipped with an internal dosing chamber via a dosing channel 15 with the assigned metering opening 8th communicates and which can be acted upon alternately with negative pressure and positive pressure in order to at the metering opening 8th a suction of a quantity of fluid 3rd enabling suction effect or around a sucked-in amount of fluid at the metering opening 8th to spend again. For alternating generation of the negative pressure and positive pressure, each metering chamber is expediently closed by a movable wall, which is designed in particular in the manner of a piston and by drive means of the associated metering unit 2nd is shiftable to cause a change in volume of the metering chamber.

Aufgrund ihres entsprechenden Aufbaus können die Dosiereinheiten 2 exemplarisch auch als Spritzenpumpen bezeichnet werden.Due to their corresponding structure, the dosing units 2nd can also be referred to as syringe pumps.

Sämtlichen zu der Öffnungsreihe 13 gehörenden Dosieröffnungen 8 ist gemeinsam eine einzige Lichtschranke 16 zugeordnet, die zur Tropfendetektion von im Bereich der Dosieröffnungen 8 an den Dosiereinheiten 2 hängen gebliebenen Tropfen 17 der Fluidmengen 3 ausgebildet ist.All of the opening row 13 belonging metering openings 8th is a single light barrier together 16 assigned to the drop detection of in the area of the metering openings 8th on the dosing units 2nd stuck drops 17th the amount of fluid 3rd is trained.

Die Lichtschranke 16 kann einen aktivierten Betriebszustand einnehmen, in dem sie einen als Detektions-Lichtstrahl 18 bezeichneten Lichtstrahl erzeugt, der sich mit geringem Vertikalabstand unterhalb der Dosieröffnungen 8 an allen Dosieröffnungen 8 der Öffnungsreihe 13 vorbei erstreckt.The light barrier 16 can assume an activated operating state in which it acts as a detection light beam 18th designated light beam, which is located at a small vertical distance below the metering openings 8th at all dosing openings 8th the row of openings 13 extends over.

Bleibt nach einem Dosiervorgang an der Dosieröffnung 8 von einer oder mehreren der Dosiereinheiten 2 ein Tropfen 17 hängen, führt dies zu einer Unterbrechung des Detektions-Lichtstrahls 18, woraus ein elektrisches Diagnosesignal ableitbar ist und abgeleitet wird.Remains at the metering opening after a metering process 8th of one or more of the dosing units 2nd a drop 17th hanging, this leads to an interruption of the detection light beam 18th , from which an electrical diagnostic signal can be derived and is derived.

Die Dosiervorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung 22 ausgestattet, die in der Lage ist, bei Unterbrechung des Strahlverlaufes des Detektions-Lichtstrahls 18 ein elektronisches Diagnosesignal zu erzeugen, auf dessen Grundlage beispielsweise ein optisches Anzeigemittel 23, beispielsweise ein Leuchtmittel aktivierbar ist. Auf der Grundlage des elektronischen Diagnosesignals können auch weitere Aktionen hervorgerufen werden, beispielsweise eine Betriebsunterbrechung der Dosiervorrichtung 1.The dosing device 1 is convenient with an electronic control device 22 equipped, which is able to interrupt the beam path of the detection light beam 18th generate an electronic diagnostic signal, on the basis of which, for example, an optical display means 23 , for example a lamp can be activated. On the basis of the electronic diagnostic signal, further actions can also be brought about, for example an interruption of operation of the dosing device 1 .

Die Lichtschranke 16 ist insbesondere so ausgebildet, dass der Detektions-Lichtstrahl 18 mit einem geringen Vertikalabstand direkt unterhalb der Dosieröffnungen 8 vorbei verläuft, so dass ein an einer beliebigen Dosiereinheit 2 hängender, nicht abdosierter Tropfen 17 in den Strahlgang des Detektions-Lichtstrahls 18 ragt.The light barrier 16 is particularly designed so that the detection light beam 18th with a small vertical distance directly below the metering openings 8th runs past, so that one at any dosing unit 2nd hanging, not metered drops 17th into the beam path of the detection light beam 18th protrudes.

