[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung zur Aspiration und Dispensation
eines Dosierfluids mit Hilfe eines von diesem verschiedenen Arbeitsfluids, wobei das
Arbeitsfluid in einem Arbeitsraum mit veränderlichem Volumen aufgenommen ist, welcher
sich längs einer Kanalachse erstreckt und bezogen auf die Kanalachse zumindest zumindest
längs eines axialen Abschnitts desselben durch ein Kolben-Zylinder-System gebildet
ist, mit einem den Arbeitsraum längs eines Zylinderabschnitts in radialer Richtung
begrenzenden Zylinder und mit einem den Arbeitsraum in einer ersten axialen Richtung
begrenzenden Kolben, wobei Zylinder und Kolben relativ zueinander beweglich angeordnet
sind, so dass das Kolben-Zylinder-System einen zur Aspiration und Dispensation offenen
axialen Dosier-Längsendbereich und einen durch den Kolben geschlossenen axialen Arbeits-Längsendbereich
aufweist.
[0002] Derartige Pipettiervorrichtungen sind beispielsweise aus der
EP-A-1 745 851 oder der
EP-A-1 412 759 bekannt. Aus diesen Druckschriften ist überdies bekannt, den Druck des Arbeitsfluids
zu messen, um hieraus Rückschlüsse über den ordnungsgemäßen Ablauf einer durchgeführten
Aspiration oder/und Dispensation ziehen zu können.
[0003] Pipettiervorrichtungen der eingangs genannten Art dienen der hoch genauen Dosierung
von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, in Labors und in der Industrie.
[0004] Die Menge an aufnehmbarem, also aspirierbarem Dosierfluid ist dabei begrenzt durch
die maximal mögliche Änderung des Volumens des Arbeitsraums der Pipettiervorrichtung.
[0005] Da in der Regel Pipettiervorrichtungen zur Anwendung kommen, bei welchen mehrere
sogenannte "Pipettierkanäle", welche jeweils über einen Arbeitsraum verfügen, matrixartig
zeilen- und spaltenweise angeordnet sind, sind die einen Pipettierkanal bildenden
Komponenten miniaturisiert ausgebildet, so dass nicht nur die Arbeitsräume ein absolut
gesehen kleines Volumen aufweisen, sondern auch die Relativbewegung von Kolben und
Zylinder des Kolben-Zylinder-Systems lediglich eine kleine Arbeitsvolumenänderung
ermöglicht, was das zu aspirierende und zu dispensierende Volumen an Dosierfluid nach
oben begrenzt.
[0006] Die in den oben genannten Druckschriften des Standes der Technik offenbarten Drucksensoren,
welche an jedem Pipettierkanal in der Regel seitlich vorgesehen sind, benötigen zusätzlich
Bauraum, der zu Lasten des Kolben-Zylinder-Systems eingespart wird, was die maximal
mögliche Arbeitsvolumenänderung weiter verringert.
[0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pipettiervorrichtung der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass mit ihr bei im Wesentlichen gleichem Relativbewegungsbereich
zwischen Kolben und Zylinder eine größere Menge an Dosierfluid aufgenommen werden
kann als dies bisher im Stand der Technik möglich ist.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Pipettiervorrichtung, bei welcher
der Kolben als Außenkolben ausgebildet ist und im Arbeits-Längsendbereich des Kolben-Zylinder-Systems
den Zylinder außen umgibt.
[0009] Durch die Ausgestaltung des Kolbens als Außenkolben wird bei gleichem Hub das Volumen
des unter Beteiligung des Kolbens mit begrenzten Arbeitsraums in stärkerem Maße verändert,
als wenn der Kolben, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ein Innenkolben wäre,
der im Inneren des Zylinders an der Zylinderinnenwand geführt ist. Der Unterschied
der Arbeitsvolumenänderung bei gleichem Hub einer Pipettiervorrichtung der vorliegenden
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik entspricht dabei dem Volumen aus der
Querschnittsfläche der Zylinderwand multipliziert mit dem Hub.
[0010] Wenn in der vorliegenden Anmeldung ausgesagt ist, dass der Arbeitsraum zumindest
längs eines axialen Abschnitts des Arbeitsraums durch ein Kolben-Zylinder-System gebildet
ist, so soll dadurch lediglich angezeigt sein, dass ein Kolben-Zylinder-System zur
Bildung des Arbeitsraums beiträgt. An das Kolben-Zylinder-System können, wie aus dem
Stand der Technik bekannt, etwa Pipettierspitzen und dergleichen ankoppelbar sein,
welche im Falle ihrer Ankopplung ebenfalls zum Volumen des Arbeitsraums beitragen.
