[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung für Flüssigkeitsmengen, insbesondere
im Bereich von 100 nl bis einigen 100 ml, mit mindestens einem Sitz zum lösbaren Befestigen
einer Pipettenspitze und einer Abwurfeinrichtung zum Lösen der Pipettenspitze von
dem Sitz.
[0002] Dosiervorrichtungen werden vor allem im Labor zur Dosierung von Flüssigkeiten verwendet.
Die Flüssigkeiten werden in Pipettenspitzen aufgenommen und daraus abgegeben. Pipettenspitzen
sind kleine Röhrchen mit einer Öffnung am unteren Ende und einer Öffnung am oberen
Ende. Die untere Öffnung ist meist kleiner als die obere Öffnung. Mittels einer Verdrängungseinrichtung
wird Flüssigkeit durch die untere Öffnung in die Pipettenspitze eingesogen und ausgestoßen.
Die Verdrängungseinrichtung ist meistens ein Zylinder mit einem darin verschiebbaren
Kolben. Bei Luftpolstersystemen sind Kolben und Zylinder in die Dosiervorrichtung
integriert und kommunizieren durch die obere Öffnung der Pipettenspitze mit dieser,
sodass die Dosierung der Flüssigkeit über ein Luftpolster vermittelt wird. Bei Direktverdrängersystemen
sind Kolben und Zylinder in die Spitze integriert und wirken direkt auf die eingesaugte
Flüssigkeit ein. Solche Pipettenspitzen werden auch als Spritzen bezeichnet.
[0003] Dosiervorrichtungen, mit denen Flüssigkeit in einem einzigen Schnitt aufgenommen
und in einen einzigen Schnitt abgegeben wird, werden als Pipetten bezeichnet. Dosiervorrichtung,
mit denen Flüssigkeit in einem einzigen oder mehreren Schnitten aufgenommen und in
mehreren Schnitten abgegeben wird, bezeichnet man als Dispenser.
[0004] Die Pipettenspitze wird lösbar mit der Dosiervorrichtung verbunden, damit sie nach
Gebrauch gegen eine frische Pipettenspitze ausgetauscht werden kann, wodurch bei nachfolgenden
Dosierungen Kontaminationen vermieden werden können. Pipettenspitzen aus Kunststoff
für einmaligen Gebrauch sind kostengünstig verfügbar.
[0005] Die Dosiervorrichtung hat mindestens einen Sitz zum lösbaren Befestigen einer oder
mehrerer Pipettenspitzen.. Der Sitz ist vielfach ein konischer Ansatz, auf den eine
Pipettenspitze mit der oberen Öffnung geklemmt wird. Ferner gibt es Dosiervorrichtungen,
die eine Bohrung aufweisen, in die eine Pipettenspitze mit dem Ende einklemmbar ist,
das die obere Öffnung aufweist. Zum Halten von Spritzen mit Kolben und Zylinder kann
die Dosiervorrichtung Aufnahmen für einen oberen Abschnitt des Zylinders und einer
Kolbenstange des Kolbens und Greifeinrichtungen zum Halten der oberen Abschnitte von
Zylinder und Kolbenstange in den Aufnahmen aufweisen. Das Befestigen kann ohne Anfassen
der Pipettenspitze durch Aufsetzen der Dosiervorrichtung mit ihrem Sitz auf die Pipettenspitze
erfolgen, die in einem Halter bereit steht.
[0006] Zur Vermeidung von Kontaminationen des Benutzers ist es über dies wünschenswert,
die benutzte Pipettenspitze ohne Anfassen vom Sitz zu lösen. Hierfür sind Dosiervorrichtungen
vielfach mit einer Abwurfeinrichtung für Pipettenspitzen ausgestattet. Bei bekannten
Ausführungen weist die Abwurfeinrichtung eine Abwurfstange auf, die unten mit einem
Abwerfer verbunden ist, der beispielsweise als Abwurfhülse oder als Abwurfplatte ausgestaltet
ist. Der Abwerfer ist dem oberen Randbereich einer an der Dosiervorrichtung befestigten
Pipettenspitze zugeordnet. Eine Schraubenfeder drückt die Abwurfstange in eine Ausgangslage,
in der sie mit einem Anschlag an einem Gegenanschlag anliegt, der fest mit dem Dosiervorrichtungsgehäuse
verbunden ist. Die Abwurfstange ist oben mit einem Abwurfknopf verbunden. Durch Betätigen
des Abwurfknopfes kann entgegen der Wirkung der Schraubenfeder die Abwurfeinrichtung
mit ihrem Abwerfer gegen den oberen Rand der Pipettenspitze oder Spritze gedrückt
werden, sodass diese vom Sitz gelöst wird.