Der Detektions-Lichtstrahl 18 wird bereits durch einen einzigen, nicht abdosierten Tropfen 17 unterbrochen. Selbstverständlich wird der Detektions-Lichtstrahl 18 ebenso unterbrochen, wenn gleichzeitig mehrere nicht abdosierte Tropfen 17 mehrerer Dosiereinheiten 2 in den Strahlgang des Detektions-Lichtstrahls 18 ragen.The detection light beam 18th is already through a single, not metered drop 17th interrupted. Of course, the detection light beam 18th also interrupted if several drops not dosed at the same time 17th several dosing units 2nd into the beam path of the detection light beam 18th protrude.

Die Dosiervorrichtung 1 hat zweckmäßigerweise einen Dosierkopf 24, in dem sämtliche Dosiereinheiten 2 zu einer Baugruppe zusammengefasst sind. Der Dosierkopf 24 hat zweckmäßigerweise eine Grundeinheit 25, an der die Dosiereinheiten 2 befestigt sind. Beim Ausführungsbeispiel ist die Grundeinheit 25 blockförmig ausgeführt. Zweckmäßigerweise ragen die Dosiernadeln 15 ausgehend von der Grundeinheit 25 vertikal nach unten.The dosing device 1 expediently has a dosing head 24th , in which all dosing units 2nd are combined into an assembly. The dosing head 24th expediently has a basic unit 25th on which the dosing units 2nd are attached. In the exemplary embodiment is the basic unit 25th executed in block form. The metering needles expediently protrude 15 starting from the basic unit 25th vertically down.

Vorzugsweise ist die Dosiervorrichtung 1 mit einem Positioniersystem 26 ausgestattet, an dem der Dosierkopf 24 angebracht ist und durch die der Dosierkopf 24 zusammen mit allen dazugehörigen Dosiereinheiten 2 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Positionierbewegung 27 antreibbar ist.The metering device is preferably 1 with a positioning system 26 on which the dosing head 24th is attached and through which the dosing head 24th together with all associated dosing units 2nd to a positioning movement indicated by a double arrow 27 is drivable.

Exemplarisch ist die Positionierbewegung 27 eine Vertikalbewegung, so dass die Dosiereinheiten 2 einschließlich ihrer Dosieröffnungen 8 durch Ausführung der Positionierbewegung 27 vertikal verfahrbar und vorzugsweise in unterschiedlichen Höhenpositionen auch positionierbar ist. Durch Ausführung der Positionierbewegung 27 besteht beim Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, die Dosiereinheiten 2 wahlweise in einer in das Trägersubstrat 4 eintauchenden Eintauchposition gemäß 3 oder in einer nach oben aus dem Trägersubstrat 4 herausgefahrenen Bereitschaftsposition gemäß 2 zu positionieren.The positioning movement is exemplary 27 a vertical movement so that the dosing units 2nd including their metering openings 8th by executing the positioning movement 27 is vertically movable and can also be positioned preferably in different height positions. By executing the positioning movement 27 there is the possibility in the embodiment, the dosing units 2nd optionally in one in the carrier substrate 4th immersed immersion position according to 3rd or in an upward direction from the carrier substrate 4th extended standby position according to 2nd to position.

Das Trägersubstrat 4 verfügt über mindestens eine Kammeranordnung 28, die über eine Mehrzahl von Aufnahmekammern 5 verfügt, deren Kammeröffnungen 6 in einer linearen Reihe horizontal nebeneinander angeordnet sind. Um einen Dosiervorgang auszuführen, wird das Trägersubstrat 4 in einer Arbeitsposition unterhalb der Dosiereinheiten 2 positioniert, in der die zur gleichen Kammeranordnung 28 gehörenden Kammeröffnungen 6 jeweils direkt vertikal unterhalb einer der Dosieröffnungen 8 platziert sind. Somit liegen sich in der Arbeitsposition die Dosieröffnungen 8 und die Kammeröffnungen 28 jeweils paarweise vertikal gegenüber.The carrier substrate 4th has at least one chamber arrangement 28 that have a plurality of receiving chambers 5 has whose chamber openings 6 are arranged horizontally next to each other in a linear row. In order to carry out a dosing process, the carrier substrate 4th in a working position below the dosing units 2nd positioned in the same chamber arrangement 28 belonging chamber openings 6 each directly vertically below one of the metering openings 8th are placed. The metering openings are thus in the working position 8th and the chamber openings 28 in pairs vertically opposite each other.