[0011] Das Kolben-Zylinder-System ist ausgehend vom Inneren des Kolben-Zylinder-Systems
in der ersten axialen Richtung durch den Kolben begrenzt und ist in einer der ersten
Richtung entgegengesetzten zweiten axialen Richtung offen, so dass in dieser zweiten
Richtung eine durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Arbeitsraums bewirkte
Druckänderung im Arbeitsfluid auf das Dosierfluid einwirken kann und dieses somit
in den Arbeitsraum hinein oder aus diesem heraus geleitet werden kann.
[0012] Die genannte Kanalachse ist in der Regel eine geradlinige Kanalachse. Jedoch soll
nicht ausgeschlossen sein, dass die Kanalachse auch einen krummlinigen Verlauf annehmen
kann, wenn dies für Sonderanwendungen erforderlich sein sollte.
[0013] Mit "Zylinderabschnitt" ist der axiale Abschnitt des Pipettierkanals bezeichnet,
längs welchem sich der Zylinder erstreckt.
[0014] Die zum Funktionieren des Arbeitsraums erforderliche Dichtigkeit kann zwischen Kolben
und Zylinder dadurch hergestellt sein, dass einer radial äußeren Fläche des Zylinders
in einem dem Arbeits-Längsendbereich des Kolben-Zylinder-Systems nahen Arbeits-Zylinderendbereich
eine radial innere Fläche des Kolbens gegenüberliegt, wobei an wenigstens einer der
beiden Flächen eine Dichtung vorgesehen ist, welche an der jeweils anderen Fläche
anliegt, um den Kolben und den Zylinder gegeneinander und somit den Arbeitsraum gegen
die Umgebung abzudichten.
[0015] Zur Aufnahme des Zylinders im Außenkolben kann der Kolben eine Vertiefung aufweisen,
welche, bezogen auf die Kanalachse und bei Betrachtung im montierten Zustand, in radialer
Richtung durch einen um die Kanalachse umlaufenden Kolbenmantel begrenzt ist, in der
ersten axialen Richtung durch einen Kolbenboden begrenzt ist und in einer der ersten
axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen Richtung offen ist.
[0016] Dies führt zu einem Kolben mit topfförmiger Ausnehmung, wobei der Kolbenmantel aus
Gründen besonders einfacher Fertigung vorteilhafterweise zylindrisch ausgebildet ist.
Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass der Kolben dann, wenn er spritzgusstechnisch
hergestellt ist, mit Entformschrägen versehen sein kann, so dass sich der Kolbenmantel
von seinem offenen Längsende zum Kolbenboden hin verjüngt oder aufweitet.
[0017] Um einen möglichst großen Kolbenhub realisieren zu können, ist es von Vorteil, die
oben angesprochene Dichtung zur Abdichtung von Kolben und Zylinder gegeneinander am
kolbenbodenfernen Längsendbereich des Kolbenmantels oder/und im Arbeits-Zylinderendbereich
des Zylinders anzuordnen.
[0018] Das Kolben-Zylinder-System kann dann einfach mit Außenkolben ausgestaltet sein, wenn
der Arbeits-Zylinderendbereich in der Vertiefung des Kolbens derart aufgenommen ist,
dass Kolben und Zylinder relativ zueinander beweglich sind.
[0019] Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es für das Funktionieren der erfindungsgemäßen
Pipettiervorrichtung keine Rolle spielt, ob der Kolben maschinengestellfest und der
Zylinder beweglich an der Pipettiervorrichtung vorgesehen ist oder umgekehrt, oder
ob gegebenenfalls sogar sowohl Kolben als auch Zylinder relativ zu einem ortsfesten
Gestell der Pipettiervorrichtung beweglich angeordnet sind.
[0020] Wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik angedeutet wurde, ist
es bekannt, den Druck des Arbeitsfluids im Arbeitsraum zu messen, um daraus Rückschlüsse
auf die Qualität eines Dosiervorgangs zu ziehen.
[0021] Im Stand der Technik ist ein solcher Drucksensor in der Regel über eine seitliche
Öffnung in der Zylinderwand an den Arbeitsraum angekoppelt.