[0007] Bei bekannten Pipetten ist z.B. der Abwurfknopf über eine Schnappverbindung mit der
Abwurfstange verbunden. Der Anschlag ist ein Sprengring aus Stahl, der in einer Ringnut
der Abwurfstange montiert ist. Für die Montage des Sprengringes muss der Abwurfknopf
betätigt werden, sodass das untere Ende der Abwurfstange aus dem Pipettengehäuse heraussteht.
Die Montage des kleinen Sprengringes mittels eines Spezialwerkzeuges ist schwierig.
Wird im Betrieb der Abwurfknopf losgelassen, drückt die Schraubenfeder die Abwurfeinrichtung
in ihre Ausgangslage, sodass der Sprengring gegen den Gegenanschlag schlägt. Der Gegenanschlag
ist vom Rand eines Loches in einer starren Gehäusewand gebildet, das von der Abwurfstange
durchsetzt ist. Hierbei wird ein starker Impuls in die Abwurfeinrichtung eingeleitet.
Damit sich der Abwurfknopf nicht unbeabsichtigt löst, ist er mittels einer stoßsicheren
Verschnappung an der Abwurfstange befestigt. Bei einer Demontage der Pipette zu Zwecken
der Wartung oder Reparatur muss der Abwurfknopf angebohrt werden, um mittels eines
Werkzeuges die Verschnappung zu lösen. Der angebohrte Abwurfknopf muss durch einen
neuen Abwurfknopf ersetzt werden.
[0008] Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung
mit einer Abwurfeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die leichter montierbar und
demontierbar ist.
[0009] Die Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Dosiervorrichtung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0010] Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung hat
- einen Grundkörper,
- mindestens einen am Grundkörper angeordneten Sitz zum lösbaren Befestigen einer Pipettenspitze,
- eine am Grundkörper angeordnete Abwurfeinrichtung zum Lösen der Pipettenspitze oder
Spritze von dem Sitz,
- die einen relativ zum Sitz beweglichen Abwerfer,
- eine mit dem Abwerfer wirkverbundene Übertragungsmechanik zum Bewegen des Abwerfers
bezüglich des Sitzes, - Antriebsmittel zum Antreiben der Übertragungsmechanik und
- einen an der Übertragungsmechanik angeordneten Anschlag aufweist,
- einen am Grundkörper angeordnetes Gegenanschlag, der dem Anschlag zugeordnet ist und
die Bewegung der Übertragungsmechanik nach oben begrenzt, und
- ein Rückstellmittel, das einerseits am Grundkörper und andererseits an der Abwurfeinrichtung
angreift und den Anschlag gegen den Gegenanschlag drückt,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag und/oder Gegenanschlag senkrecht zu seiner
Anschlagfläche elastisch verformbar ist.
[0011] Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung hat einen Grundkörper, der eine tragende Struktur
für weitere Bauteile der Dosiervorrichtung ist. Der Grundkörper ist beispielsweise
ein Gehäuse. An dem Grundkörper ist mindestens ein Sitz zum lösbaren Befestigen einer
Pipettenspitze angeordnet. Bei Ausführung als Einkanaldosiervorrichtung ist ein einziger
Sitz vorhanden. Bei Ausführung als Mehrkanaldosiervorrichtung hat die Dosiervorrichtung
mehrere Sitze, beispielsweise acht. Der Sitz zum lösbaren Befestigen einer Pipettenspitze
kann als konischer Ansatz zum Aufstecken einer Pipettenspitze oder als Bohrung zum
Einstecken einer Pipettenspitze Spritze ausgeführt sein. Ferner kann, wenn die Pipettenspitze
als Spritze ausgeführt ist, der Sitz Aufnahmen für obere Abschnitte von Zylinder und
Kolben aufweisen, denen Greifeinrichtungen zum Halten der Spritze am Gehäuse zugeordnet
sind.
[0012] Am Grundkörper ist eine Abwurfeinrichtung mit einem relativ zum Sitz beweglichen
Abwerfer vorhanden. Der Abwerfer ist beispielsweise eine Abwurfhülse oder eine Abwurfplatte.