Üblicherweise verfügt das Trägersubstrat 4 über mehrere parallel zueinander angeordnete Kammeranordnungen 28, so dass sich insgesamt eine matrixartige Verteilung der Kammeröffnungen 6 ergibt. Im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten horizontalen Arbeitsbewegung 32 kann die Arbeitsposition des Trägersubstrates 4 bezüglich des Dosierkopfes 24 so verändert werden, dass die Kammeranordnungen 28 nacheinander mit ihren Kammeröffnungen 6 unterhalb der Dosieröffnungen 8 positioniert sind. Auf diese Weise können alle Aufnahmekammern 5 des Trägersubstrates 4 schrittweise einem Dosiervorgang unterzogen werden.The carrier substrate usually has 4th over several chamber arrangements arranged parallel to each other 28 , so that there is an overall matrix-like distribution of the chamber openings 6 results. As part of a horizontal work movement indicated by a double arrow 32 can change the working position of the carrier substrate 4th regarding the dosing head 24th be changed so that the chamber arrangements 28 with their chamber openings one after the other 6 below the metering openings 8th are positioned. In this way, all reception chambers 5 of the carrier substrate 4th be gradually dosed.

Beim Ausführungsbeispiel wird die Arbeitsbewegung 32 des Trägersubstrates 4 durch nicht weiter illustrierte Vorschubmittel der Dosiervorrichtung 1 erzeugt. Es besteht allerdings ohne weiteres die Möglichkeit, das Positioniersystem 26 so auszulegen, dass die horizontale Arbeitsbewegung 32 durch den Dosierkopf 24 realisierbar ist.In the embodiment, the working movement 32 of the carrier substrate 4th by means of feed means of the metering device, which are not further illustrated 1 generated. However, there is no problem with the positioning system 26 to be interpreted so that the horizontal working movement 32 through the dosing head 24th is feasible.

Die Lichtschranke 16 ist mit zwei Licht-Funktionseinheiten 33, 34 ausgestattet, zwischen denen sich bei aktivierter Lichtschranke 16 der Detektions-Lichtstrahl 18 erstreckt. Jeweils eine der beiden Licht-Funktionseinheiten 33, 34 ist einem der beiden einander entgegengesetzten Endbereiche 13a, 13b der Öffnungsreihe 13 zugeordnet.The light barrier 16 is with two light functional units 33 , 34 equipped between which when the light barrier is activated 16 the detection light beam 18th extends. One of the two light functional units 33 , 34 is one of the two opposite end areas 13a , 13b the row of openings 13 assigned.

Die Lichtschranke 16 ist vorzugsweise als eine Einfach-Lichtschranke ausgeführt, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft. In diesem Fall handelt es sich bei der einen Licht-Funktionseinheiten 33 um eine Licht-Sendeeinheit 33a und bei der anderen Licht-Funktionseinheiten 34 um eine Licht-Empfangseinheit 34a. Im aktivierten Zustand der Lichtschranke 16 wird an der Licht-Sendeeinheit 33a der Detektions-Lichtstrahl 18 ausgegeben, der von der Licht-Empfangseinheit 34a empfangen wird, wenn er ungestört an den Dosieröffnungen 8 vorbeilaufen kann.The light barrier 16 is preferably designed as a single light barrier, which applies to the exemplary embodiment. In this case, it is the one light functional units 33 around a light transmitter unit 33a and with the other light functional units 34 around a light receiving unit 34a . When the light barrier is activated 16 is on the light transmitter unit 33a the detection light beam 18th issued by the light receiving unit 34a is received if it is undisturbed at the metering openings 8th can walk past.

