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Dokumentenidentifikation DE102005031269B3 28.12.2006
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren mittels einer Waage
Anmelder Sartorius AG, 37075 Göttingen, DE
Erfinder Oldendorf, Christian, 37077 Göttingen, DE;
Weitemeier, Swen, 37139 Adelebsen, DE;
Bertoldi, Jean Claude, 37079 Göttingen, DE
DE-Anmeldedatum 05.07.2005
DE-Aktenzeichen 102005031269
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse G01G 19/22(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01G 23/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Für eine Vorrichtung zum Dosieren von mehreren Komponenten nach einem vorgegebenen Rezept mittels einer einen Rezeptspeicher enthaltenden Waage (1) wird vorgeschlagen, dass die Waage (1) mit einer Transponder-Leseeinheit (2) ausgerüstet ist, dass das vorgegebene Rezept auf einem Transponder (4) speicherbar ist und über die Transponder-Leseeinheit (2) in den Rezeptspeicher übertragbar ist und dass die Transponder-Leseeinheit (2) zusätzlich zur Kontrolle der eindosierten Komponenten beim Dosiervorgang einsetzbar ist.
Vorteilhafterweise sind die Vorratsbehälter (6) für die einzelnen Komponenten jeweils mit Transpondern (7) versehen, wodurch die einzelnen Komponenten durch die Transponder-Leseeinheit (2) identifizierbar sind.
Dadurch lässt sich eine einfache und sichere Übertragung der Rezeptdaten in den Rezeptspeicher der Waage und eine Kontrolle des Dosiervorganges erreichen und die Bedienung der Waage ist im Allgemeinen berührungsfrei möglich.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von mehreren Komponenten nach einem vorgegebenen Rezept mittels einer einen Rezeptspeicher enthaltenden Waage.

Vorrichtungen und Verfahren dieser Art sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist in der DE 44 07 433 C2 eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, bei der die Daten des Rezeptes erst während des Dosiervorganges allmählich in den Rezeptspeicher der Waage eingespeichert werden. Dadurch sind aber viele Komfortfunktionen, wie zum Beispiel Dosieren gegen Null, und eine Kontrolle der richtigen Dosierung nicht möglich. Weiterhin ist es aus der DE 101 11 730 A1 bekannt, die Vorrichtung über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem Server zu verbinden und das vorgegebene Rezept über diese Kommunikationsverbindung vom Server in den Rezeptspeicher der Waage zu übertragen. Diese drahtlose Kommunikationsverbindung erfordert jedoch einen merklichen Hardwareaufwand und birgt die Gefahr, dass durch Übertragungsstörungen fehlerhafte Rezepturdaten eingespeichert werden. Diese Gefahr ist besonders im industriellen Umfeld erheblich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine einfache und sichere Übertragung der Rezeptdaten in den Rezeptspeicher der Waage sowie eine Kontrolle und gegebenenfalls auch eine Dokumentation des Dosiervorganges möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 beziehungsweise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 erreicht.

Durch die Benutzung eines Transponders als tragbarem Zwischenspeicher für das Rezept kann der Transponder beispielsweise an einer zentralen EDV-Anlage, die alle aktuellen Rezepte enthält, mit dem abzuarbeitenden Rezept geladen werden, anschließend zur Waage transportiert werden und dort mittels der Transponder-Leseeinheit in den Rezeptspeicher der Waage übertragen werden. Durch die Benutzung des Transponders ist eine berührungslose Datenübertragung möglich, die wegen der geringen Reichweite der Abfragesignale der Transponder-Leseeinheit sehr störsicher ist und die unempfindlich gegen Verschmutzungen ist, wie sie beispielsweise beim Dosieren von Lacken und Farben leicht vorkommen können. Auch wenn die Dosiervorrichtung in einem explosionsgefährdeten Bereich steht, ist der Datentransport mittels Transponder problemlos.

Durch die Transponder-Leseeinheit ist es weiterhin möglich, die Durchführung des Dosiervorganges zu kontrollieren. Dazu weisen vorteilhafterweise die Vorratsbehälter für die einzelnen Komponenten Transponder auf. Beim Vorbeiführen der Vorratsbehälter an der Transponder-Leseeinheit lassen sich dadurch die einzelnen Komponenten identifizieren und mit den vom Rezept vorgegebenen Komponenten vergleichen. Auf diese Weise wird eine wirksame Kontrolle der Rezeptur erreicht.