[0022] Weiterhin ist der Druck lediglich eine bevorzugte Zustandsgröße des Arbeitsfluids,
welche besonders leicht erfassbar und aussagekräftig hinsichtlich der Qualität eines
Dosiervorgangs ist.
[0023] Weiterhin ist es für die Pipettiervorrichtung von Vorteil, wenn der Sensor in möglichst
großer Entfernung vom tatsächlichen Ort der Aufnahme des Arbeitsfluids in den Arbeitsraum
vorgesehen ist, um eine Wechselwirkung zwischen Sensor und Dosierfluid möglichst zu
vermeiden, insbesondere eine wechselseitige Verschmutzung oder eine Funktionsstörung
des Sensors. Daher ist zur Qualitätsüberwachung eines Dosiervorgangs mit einer Pipettiervorrichtung
gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung daran gedacht, dass an dem Kolben
ein Sensor aufgenommen ist, welcher dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Zustandsgröße
des Arbeitsfluids, vorzugsweise dessen Druck, zu erfassen.
[0024] Als andere oder weitere Zustandsgrößen könnten beispielsweise die Temperatur oder/und
die Dichte des Arbeitsfluids erfasst werden.
[0025] Wie oben bereits gesagt wurde, ist der Außenkolben der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung
mit einer Vertiefung ausgebildet, so dass zur Anbringung des Sensors am Kolben vorgesehen
sein kann, dass eine die Vertiefung begrenzende Kolbenwandung eine Öffnung aufweist,
an welcher der Sensor zur Erfassung der Zustandsgröße vorgesehen ist.
[0026] Eine besonders funktionssichere und platzsparende Möglichkeit zur Anbringung des
Sensors am Kolben besteht darin, mit dem Sensor die Öffnung in der Kolbenwandung zu
verschließen. Besonders bevorzugt, weil in erheblichem Maße platzsparend, ist es,
wenn der Sensor einen Teil einer die Vertiefung des Kolbens begrenzenden Kolbenwandung
bildet. Dabei soll nicht nur der Fall erfasst sein, dass der Sensor einen integralen
Teil der Kolbenwandung bildet, sondern auch jener Fall, bei welchem der Sensor, gegebenenfalls
über ein Substrat oder dergleichen, unmittelbar zum Verschließen der Öffnung an dem
Kolben angebracht ist.
[0027] Besonders einfach und Platz sparend kann der Sensor im Bereich des Kolbenbodens angeordnet
sein, insbesondere einen Teil desselben bilden. Hierzu kann konstruktiv vorgesehen
sein, dass der Kolben wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, mit einem Hüllenteil,
welches wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Deckelteil, welches
derart mit dem Hüllenteil verbunden ist, dass es die wenigstens eine Durchgangsöffnung
einseitig verschließt. Das Hüllenteil bildet dann bezogen auf die Kanalachse eine
radiale Wandung des unter Verwendung des Kolbens gebildeten Kolben-Zylinder-Systems,
während das Deckelteil eine in axialer Richtung weisende Grenzfläche des Kolbens bildet.
[0028] Ganz allgemein kann der Sensor Platz sparend derart angeordnet sein, dass er von
der virtuellen Kanalachse durchsetzt ist.
[0029] In diesem Falle kann an dem Deckelteil wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer
Zustandsgröße des Arbeitsfluids vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Sensor an einer
Stelle angeordnet, welche im montierten Zustand der Pipettiervorrichtung axial mit
der Durchgangsöffnung im Hüllenteil fluchtet, also radial innerhalb einer Begrenzungswand
des Hüllenteils zur Begrenzung der Durchgangsöffnung in einem dem Deckelteil nahen
Endbereich gelegen ist. Mit einer derartigen Kombination aus Hüllenteil und Deckelteil
lassen sich auch Außenkolben bilden, welche für Mehrfach-Pipettierköpfe geeignet sind,
so dass mit einem Hüllenteil und einem Deckelteil eine Mehrzahl von Außenkolben gebildet
sein können.
[0030] Zur Steigerung der Effektivität der hier beschriebenen Pipettiervorrichtung kann
diese einen Pipettierkopf mit einer Mehrzahl von Arbeitsräumen aufweisen, welche vorzugsweise
matrixartig angeordnet sind. Eine derartige Matrix ist vorzugsweise eine in zueinander
orthogonalen Zeilen und Spalten angelegte Matrix. Die einzelnen Arbeitsräume sind
dabei in der Regel gesondert voneinander ausgebildet.