Die Licht-Sendeeinheit 33a ist zweckmäßigerweise unmittelbar von einer Lichtquelle gebildet, die allerdings gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel auch beabstandet zu der Licht-Sendeeinheit 33a angeordnet und über einen Lichtleiter mit der Licht-Sendeeinheit 33a gekoppelt sein kann.The light transmitter unit 33a is expediently formed directly by a light source, which, however, according to an exemplary embodiment that is not illustrated, is also spaced apart from the light transmission unit 33a arranged and via a light guide with the light-transmitting unit 33a can be coupled.

Der Betriebszustand der Lichtschranke 16 ist durch die elektronische Steuereinrichtung 22 vorgebbar, an die die beiden Licht-Funktionseinheiten 33, 34 über gepunktet angedeutete elektrische Signalleitungen 35 angeschlossen sind.The operating state of the light barrier 16 is through the electronic control device 22 can be specified to which the two light functional units 33 , 34 via dotted electrical signal lines 35 are connected.

Jede der beiden Licht-Funktionseinheiten 33, 34 ist zweckmäßigerweise in Verlängerung der Öffnungsreihe 13 platziert und in einem horizontalen Abstand zur jeweils benachbarten äußeren Dosieröffnung 8a, 8b der Öffnungsreihe 13 angeordnet.Each of the two light functional units 33 , 34 is expedient to extend the row of openings 13 placed and at a horizontal distance from the adjacent outer metering opening 8a , 8b the row of openings 13 arranged.

Vorzugsweise ist die Lichtschranke 16 an dem Dosierkopf 24 angebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Lichtschranke 16 bei einem zur Ausführung einer Positionierbewegung 27 ausgebildeten Dosierkopf 24 die Positionierbewegung unmittelbar mitmacht und ihre Relativposition bezüglich den Dosieröffnungen 8 unabhängig von der Positionierbewegung 27 konstant beibehält.The light barrier is preferred 16 on the dosing head 24th appropriate. This has the advantage that the light barrier 16 at one to Execution of a positioning movement 27 trained dosing head 24th immediately follows the positioning movement and its relative position with respect to the metering openings 8th regardless of the positioning movement 27 maintains constant.

Bevorzugt ist die Lichtschranke 16 mit einer Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 ausgestattet, mit der sie an einer Tragstruktur 37 der Dosiervorrichtung 1 fixierbar oder fixiert ist. Zweckmäßigerweise bildet der Dosierkopf 24 diese Tragstruktur 37, wobei exemplarisch die Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 an der Grundeinheit 25 des Dosierkopfes 24 befestigt ist.The light barrier is preferred 16 with a light barrier holding device 36 equipped with which they are attached to a supporting structure 37 the dosing device 1 is fixable or fixed. The dosing head expediently forms 24th this support structure 37 , the light barrier holding device being an example 36 on the base unit 25th of the dosing head 24th is attached.

Die Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 ist zweckmäßigerweise lösbar an der Tragstruktur 37 angebracht.The light barrier holding device 36 is expediently detachable from the support structure 37 appropriate.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 so ausgebildet ist, dass die Licht-Funktionseinheiten 33, 34 und somit der erzeugbare Detektions-Lichtstrahl 18 relativ zu den Dosieröffnungen 8 vertikal verstellbar und positionierbar sind. Dies ermöglicht eine exakte Ausrichtung des Detektions-Lichtstrahls 18 unabhängig von Fertigungs- und Montagetoleranzen seitens der Dosiereinheiten 2.It is also advantageous if the light barrier holding device 36 is designed so that the light functional units 33 , 34 and thus the detectable light beam 18th relative to the metering openings 8th are vertically adjustable and positionable. This enables an exact alignment of the detection light beam 18th regardless of manufacturing and assembly tolerances on the part of the dosing units 2nd .

Die Verstellbarkeit und Positionierbarkeit der Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 ist beim Ausführungsbeispiel durch über eine entsprechende Funktionalität verfügende Befestigungsmittel 38 realisiert. Diese Befestigungsmittel 38 umfassen beispielsweise mindestens ein Langloch 42 in der Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 und mindestens eine Befestigungsschraube 43, die ein Langloch 42 durchsetzt und in die Tragstruktur 37 eingeschraubt ist.The adjustability and positionability of the light barrier holding device 36 is in the embodiment by means of appropriate functionality fasteners 38 realized. These fasteners 38 include, for example, at least one slot 42 in the light barrier holding device 36 and at least one fastening screw 43 who have an elongated hole 42 interspersed and in the supporting structure 37 is screwed in.