Eine Einkanaldosiervorrichtung ist beispielsweise mit einer Abwurfhülse und eine Mehrkanaldosiervorrichtung
ist beispielsweise mit einer Abwurfplatte versehen, wobei die Abwurfplatte zugleich
mehreren Sitzen zugeordnet ist. Die Abwurfvorrichtung weist eine mit dem Abwerfer
wirkverbundene Übertragungsmechanik und Antriebsmittel zum Antreiben der Übertragungsmechanik
auf. Der Abwerfer kann mit der Übertragungsmechanik lösbar oder unlösbar wirkverbunden
sein. Insbesondere können Abwerfer und Übertragungsmechanik lösbar oder unlösbar fest
miteinander wirkverbunden sein, beispielsweise durch eine Klemmverbindung oder durch
eine einteilige Ausführung, wenn Übertragungsmechanik und Abwerfer als ein Teil aus
einem Material hergestellt werden. Die Antriebsmittel können manuelle Antriebsmittel
oder motorische Antriebsmittel wie Elektromotoren sein. Manuelle Antriebsmittel können
einen mit der Übertragungsmechanik wirkverbundenen Abwurfknopf und motorische Antriebsmittel
einen mit der Übertragungsmechanik verbundenen elektrischen Linearantrieb aufweisen.
Die Übertragungsmechanik ist außerdem mit einem Anschlag versehen. Am Grundkörper
ist ein Gegenanschlag vorhanden, der mit dem Anschlag zusammen wirkt, um die Bewegung
des Abwerfers nach oben, d. h. vom Sitz, weg zu begrenzen. Ein an Grundkörper und
der Abwurfeinrichtung angreifendes Rückstellmittel drückt die Abwurfeinrichtung mit
dem Anschlag gegen den Gegenanschlag, wenn die Übertragungsmechanik nicht vom Antriebsmittel
angetrieben wird. Somit wird durch Betätigen des Antriebsmittels die Übertragungsmechanik
entgegen der Wirkung der Rückstellmittel mit dem Abwerfer nach unten, d. h. zum Sitz
hin, verlagert und verlagert das Rückstellmittel die Übertragungsmechanik vom Sitz
weg, bis der Anschlag gegen den Gegenanschlag drückt, wenn das Antriebsmittel nicht
betätigt wird.
[0013] Bei der herkömmlichen Pipette sind der Sprengring und die damit zusammenwirkende
Gehäusewand senkrecht zu ihren Anschlagflächen starr, sodass der Sprengring beim Auftreffen
die Gehäusewand abrupt abgebremst wird. Bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
ist hingegen der Anschlag und/oder der Gegenanschlag zumindest in Richtung senkrecht
zu der jeweiligen Anschlagfläche elastisch verformbar, sodass sich Anschlag und/oder
Gegenanschlag beim Aufeinandertreffen elastisch verformen. Hierfür kann der Anschlag
und/oder Gegenanschlag aus einem insbesondere senkrecht zur Anschlagfläche elastischen
Material bestehen und/oder eine Feder sein. Die Erfindung bezieht Ausführungen ein,
bei denen der Anschlag senkrecht zu seiner Anschlagfläche elastisch und der Gegenanschlag
starr, der Gegenanschlag senkrecht zu seiner Anschlagfläche elastisch und der Anschlag
starr und sowohl der Anschlag als auch der Gegenanschlag senkrecht zu ihren Anschlagflächen
starr sind. Der Anschlag und/oder Gegenanschlag kann ausschließlich senkrecht zu seiner
Anschlagfläche elastisch oder auch in Querrichtung oder in beliebiger Richtung dazu
elastisch sein. Letzteres ist insbesondere nach Ausführung des Anschlages und/oder
Gegenanschlages aus einem elastischen Material der Fall. Der senkrecht zur Anschlagfläche
elastische Anschlag und/oder Gegenanschlag kann leicht montierbar und demontierbar
ausgeführt sein. Ferner schwächt der Anschlag und/oder Gegenanschlag den Stoß ab,
der nach einer Betätigung der Abwurfeinrichtung auftritt, wenn das Rückstellmittel
die Abwurfeinrichtung mit dem Anschlag gegen den Gegenanschlag bewegt. Der Stoß wird
nicht plötzlich beim Auftreffen eines harten Anschlages auf einen harten Gegenanschlag
wirksam, sondern von dem senkrecht zur Anschlagfläche elastischen Anschlag und/oder
Gegenanschlag verzögert und damit abgeschwächt. Aufgrund dieser Abschwächung des Stoßes
kann eine Verbindung zwischen Antriebsmittel und Abwurfstange als lösbare Rastverbindung
ausgeführt werden. Diese ist verhältnismäßig leicht demontierbar, ohne dabei zerstört
zu werden, sodass sie anschließend wieder montierbar ist. Die Abschwächung des Impulses
beim Auftreffen des Anschlages auf den Gegenanschlag verhindert ein unbeabsichtigtes
Lösen der Verrastung. Durch gezielten Krafteinsatz ist es jedoch möglich, die Rastverbindung
zu trennen. Hierdurch wird die Zerlegung der Dosiervorrichtung in ihre Einzelteile
insbesondere bei der Wartung und Reparatur erleichtert.