[0031] In diesem Falle ist eine Qualitätsüberprüfung von Dosiervorgängen dann besonders
einfach und gründlich möglich, wenn jedem Arbeitsraum ein Sensor zur Erfassung einer
Zustandsgröße des Arbeitsfluids zugeordnet ist.
[0032] Wie oben bereits angedeutet, kann das Hüllenteil zur Ausbildung einer Mehrzahl von
Außenkolben als Lochplatte ausgebildet sein. Dabei kann die Dicke der Lochplatte am
gewünschten Hub des Außenkolbens orientiert sein, so dass die Dicke des Hüllenteils
wenigstens dem gewünschten Hub des Außenkolbens, gegebenenfalls unter Zugabe von Sicherheitsstrecken
für Dichtungen und zur Kollisionsvermeidung entspricht.
[0033] Dann kann an dem Deckelteil eine Mehrzahl von Zustandsgrößensensoren angeordnet sein,
vorzugsweise sind diese ebenfalls matrixartig angeordnet, und zwar entsprechend der
vorgesehenen Anordnung von Außenkolben. Besonders einfach sind die Zustandsgrößensensoren
an einer Stirnseite des Deckelteils an dessen Oberfläche anzuordnen, wenngleich nicht
ausgeschlossen sein soll, dass das Deckelteil Vertiefungen oder sogar Durchgangsöffnung
aufweist, in welchen die Zustandsgrößensensoren aufgenommen sind.
[0034] Der wenigstens eine Zustandsgrößensensor ist über Leitungen mit einer Steuer- oder/und
Rechnereinheit verbunden, welche vom Zustandsgrößensensor gelieferte Signale verarbeitet.
[0035] Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert werden. Es stellt dar:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Teil einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung,
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs II der Pipettiervorrichtung von Figur 1,
- Fig. 3
- einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs III der Pipettiervorrichtung von Figur
1 und
- Fig. 4
- einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs IV der Pipettiervorrichtung von Figur 1.
[0036] In Figur 1 ist ein wesentlicher Abschnitt einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung
allgemein mit 10 bezeichnet. Es handelt sich dabei um einen Mehrfach-Pipettierkopf
mit 384 Pipettierkanälen 12, welche in einer orthogonalen Matrix von 16 x 24 Pipettierkanälen
12 angeordnet sind.
[0037] Jeder Pipettierkanal 12 verläuft entlang einer Kanalachse K von einem dosierseitigen
Längsende 14 der Pipettiervorrichtung 10 bis zu einem arbeitsseitigen Längsende 16
derselben.
[0038] Ausgangspunkt der Beschreibung der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung 10 ist
eine gestellfeste mittlere Trägerplatte 18, an welcher metallische Zylinder 20 über
Isolationselemente 22 aus elektrisch isolierendem Elastomer aufgenommen sind. Die
Zylinder 20, welche als Hohlzylinder ausgebildet sind, sind somit ortsfest, d.h. maschinengestellfest
an der Trägerplatte 18 aufgenommen. Die elektrisch isolierenden Isolationselemente
22 dienen der Isolation der elektrisch leitfähigen Zylinder 20 von der ebenfalls elektrisch
leitfähigen Trägerplatte 18, so dass für jeden Pipettierkanal 12 gesondert eine kapazitive
Füllstandsmessung möglich ist (sogenannte "cLLD" = "capacitive Liquid Level Detection").
[0039] Zu dieser kapazitiven Füllstandsmessung sind die Pipettierkanäle 12 mit einem Signalleitungsanschluss
23 verbunden, von welchen der Einfachheit halber nur einer dargestellt ist.
[0040] In Figur 1 befindet sich unterhalb der gestellfesten Trägerplatte 18 eine relativ
zu dieser längs der Kanalachsen K bewegliche Quetschplatte 24, welche in an sich bekannter
Weise die Ankopplung von in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellten Pipettierspitzen
an Kopplungsenden 26 der Pipettiervorrichtung 10 ermöglicht.