Die Benutzung von Transponder-Leseeinheiten zusammen mit Waagen ist an sich bekannt, zum Beispiel aus der DE 299 14 925 U1, der DE 101 34 281 A1 oder US 2003/0141116 A1. Der Transponder wird aber in allen Schriften nur zur Identifizierung von Wägegut, das sich aktuell auf der Waage befindet, oder zur Identifizierung von Bedienpersonen benutzt. Für die Benutzung eines Transponders als unabhängig von einem Wägegut transportablem Speichermedium für Rezepte, das Einspeichern dieser Daten in den Rezeptspeicher der Waage und den Einsatz zur Kontrolle der eindosierten Komponenten beim Dosiervorgang findet sich in diesen Schriften kein Hinweis.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Transponder-Leseeinheit auch eine Transponder-Schreibeinheit. Dadurch ist es möglich, in der Elektronik der Waage gespeicherte Daten auf einen Transponder zu übertragen. Zum Beispiel können nach Abschluss des Dosiervorganges die Ist-Werte der einzelnen Komponenten auf einen (neuen) Transponder eingespeichert werden und dieser Transponder kann am gefüllten Dosierbehälter befestigt werden oder auch den Versandpapieren zugefügt werden. Dadurch erhält der Empfänger der fertigen Mischung die Ist-Werte der einzelnen Komponenten und ist im Bedarfsfall in der Lage, die Mischung zu kontrollieren. Dadurch wird also eine Dokumentation erreicht und im Falle eines Fehlers die Rückverfolgbarkeit gewährleistet.

Die Erfindung wird im Folgenden zusammen mit weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen und Anwendungen anhand der einzigen Figur beschrieben, die eine Übersicht über die einzelnen Teile der Dosiervorrichtung zeigt.

Die Dosiervorrichtung umfasst eine Waage 1 mit einer Waagschale 10 und einer Anzeige 11. Auf der Waagschale 10 steht der Dosierbehälter 3, in den der Bediener der Dosiervorrichtung die einzelnen Komponenten gemäß einem vorgegebenen Rezept eindosieren soll. Die einzelnen Komponenten der herzustellenden Mischung befinden sich in Vorratsbehältern 6, von denen in der Figur beispielhaft drei Stück dargestellt sind (6.1 ... 6.3). Auf jedem Vorratsbehälter befindet sich ein Transponder 7, auf dem Vorratsbehälter 6.1 der Transponder 7.1, auf dem Vorratsbehälter 6.2 der Transponder 7.2 und auf dem Vorratsbehälter 6.3 der Transponder 7.3. Weiter ist in der Figur eine EDV-Anlage 9 als Speicher für alle mittels der Dosiervorrichtung dosierbaren Rezepte dargestellt. Diese EDV-Anlage umfasst unter anderem eine Transponder-Schreib- und Leseeinheit 8 zum Beschreiben und Auslesen von Transpondern. Weiterhin ist in der Figur ein (transportabler) Transponder 4 erkennbar.

Der Aufbau und die Funktionsweise von Waagen, EDV-Anlagen, Transpondern und Transponder-Leseeinheiten beziehungsweise Transponder-Schreib- und Leseeinheiten ist jedem Fachmann bekannt, sodass Einzelheiten hier nicht erläutert werden müssen.

Das Zusammenspiel der einzelnen Teile der Dosiervorrichtung wird im Folgenden anhand von Beispielen erläutert:

Beispiel 1 (Grundversion):

Der Bediener der Dosiervorrichtung ruft in der EDV-Anlage 9 das gewünschte Rezept auf und überträgt es mittels der Transponder-Schreib- und Leseeinheit 8 auf den Transponder 4. Dann nimmt er den Transponder 4 mit in den Mischraum 12 und überträgt das Rezept mittels der Transponder-Leseeinheit 2 in den Rezeptspeicher der Waage 1. Damit ist die Waage 1 für den Dosiervorgang vorbereitet; sie zeigt die Bezeichnung der ersten Komponente und die einzudosierende Menge (mit negativem Vorzeichen) in der Anzeige 11 der Waage an. Der Bediener nimmt dann den Vorratsbehälter dieser Komponente – zum Beispiel also den Vorratsbehälter 6.2 – und führt diesen so an der Transponder-Leseeinheit 2 vorbei, dass der Transponder 7.2 gelesen werden kann. Die Elektronik der Waage 1 prüft dann, ob die auf dem Transponder 7.2 gespeicherte Angabe der Substanz, die sich im Vorratsbehälter 6.2 befindet, mit der angeforderten ersten Komponente des Rezeptes übereinstimmt und gibt bei Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal ab (zum Beispiel blinkend „Falsche Komponente" und ein akustisches Fehlersignal). Bei Übereinstimmung wird die Waage tariert und für die Dosierung freigegeben. Ist das Zielgewicht der ersten Komponente erreicht (plus/minus einer vorgegebenen Toleranz), so geht die Waage automatisch zur zweiten Komponente über, die in gleicher Weise wie bei der ersten Komponente angefordert, kontrolliert und vom Bediener dosiert wird. In gleicher Weise werden die weiteren Komponenten des Rezeptes abgearbeitet.