[0014] Elastisch verformbares Material hat dämpfende Eigenschaften, sodass es einen Teil
der Energie des Stoßes aufnimmt. Der Anschlag und/oder Gegenanschlag kann ganz oder
teilweise aus einem ausgewählten elastisch verformbaren Material bestehen, das besonders
gut dämpft. Bevorzugt haben die verwendeten Materialien eine Rückprallelastizität
gemäß DIN 53 512, die kleiner als 25 % ist. Besonders bevorzugte Materialien weisen
eine Rückprallelastizität auf, die kleiner als 10 % ist. Noch besser geeignet sind
Materialien mit einer Rückprallelastizität kleiner als 5 %. Gemäß einer Ausgestaltung
ist das elastisch verformbare Material gummielastisch. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
besteht der Anschlag und/oder Gegenanschlag aus einem Elastomer (z. B. Gummi oder
Silikonkautschuk) oder einem thermoplastischen Elastomer. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
ist der Anschlag und/oder Gegenanschlag aus einem autoklavierbaren Material. Bei entsprechender
Ausführung der übrigen Bauteile der Dosiervorrichtung ist diese insgesamt autoklavierbar.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Anschlag und/oder Gegenanschlag aus einem
Fluorelastomer (z. B. Viton® der Fa. DuPont), bevorzugt mit einer Rückprallelastizität
von ca. 6,4 %. Besonders temperaturbeständige und damit für ein Autoklavieren geeignete
Fluorelastomere stehen zur Verfügung. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind als
elastisch verformbares Material besonders geeignet: Per-Fluor-Kautschuk (FFPM), Butyl-Kautschuk
(IIR) und chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM).
[0015] Der Anschlag und/oder Gegenanschlag kann verschiedenen Geometrien aufweisen. Falls
der Anschlag und/oder Gegenanschlag aus einem Material ist, das zumindest in der senkrechten
Richtung zu seiner Anschlagfläche elastisch verformbar ist, kann der Anschlag beispielsweise
von einem Bolzen aus demselben Material gebildet sein, der durch eine Bohrung eines
Stangenabschnittes der Übertragungsmechanik hindurchgeführt ist und seitlich von dem
Stangenabschnitt vorsteht. Bei dem Anschlag kann es sich auch um von dem Stangenabschnitt
vorstehende Noppen aus dem elastischen Material handeln. Ferner kann es sich hierbei
um einen seitlich vorstehenden Abschnitt des Stangenabschnittes handeln, der insgesamt
aus dem elastischen Material besteht. Der Gegenanschlag kann eine insgesamt aus dem
elastischen Material bestehende Gehäusewand mit einer Bohrung sein, durch die ein
Stangenabschnitt der Übertragungsmechanik hindurchgeführt wird. Gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung ist der Anschlag ein auf einem Stangenabschnitt der Übertragungsmechanik
sitzender Ring und/oder der Gegenanschlag ein einen Stangenabschnitt der Übertragungsmechanik
umschließender Ring. Diese Ausgestaltung kann besonders kostengünstig realisiert werden.
Außerdem erleichtert die Ausführung des Anschlages und/oder Gegenanschlages als Ring
die Montage und Demontage, da der einfach axial auf einen Stangenabschnitt der Übertragungsmechanik
aufgesetzt und von dieser abgenommen und/oder in eine Bohrung einer Gehäusewandung
eingesetzt und aus dieser entnommen werden kann. Der Ring kann verschieden ausgestaltet
sein. Die Erfindung bezieht insbesondere kreiszylindrische Ausgestaltungen des Ringes
ein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Ring ein Torus. Der torusförmige
Ring hat einen kreiszylindrischen Querschnitt. Das Aufschieben auf eine Abwurfstange
und das Abnehmen von der Abwurfstange ist bei einem torusförmigen Ring durch die verhältnismäßig
geringe Reibung erleichtert. Der torusförmige Ring kann insbesondere ein ansonsten
als Dichtungselement einsetzbarer O-Ring sein.