[0041] Eine relativ zur Trägerplatte 18 längs der Kanalachsen K bewegliche Abstreiferplatte
30 sorgt für ein sicheres Abwerfen von Pipettierspitzen von den Kopplungsenden 26
der Pipettierkanäle 12 und somit für eine Entkopplung von Pipettierspitzen von dem
in Figur 1 dargestellten Mehrfachpipettierkopf.
[0042] Ähnlich wie in der Trägerplatte 18 sind die Zylinder 20 auch in der Quetschplatte
24 zur elektrischen Isolation von dieser durch ein elastomeres Isolationselement 32
umgeben. Im Gegensatz zur Trägerplatte 18 sind die Isolationselemente 32 in der Quetschplatte
24 jedoch mit radialem Abstand von den Zylindern 20 angeordnet, um eine Relativbewegung
der Quetschplatte 24 relativ zu den Zylindern 20 nicht zu behindern.
[0043] Nahe der Kopplungsenden 26 weisen die Pipettierkanäle 12 jeweils einen Quetschring
34 auf, welcher durch eine axiale Bewegung der Quetschplatte 24 in den Figuren 1 und
2 nach unten unter Vermittlung der Quetschhülsen 28 axial gestaucht und aufgrund seiner
Querkontraktionseigenschaften dadurch radial gedehnt wird, so dass eine Pipettierspitze,
je nach Ausgestaltung ihrer im Ankopplungszustand den Quetschring 34 radial außen
umgebenden Gegenkopplungsgeometrie, reib- oder/und formschlüssig an dem Kopplungsende
26 der Pipettierkanäle 12 gehalten werden kann.
[0044] Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist in Figur 1 über der Trägerplatte 18 relativ
zu dieser Längs der Kanalachsen K beweglich eine Dosierplatte 36 vorgesehen. Diese
Dosierplatte 36, welche über einen nur zum Teil dargestellten Bewegungsantriebsmechanismus
38 relativ zur Trägerplatte 18 in Richtung der Kanalachsen K zur Bewegung antreibbar
ist, bildet eine Vielzahl von Außenkolben 40, welche ein Arbeits-Zylinderlängsende
20a der Zylinder 20 radial und axial außen umgeben.
[0045] Die durch die Dosierplatte 36 gebildeten Außenkolben 40 weisen eine Vertiefung 42
auf, in welche der Bereich des Arbeits-Zylinderlängsendes 20a der Zylinder 20 aufgenommen
ist.
[0046] Jeder Pipettierkanal 12 umfasst damit einen Arbeitsraum 44, welcher definiert wird
durch das mit Arbeitsfluid gefüllte Volumen der Vertiefung 42 der Kolben 40 und dem
in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellten Innenvolumen im Hohlraum der Zylinder 20
und somit wenigstens bis zum Dosier-Zylinderlängsende 20b der Zylinder 20 reicht.
Tatsächlich reicht der Arbeitsraum noch bis zu den axialen Längsenden der Pipettierkanäle
12, d.h. bis zu den Öffnungen der Kopplungsenden 26 und, im Falle angekoppelter Pipettierspitzen,
sogar von dort noch in die Pipettierspitzen hinein.
[0047] Für die vorliegende Erfindung ist jedoch der von den Kolben 40 und den Zylindern
20 umgebene Abschnitt der Arbeitsräume 44 von besonderem Interesse.
[0048] Die zylindrische Innenwandung der Kolben 40 ist zum Zwecke der elektrischen Isolation
von Kolben und Zylindern voneinander durch ein zylindrisches Isolationselement 46
gebildet.
[0049] In dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Beispiel ist an dem dem Kolbenboden 48 fernen
Längsende 50 der Kolben 40 in jedem Kolben 40 eine um den Zylinder 20 umlaufende und
an der Außenwand des Zylinders 20 dichtend anliegende Dichtung 52 vorgesehen, welche
den Arbeitsraum 44 zwischen Kolben 40 und Zylinder 20 gegen die Außenumgebung abdichtet.
[0050] Die Dosierplatte 36 ist im vorliegenden Beispiel mehrteilig gebildet, nämlich durch
ein Hüllenteil 54, welches eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 56 enthält und somit
als Lochplatte vorbestimmter Dicke ausgestaltet ist.
[0051] Ausgehend von dem Arbeitsraum 44 ist das Hüllenteil 54 in einer ersten Richtung E
durch ein Deckelteil 58 verschlossen, wobei zur Abdichtung des Arbeitsraums 44 an
der Berührstelle zwischen Deckelteil 58 und Hüllenteil 56 eine Dichtungsmatte 60 mit
Durchgangsöffnungen 62 vorgesehen ist.