Durch das beschriebene Verfahren wird zum einen eine einfache und sichere Übertragung der Rezept-Daten vom zentralen Rezeptspeicher 9' der EDV-Anlage zum Rezeptspeicher der Waage erreicht. Für diese Übertragung wird weder eine Kabelverbindung noch eine Funkverbindung zwischen Waage und EDV-Anlage benötigt, wodurch der Hardwareaufwand gering ist. Dies gilt insbesondere bei einem größeren räumlichen Abstand zwischen Waage und EDV-Anlage und im Falle, dass der Mischraum als explosionsgefährdet eingestuft ist. Auch falls mehrere Dosiervorrichtungen von einer einzigen EDV-Anlage mit Rezepten versorgt werden, ist die erfindungsgemäße Art der Datenübertragung mittels eines Transponders sehr zuverlässig und verhindert zum Beispiel, dass ein Rezept versehentlich auf eine falsche Waage übertragen wird.

Durch den Transponder an den einzelnen Vorratsbehältern ist darüber hinaus eine effektive Kontrolle der dosierten Substanzen gewährleistet, sodass Fehldosierungen – im Sinne einer falschen Komponente – sicher verhindert werden.

Beispiel 2 (mit freier Wahl der Reihenfolge):

Die in Beispiel 1 dargestellte Verfahrensweise kann so ergänzt werden, dass die Waage in der Anzeige zwar eine gewisse Reihenfolge der einzelnen Komponenten für das Dosieren vorschlägt, aber auch andere Reihenfolgen erlaubt. Bei der Prüfung, ob die auf dem Transponder 7 gespeicherte Substanzangabe mit der angeforderten Komponente übereinstimmt, wird also nur ein Fehlersignal ausgegeben, wenn diese Substanz gar nicht in der Rezeptur erscheint beziehungsweise schon dosiert wurde. Wird eine erlaubte Substanz erkannt, so wird die zu dosierende Menge dieser Substanz in der Anzeige angezeigt und gegebenenfalls auch der Name der Substanz und die Dosierung dieser Substanz kann in gewohnter Weise erfolgen.

Diese Variante gibt dem Bediener der Waage mehr Spielraum als die Variante gemäß Beispiel 1.

Beispiel 3 (mit zusätzlicher Transponder-Schreibeinheit):

Weist die Dosiervorrichtung zusätzlich zur Transponder-Leseeinheit 2 auch eine Transponder-Schreibeinheit 2' auf, die gegebenenfalls auch in die Transponder-Leseeinheit 2 integriert sein kann – wie in der Figur gezeichnet –, so können auch Daten von der Waage 1 in einen Transponder eingeschrieben werden. So können zum Beispiel die eindosierten Ist-Werte der einzelnen Komponenten in der Elektronik der Waage abgespeichert werden und nach Abschluss der Dosierung aller Komponenten in einen Transponder eingeschrieben werden. Dies kann zum Beispiel der Transponder 5 sein, der am Dosierbehälter 3 befestigt ist oder nach dem Einschreiben der Daten am Dosierbehälter 3 in geeigneter Weise befestigbar ist. Dies kann aber auch der Transponder 4 sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung erlauben die Speichermittel in der Elektronik der Waage das Abspeichern der Ist-Werte für eine Vielzahl von Dosierungen. Dann können zum Beispiel nach Abschluss einer Dosierreihe mit gleichem Rezept die Ist-Werte aller Dosierungen über die Transponder-Schreibeinheit 2' auf den Transponder 4 mit dem Rezept überschrieben werden und mit Hilfe des Transponders 4 zur zentralen EDV-Anlage 9 übertragen werden. Die Ist-Daten können dort archiviert und für diverse Zwecke genutzt werden: zum Beispiel für die Bestandsfortschreibung der einzelnen Substanzen, für die Erstellung von Lieferscheinen und/oder Rechnungen, für statistische Auswertungen etc.. – Die Übertragung größerer Datenmengen mittel des Transponders 4 setzt natürlich das Vorhandensein eines entsprechend großen Speicherplatzes auf dem Transponder voraus.