Exemplarisch umfasst die Lichtschranken-Halteeinrichtung 36 zwei Haltearme 44, die jeweils mit einem Endabschnitt an der Grundeinheit 25 des Dosierkopfes 24 befestigt sind und ausgehend von der Grundeinheit 25 vertikal nach unten ragen, wobei sie auf Höhe der Öffnungsebene 14 mit je einem freien Funktions-Endabschnitt 45 enden, der eine der Licht-Funktionseinheiten 33, 34 trägt. Die Befestigungsmittel 38 sind hier jeweils zwischen einem der Haltearme 44 und der Grundeinheit 25 wirksam.The photoelectric barrier holding device includes, for example 36 two arms 44 , each with an end section on the base unit 25th of the dosing head 24th are attached and starting from the base unit 25th project vertically downwards, being at the level of the opening level 14 each with a free functional end section 45 ends of one of the light functional units 33 , 34 wearing. The fasteners 38 are each between one of the holding arms 44 and the basic unit 25th effective.

Der horizontale lichte Abstand zwischen den beiden Haltearmen 44 ist zumindest im Bereich der Funktions-Endabschnitte 45 zweckmäßigerweise größer als die in der gleichen Richtung gemessene Breite des Trägersubstrates 4. Dies hat den aus 3 ersichtlichen Effekt, dass die beiden Funktions-Endabschnitte 45 einschließlich der daran angeordneten Licht-Funktionseinheiten 33, 34 außerhalb und zugleich seitlich neben dem in der Arbeitsposition befindlichen Trägersubstrat 4 angeordnet sind, wenn der Dosierkopf 24 soweit nach unten gefahren ist, dass die Dosiereinheiten 2 ihre Eintauchposition einnehmen. Somit ist gewährleistet, dass der Dosiervorgang durch die zur Realisierung der Lichtschranke 16 verwendeten Komponenten nicht behindert wird.The horizontal clear distance between the two holding arms 44 is at least in the area of the functional end sections 45 expediently larger than the width of the carrier substrate measured in the same direction 4th . This is the end of it 3rd apparent effect that the two functional end sections 45 including the light functional units arranged on it 33 , 34 outside and at the same time to the side of the carrier substrate in the working position 4th are arranged when the dosing head 24th has moved down so far that the dosing units 2nd take their immersion position. This ensures that the dosing process is carried out by the light barrier 16 used components is not hindered.

Die elektronische Steuereinrichtung 22 steuert zweckmäßigerweise nicht nur den Betriebszustand der Lichtschranke 16, sondern auch die Dosiervorgänge der Dosiereinheiten 2 sowie gegebenenfalls die Positionierbewegung 27 und die Arbeitsbewegung 32.The electronic control device 22 expediently controls not only the operating state of the light barrier 16 , but also the dosing processes of the dosing units 2nd and, if necessary, the positioning movement 27 and the labor movement 32 .

Zweckmäßigerweise ist die elektronische Steuereinrichtung 22 mit Auswertemitteln 46 ausgestattet, die das schon angesprochene elektrische Diagnosesignal hervorrufen können, wenn der Detektions-Lichtstrahl 18 durch einen an der Dosieröffnung mindestens einer beliebigen Dosiereinheit 2 hängenden Tropfen 17 unterbrochen ist oder unterbrochen wird.The electronic control device is expedient 22 with evaluation means 46 equipped, which can cause the aforementioned electrical diagnostic signal when the detection light beam 18th by at least one dosing unit at the dosing opening 2nd hanging drops 17th is interrupted or is interrupted.

Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel sind die Auswertemittel 46 so ausgebildet, dass sie einen Zeitvergleich durchführen können, zwischen der als Unterbrechungs-Zeitdauer bezeichenbaren Zeitdauer der Unterbrechung des Detektions-Lichtstrahls 18 durch einen Tropfen 17 und einem in Speichermitteln 47 der elektronischen Steuereinrichtung 22 abgespeicherten Zeitdauer-Referenzwert. Der Zeitdauer-Referenzwert kann fest vorgegeben sein oder kann durch den Nutzer der Dosiervorrichtung 1 variabel parametrierbar sein. Bei der Durchführung eines Dosierverfahrens mittels der Dosiervorrichtung 1 findet ein laufender Vergleich der gemessenen Unterbrechungs-Zeitdauer mit dem Zeitdauer-Referenzwert statt, wobei ein elektrisches Diagnosesignal hervorgerufen wird, wenn die Unterbrechungs-Zeitdauer den Zeitdauer-Referenzwert überschreitet.In the illustrated embodiment, the evaluation means 46 in such a way that they can carry out a time comparison between the time period of the interruption of the detection light beam that can be designated as an interruption time period 18th by a drop 17th and one in storage 47 the electronic control device 22 stored duration reference value. The time duration reference value can be predefined or can be determined by the user of the metering device 1 be variably parameterizable. When performing a dosing process using the dosing device 1 there is an ongoing comparison of the measured interruption time period with the time period reference value, an electrical diagnostic signal being generated when the interruption time period exceeds the time period reference value.

Auf diese Weise kann die Lichtschranke 16 kontinuierlich aktiviert bleiben. Es ist lediglich der Zeitdauer-Referenzwert größer zu wählen als die Zeitdauer, während der der Detektions-Lichtstrahl 18 durch das Trägersubstrat 4 unterbrochen ist, wenn die Dosiereinheiten 2 die Eintauchposition einnehmen.In this way, the light barrier 16 remain activated continuously. Only the duration reference value is to be chosen larger than the duration during which the detection light beam 18th through the carrier substrate 4th is interrupted when the dosing units 2nd assume the immersion position.

Bei einer alternativen Ausgestaltung und Verfahrensweise wird die Lichtschranke 16 durch die elektronische Steuereinrichtung 22 intervallweise aktiviert und deaktiviert. Die Dosiervorrichtung 1 ist mit Positionserfassungsmitteln 48 ausgestattet, die nur in 1 schematisch angedeutet sind und die die vertikale Betriebsposition der Dosiereinheiten 2 detektieren können. Abhängig davon, ob die Dosiereinheiten 2 beziehungsweise der mit den Dosiereinheiten 2 ausgestattete Dosierkopf 24 eine aus 2 ersichtliche Bereitschaftsposition mit aus dem Trägersubstrat 4 herausgefahrenen Dosiereinheiten 2 einnimmt oder eine in 3 ersichtliche Eintauchposition mit in die Aufnahmekammern 5 eintauchenden Düseneinheiten 2, wird die Lichtschranke 16 - in der Bereitschaftsposition - aktiviert und - in der Eintauchposition - deaktiviert. Dadurch ist sichergestellt, dass die Tropfendetektion nur in der Bereitschaftsposition stattfindet und keine fehlerhaften Diagnosesignale erzeugt werden.In an alternative embodiment and procedure, the light barrier 16 through the electronic control device 22 activated and deactivated at intervals. The dosing device 1 is with position detection means 48 equipped that only in 1 are indicated schematically and the vertical operating position of the metering units 2nd can detect. Depending on whether the dosing units 2nd or the one with the dosing units 2nd equipped dosing head 24th one out 2nd apparent standby position with from the carrier substrate 4th withdrawn dosing units 2nd takes or one in 3rd apparent immersion position with in the receiving chambers 5 immersed nozzle units 2nd , the light barrier 16 - in the standby position - activated and - in the immersion position - deactivated. This ensures that the drop detection only takes place in the standby position and that no faulty diagnostic signals are generated.

Claims

Metering device for metered delivery and / or absorption of fluid quantities (3), with a plurality of metering units (2), each of which has a metering opening (8) on the end, several metering openings (8) being arranged horizontally spaced apart from one another in a linear row of openings (13) and wherein all metering orifices (8) serving for the drop detection sensor (16) is jointly associated with the row of openings (13) through which a way past extending detection light beam can be generated at all metering orifices (8) of the row of openings (13) (18), characterized characterized in that the light barrier (16) is designed in such a way that the detection light beam (18) passes directly below the metering openings (8) with a small vertical distance, so that a non-metered drop hanging from any metering unit (2) ( 17) protrudes into the beam path of the detection light beam (18) and the detection light beam (18) for generating an electrical diagnostic signal interrupts.