[0052] Im Deckelteil 58 sind, jeder Durchgangsbohrung 56 des Hüllenteils 54 zugeordnet,
für jeden Pipettierkanal 12 ein Drucksensor 64 angeordnet. Diese Drucksensoren 64,
von welchen in Figur 4 lediglich einer dargestellt ist, verschließen die Durchgangsöffnungen
62 der Dichtungsmatte 60 und bilden somit einen Teil des Kolbenbodens 66.
[0053] Die Drucksensoren 64 sind über nicht dargestellte Signalleitungen mit einer Rechnereinheit
zur Auswertung der von den Drucksensoren 64 gelieferten Signalen verbunden.
1. Pipettiervorrichtung zur Aspiration und Dispensation eines Dosierfluids mit Hilfe
eines von diesem verschiedenen Arbeitsfluids, wobei das Arbeitsfluid in einem Arbeitsraum
mit veränderlichem Volumen aufgenommen ist, welcher sich längs einer Kanalachse erstreckt
und bezogen auf die Kanalachse zumindest zumindest längs eines axialen Abschnitts
desselben durch ein Kolben-Zylinder-System gebildet ist, mit einem den Arbeitsraum
längs eines Zylinderabschnitts in radialer Richtung begrenzenden Zylinder und mit
einem den Arbeitsraum in einer ersten axialen Richtung begrenzenden Kolben, wobei
Zylinder und Kolben relativ zueinander beweglich angeordnet sind, so dass das Kolben-Zylinder-System
einen zur Aspiration und Dispensation offenen axialen Dosier-Längsendbereich und einen
durch den Kolben geschlossenen axialen Arbeits-Längsendbereich aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben als Außenkolben ausgebildet ist und im Arbeits-Längsendbereich des Kolben-Zylinder-Systems
den Zylinder außen umgibt.
2. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass einer radial äußeren Fläche des Zylinders in einem dem Arbeits-Längsendbereich des
Kolben-Zylinder-Systems nahen Arbeits-Zylinderendbereich eine radial innere Fläche
des Kolbens gegenüberliegt, wobei an wenigstens einer der beiden Flächen eine Dichtung
vorgesehen ist, welche an der jeweils anderen Fläche anliegt, um den Kolben und den
Zylinder gegeneinander abzudichten.
3. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben eine Vertiefung aufweist, welche, bezogen auf die Kanalachse und bei Betrachtung
im montierten Zustand, in radialer Richtung durch einen um die Kanalachse umlaufenden
Kolbenmantel begrenzt ist, in der ersten axialen Richtung durch einen Kolbenboden
begrenzt ist und in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen
Richtung offen ist.
4. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeits-Zylinderendbereich in der Vertiefung des Kolbens relativ beweglich aufgenommen
ist.
5. Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolben ein Sensor aufgenommen ist, welcher dazu ausgebildet ist, wenigstens
eine Zustandsgröße des Arbeitsfluids, vorzugsweise dessen Druck, zu erfassen.
6. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 5, unter Einbeziehung des Anspruchs 3,
dadurch gekennzeichnet, dass eine die Vertiefung begrenzende Kolbenwandung eine Öffnung aufweist, an welcher der
Sensor zur Erfassung der Zustandsgröße vorgesehen ist.
7. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die Öffnung verschließt.
8. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 5, unter Einbeziehung des Anspruchs 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen Teil einer die Vertiefung des Kolbens begrenzenden Kolbenwandung
bildet.
9. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor im Bereich des Kolbenbodens angeordnet ist oder einen Teil desselben bildet.
10. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 9, unter Einbeziehung des Anspruchs 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, mit einem Hüllenteil, welches wenigstens
eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Deckelteil, welches derart mit dem
Hüllenteil verbunden ist, dass es die wenigstens eine Durchgangsöffnung einseitig
verschließt.
11. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelteil wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer Zustandsgröße des Arbeitsfluids
vorgesehen ist, vorzugsweise an einer Stelle, welche im montierten Zustand der Vorrichtung
axial mit der Durchgangsöffnung fluchtet.
12. Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pipettierkopf mit einer Mehrzahl von Arbeitsräumen aufweist, welche vorzugsweise
matrixartig angeordnet sind.
13. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass jedem Arbeitsraum ein Sensor zur Erfassung einer Zustandsgröße des Arbeitsfluids
zugeordnet ist.
14. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, unter Einbeziehung des Anspruchs 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenteil eine Lochplatte ist.
15. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, unter Einbeziehung des Anspruchs
10,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelteil, vorzugsweise an einer Stirnseite desselben, eine Mehrzahl von
Zustandsgrößensensoren, vorzugsweise matrixartig, angeordnet sind.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Pipettiervorrichtung zur Aspiration und Dispensation eines Dosierfluids mit Hilfe
eines von diesem verschiedenen Arbeitsfluids, wobei das Arbeitsfluid in einem Arbeitsraum
mit veränderlichem Volumen aufgenommen ist, welcher sich längs einer Kanalachse erstreckt
und bezogen auf die Kanalachse zumindest längs eines axialen Abschnitts desselben
durch ein Kolben-Zylinder-System gebildet ist, mit einem den Arbeitsraum längs eines
Zylinderabschnitts in radialer Richtung begrenzenden Zylinder und mit einem den Arbeitsraum
in einer ersten axialen Richtung begrenzenden Kolben, wobei Zylinder und Kolben relativ
zueinander beweglich angeordnet sind, so dass das Kolben-Zylinder-System einen zur
Aspiration und Dispensation offenen axialen Dosier-Längsendbereich und einen durch
den Kolben geschlossenen axialen Arbeits-Längsendbereich aufweist, wobei der Kolben
als Außenkolben ausgebildet ist und im Arbeits-Längsendbereich des Kolben-Zylinder-Systems
den Zylinder außen umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolben ein Sensor aufgenommen ist, welcher dazu ausgebildet ist, wenigstens
eine Zustandsgröße des Arbeitsfluids, vorzugsweise dessen Druck, zu erfassen.
2. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass einer radial äußeren Fläche des Zylinders in einem dem Arbeits-Längsendbereich des
Kolben-Zylinder-Systems nahen Arbeits-Zylinderendbereich eine radial innere Fläche
des Kolbens gegenüberliegt, wobei an wenigstens einer der beiden Flächen eine Dichtung
vorgesehen ist, welche an der jeweils anderen Fläche anliegt, um den Kolben und den
Zylinder gegeneinander abzudichten.
3. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben eine Vertiefung aufweist, welche, bezogen auf die Kanalachse und bei Betrachtung
im montierten Zustand, in radialer Richtung durch einen um die Kanalachse umlaufenden
Kolbenmantel begrenzt ist, in der ersten axialen Richtung durch einen Kolbenboden
begrenzt ist und in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen
Richtung offen ist.
4. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeits-Zylinderendbereich in der Vertiefung des Kolbens relativ beweglich aufgenommen
ist.
5. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine die Vertiefung begrenzende Kolbenwandung eine Öffnung aufweist, an welcher der
Sensor zur Erfassung der Zustandsgröße vorgesehen ist.
6. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die Öffnung verschließt.
7. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen Teil einer die Vertiefung des Kolbens begrenzenden Kolbenwandung
bildet.
8. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor im Bereich des Kolbenbodens angeordnet ist oder einen Teil desselben bildet.
9. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 8, unter Einbeziehung des Anspruchs 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, mit einem Hüllenteil, welches wenigstens
eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Deckelteil, welches derart mit dem
Hüllenteil verbunden ist, dass es die wenigstens eine Durchgangsöffnung einseitig
verschließt.
10. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelteil wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer Zustandsgröße des Arbeitsfluids
vorgesehen ist, vorzugsweise an einer Stelle, welche im montierten Zustand der Vorrichtung
axial mit der Durchgangsöffnung fluchtet.
11. Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pipettierkopf mit einer Mehrzahl von Arbeitsräumen aufweist, welche vorzugsweise
matrixartig angeordnet sind.
12. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass jedem Arbeitsraum ein Sensor zur Erfassung einer Zustandsgröße des Arbeitsfluids
zugeordnet ist.
13. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, unter Einbeziehung des Anspruchs 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenteil eine Lochplatte ist.
14. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, unter Einbeziehung des Anspruchs
9,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelteil, vorzugsweise an einer Stirnseite desselben, eine Mehrzahl von
Zustandsgrößensensoren, vorzugsweise matrixartig, angeordnet sind.