Die eben erwähnte Bestandsfortschreibung der einzelnen Substanzen auf der Ebene der zentralen EDV-Anlage 9 kann selbstverständlich auch auf der Ebene der einzelnen Vorratsbehälter 6 erfolgen: Wird der Vorratsbehälter 6 mit dem jeweils zugehörigen Transponder 7 nicht nur zu Beginn der Dosierung dieser Komponente an der Transponder-Lese- und Schreibeinheit 2, 2' vorbeibewegt und seine Daten zur Kontrolle ausgelesen – wie im Beispiel 1 erläutert –, sondern auch nach Abschluss der Dosierung dieser Komponente, so kann die gerade verbrauchte Substanzmenge aus der Elektronik der Waage übernommen werden und vom bisherigen Nettoinhalt subtrahiert werden. Dann ist im Transponder 7 immer der noch vorhandene Nettoinhalt in diesem Vorratsbehälter gespeichert. Dadurch kann bei jeder Dosierung nicht nur die Richtigkeit der Substanz kontrolliert werden, sondern es kann auch geprüft werden, ob die zur Verfügung stehende Menge noch für die geplante Dosierung ausreicht.

Ist der Transponder 5 von vornherein am Dosierbehälter 3 befestigt, so können in diesen Transponder 5 Daten des Dosierbehälters eingespeichert sein, wie zum Beispiel Größe/Volumen und Material. Wird dann vor dem Aufsetzen des Dosierbehälters auf die Waagschale der Waage der Dosierbehälter an der Transponder-Leseeinheit 2 vorbeigeführt, so kann die Elektronik der Waage prüfen, ob der Dosierbehälter für die vorgesehene Dosierung geeignet ist. Dadurch ist auch die versehentliche Benutzung eines falschen Dosierbehälters ausgeschlossen.

Wie sich aus den beschriebenen Beispielen ergibt, erfolgt das Übertragen des Rezeptes in den Rezeptspeicher der Waage und das Abarbeiten der Dosierung ohne dass an der Waage eine Bedientaste betätigt werden muss. Die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren sind also besonders für solche Anwendungsfälle optimal, bei denen die Bedienungsperson Handschuhe trägt/tragen muss, oder die Gefahr der Verschmutzung der Waage beim Bedienen groß ist.

Im Vorstehenden ist immer davon ausgegangen, dass die Bedienungsperson immer die im Rezept geforderte Substanzmenge eindosiert. Eine versehentliche Überdosierung einer Komponente lässt sich selbstverständlich durch geringfügiges Nachdosieren der anderen Komponenten „reparieren". In der schon zitierten DE 44 07 433 C2 ist ein Verfahren dazu angegeben. Da in der erfindungsgemäßen Vorrichtung das komplette Rezept im Rezeptspeicher der Waage abgespeichert ist, lässt sich dieses Korrekturprogramm mit sehr wenigen Tastenbetätigungen an der Waage abarbeiten.

Aber auch gewollte Abweichungen vom Rezept sind möglich. Dies ist zum Beispiel bei der Nachlackierung älterer Autos notwendig, um den Originalfarbton an den ausgeblichenen Farbton anzupassen. Durch die gemäß Beispiel 3 vorgesehene Einspeicherung der Ist-Werte der einzelnen Komponenten auf dem Transponder 5 ist eine eindeutige Dokumentation dieser Sondermischung am Behälter gegeben und eine versehentliche Verwechslung mit Behältern, die die Standardmischung enthalten, ist nicht möglich. Auch im Falle, dass die Sondermischung den gewünschten Farbton noch nicht ganz getroffen hat, kann die Ist-Zusammensetzung der Sondermischung über die Transponder-Leseeinheit 2 wieder in den Rezeptspeicher der Waage 1 eingelesen werden und der Bediener der Waage kann durch weitere Abweichungen von diesem Rezept eine verbesserte Sondermischung herstellen.

Einzelheiten der Programmierung, wie zum Beispiel das Protokoll der Datenübertragung oder Prüfroutinen zur Abwehr „falscher" Transponder, die nicht zur Dosiervorrichtung gehören und versehentlich vor eine der Transponder-Leseeinheiten gehalten werden, Prüfbits zur Sicherstellung einer fehlerfreien Datenübertragung und Datenspeicherung etc., sind im Vorstehenden nicht erläutert, da jeder Elektronikfachmann diese leicht erarbeiten kann.