Dosing device after Claim 1 characterized in that the light barrier (16) has two light functional units (33, 34) spaced apart from one another, between which the detection light beam (18) extends when the light barrier (16) is activated and each of which one of the two opposite end regions ( 13a, 13b) are assigned to the row of openings (13).

Dosing device after Claim 2 , characterized in that the light barrier (16) is designed as a one-way light barrier, the one light functional unit (33) as the light transmitter unit (33a) and the other light functional unit (34) as the light receiver unit (34a) .

Dosing device after Claim 2 or 3rd , characterized in that each of the two light functional units (33, 34) in extension of the row of openings (13) adjoins one of the two outer metering openings (8, 8a, 8b) of the row of openings (13) at a distance.

Dosing device after Claim 4 , characterized in that each of the two light functional units (33, 34) is arranged on a free functional end section (45) of a holding arm (44) of a light barrier holding device (36), expediently including the light barrier holding device (36) the height of the two light functional units (33, 34) can be adjusted with respect to the metering openings (8).

Dosing device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the dosing units (2) are components of a dosing head (24) movable by means of a positioning system (26) of the dosing device (1), the light barrier (16) on the dosing head (24) taking part in its positioning movement (27), is arranged.

Dosing device after Claim 6 combined with Claim 5 , characterized in that the holding arms (44) are arranged on the dosing head (24) in such a way that their functional end section (45) projects into a region which is arranged in a linear extension of the row of openings (13).

Dosing device after Claim 7 , characterized in that the positioning movement (27) comprises a vertical movement, the holding arms (44) expediently being arranged with their functional end section (45) projecting downward on the dosing head (24).

Dosing device according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that it has at least one carrier substrate (4) which has a plurality of receiving chambers (5) for fluid quantities (3) each having an upwardly facing chamber opening (6) and which occupy at least one working position below the metering openings (8) can, in which a chamber opening (6) is placed below each metering opening (8), the metering units (2) expediently being able to assume an immersion position immersed through a chamber opening (6) into a receiving chamber (5).

Dosing device after Claim 9 in connection with one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the light functional units (33, 34), when the dosing units (2) assume their immersion position, are arranged outside and to the side next to the carrier substrate (4) located in the working position.

Dosing device according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that each metering unit (2) has a tubular metering needle (12), on the downward facing end of which the metering opening (8) is located.

Dosing device according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that it has an electronic control device (22) which via Has evaluation means (46) which can produce an electrical diagnostic signal when the detection light beam (18) is or is interrupted by a drop (17) hanging from the metering opening (8) of at least any metering unit (2).

Dosing device after Claim 12 , characterized in that the evaluation means (46) are designed to detect an interruption time period of a light beam interruption and to compare it with a stored time period reference value, and to produce an electrical diagnostic signal if the interruption time period exceeds the time period reference value.

Dosing device after Claim 12 or 13 , characterized in that the dosing units (2) can be positioned vertically by executing a positioning movement (27), the light barrier (16) being activated and deactivated depending on the position of the dosing units (2).

Method for the metered delivery and / or absorption of fluid quantities (3) by means of a metering device (1) which is equipped with a plurality of metering units (2), each of which has a metering opening (8) at the end, several metering openings (8) in a linear row of openings (13) are arranged horizontally spaced from one another and a drop of light (18) extending past all metering openings (8) of the row of openings (13) is generated for drop detection by means of a light barrier (16), in particular using one according to one of the Claims 1 to 14 formed dosing device, characterized in that the detection light beam (18) is generated in such a way that it passes directly below the dosing openings (8) with a small vertical distance, so that a droplet (not dosed) hanging from any dosing unit (2) 17) protrudes into the beam path of the detection light beam (18) and interrupts the detection light beam (18) to generate an electrical diagnostic signal.