1
Waage
2
Transponder-Leseeinheit
2'
Transponder-Schreibeinheit
3
Dosierbehälter
4
Transponder
5
Transponder (am Dosierbehälter)
6, 6.1, 6.2, 6.3
Vorratsbehälter
7, 7.1, 7.2, 7.3
Transponder am Vorratsbehälter
8
Transponder-Schreib- und Leseeinheit der EDV-Anlage
9
EDV-Anlage
9'
Zentraler Rezeptspeicher
10
Waagschale der Waage
11
Anzeige der Waage
12
Mischraum


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Dosieren von mehreren Komponenten nach einem vorgegebenen Rezept mittels einer einen Rezeptspeicher enthaltenden Waage (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Waage (1) mit einer Transponder-Leseeinheit (2) ausgerüstet ist, dass das vorgegebene Rezept auf einem Transponder (4) speicherbar ist und über die Transponder-Leseeinheit (2) in den Rezeptspeicher übertragbar ist und dass die Transponder-Leseeinheit (2) zusätzlich zur Kontrolle der eindosierten Komponenten beim Dosiervorgang einsetzbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter (6) für die einzelnen Kemponenten jeweils mit Transpondern (7) versehen sind und dass auf diese Weise die einzelnen Komponenten durch die Transponder-Leseeinheit (2) identifizierbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponder-Leseeinheit (2) auch eine Transponder-Schreibeinheit (2') umfasst, dass die Elektronik der Waage (1) Speichermittel enthält, in denen die Ist-Werte der Dosierung abspeicherbar sind, und dass die Ist-Werte der Dosierung mittels der Transponder-Schreibeinheit (2') in einen Transponder (4, 5) einspeicherbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (5) dem Dosierbehälter (3) zuordenbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Speichermitteln die Ist-Werte für eine Vielzahl von Dosierungen abspeicherbar sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik der Waage (1) Rechen- und Steuermittel vorhanden sind, die bei einer versehentlichen Überdosierung einer Komponente aktivierbar sind und ein Korrekturprogramm zum Nachdosieren der restlichen Komponenten beinhalten. Verfahren zum Dosieren von mehreren Komponenten nach einem vorgegebenen Rezept mittels einer einen Rezeptspeicher enthaltenden Waage (1), dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Rezept von einem zentralen Rezeptspeicher (9') auf einen Transponder (4) übertragen wird, dass der Transponder (4) vom zentralen Rezeptspeicher (9') zur Waage (1) transportiert wird, dass das auf dem Transponder (4) gespeicherte Rezept von einer Transponder-Leseeinheit (2) die an die Waage (1) angeschlossen oder in die Waage (1) eingebaut ist, gelesen und in den Rezeptspeicher übertragen wird, und dass die Transponder-Leseeinheit (2) zusätzlich zur Kontrolle der eindosierten Komponente beim Dosiervorgang eingesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Transponder-Leseeinheit (2) und durch einen Transponder (7) am jeweiligen Vorratsbehälter (6) identifizierte Komponente mit den im Rezept vorgegebenen, noch nicht dosierten Komponenten verglichen wird, dass bei Übereinstimmung das Sollgewicht dieser Komponente in die Anzeige (11) der Waage (1) übernommen wird und dass bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen des Sollgewichtes der gerade dosierten Komponente (plus/minus einer vorgegebenen Toleranz) die Waage (1) automatisch für eine nächste Komponente aufnahmebereit gemacht wird. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Transponder-Leseeinheit (2) auch eine Transponder-Schreibeinheit (2') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im Transponder (7) am Vorratsbehälter (6) die Menge der Komponente abgespeichert ist und dass nach dem Ende der Dosierung dieser Komponente die im Vorratsbehälter verbliebene Restmenge durch die Transponder-Schreibeinheit (2') in diesem Transponder (7) am Vorratsbehälter (6) aktualisiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Transponder-Leseeinheit (2) auch eine Transponder-Schreibeinheit (2') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Wert jeder Komponente in einem Speicher in der Elektronik der Waage (1) abgespeichert wird, dass nach erfolgter Dosierung aller Komponenten die Ist-Werte jeder Komponente über die Transponder-Schreibeinheit (2') in einen Transponder (5) eingespeichert werden und dass der Transponder (5) dem Dosierbehälter (3) zugeordnet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Transponder-Leseeinheit (2) auch eine Transponder-Schreibeinheit (2') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Wert jeder Komponente in einem Speicher in der Elektronik der Waage (1) abgespeichert wird, dass nach Abschluss einer Vielzahl von Dosierungen die Ist-Werte jeder Komponente für alle Dosierungen über die Transponder-Schreibeinheit (2') in einen Transponder (4) eingespeichert werden und dass diese Daten mittels des Transponders (4) zu einer EDV-Anlage (9) übermittelt werden.






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