[0016] Der Ring ist elastisch aufgeweitet auf den Stangenabschnitt aufsetzbar, sodass er
aufgrund seiner elastischen Vorspannung auf den Stangenabschnitt festsitzt.
[0017] Weiter kann der Ring auch nur teilweise aus einem elastisch verformbaren Material
bestehen. So kann das elastisch verformbare Material in einer Aufnahme, z. B. aus
Metall aufgenommen sein, so dass beim Aufeinandertreffen von Anschlag und Gegenanschlag
das elastisch verformbare Material eine Anschlagsfläche bildet.
[0018] Gemäß einer Ausgestaltung sitzt der Ring in einer Ringnut des Stangenabschnittes,
wobei der Ring außen über die Mantelfläche des Stangenabschnittes vorsteht. In der
Ringnut ist der Ring in seiner Position auf dem Stangenabschnitt festgelegt. Der außen
vor stehende Umfangsbereich des Ringes bildet eine Anschlagfläche, die mit dem Gegenanschlag
zusammenwirkt. Der Ring kann ohne elastische Vorspannung in der Ringnut angeordnet
sein. Dann wird er lediglich beim Aufstreifen auf den Stangenabschnitt elastisch aufgeweitet,
bis er in die Ringnut einschnappt. Umgekehrt wird er beim Abstreifen elastisch aufgeweitet,
bis er von dem Stangenabschnitt freikommt.
[0019] Gemäß einer Ausgestaltung sitzt der Ring unter elastischer Vorspannung auf dem Stangenabschnitt.
Diese Ausgestaltung ist bei Ausführungen möglich, bei denen der Ring auf einem glatten
Stangenabschnitt sitzt. Ferner ist sie bei Ausführungen möglich, bei denen der Ring
in einer Ringnut sitzt oder auf einem Stangenabschnitt, der zumindest einen Vorsprung
zum seitlichen Abstützen des Ringes in einer bestimmten Position aufweist.
[0020] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Ring in einem unterhalb des Gegenanschlags
von außen zugänglichen unteren Endabschnitt des Stangenabschnittes angeordnet, der
eine lösbare Verbindung mit dem Abwerfer aufweist, der vorzugsweise beweglich am Grundkörper
geführt ist. Die lösbare Verbindung des Stangenabschnittes mit dem Abwerfer ist beispielsweise
eine Steck- oder Klemmverbindung. Sie kann insbesondere dadurch hergestellt sein,
dass das untere Ende des Stangenabschnittes in eine Bohrung des Abwerfers eingepresst
ist. Zumindest nach Lösen des Abwerfers von dem Stangenabschnitt ist der untere Endabschnitt
von außen zugänglich, sodass der Ring vom Stangenabschnitt abgenommen werden kann.
[0021] Die Übertragungsmechanik kann verschieden ausgeführt werden. Sie kann beispielsweise
eines der in der
EP 0 992 288 B1 beschriebenen Getriebe sein, das die axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung
in einer Axialbewegung des Abwurfselementes überträgt. Gemäß einer Ausgestaltung ist
die Übertragungsmechanik eine Abwurfstange. Die Abwurfstange kann aus einem einzigen
Stangenabschnitt bestehen, der ganz oder teilweise geradlinig und ganz oder teilweise
gekrümmt und/oder gebogen sein kann. Ferner kann die Abwurfstange mehrere Stangenabschnitte
aufweisen. Die Erfindung bezieht Ausführungen ein, bei denen die Abwurfstange parallel
verlaufende Stangenabschnitte aufweist. Ferner kann die Abwurfstange mit verschiedenen
Querschnitten ausgeführt sein (z. B. rechteckig, kreisrund, zylindrisch, hohlzylindrisch),
wobei entlang der Abwurfstange überall dieselbe Querschnittsform mit denselben oder
unterschiedlichen Abmessungen oder verschiedene Querschnittsformen vorhanden sein
können.
[0022] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das obere Ende der Übertragungsmechanik über
eine lösbare Rastverbindung an einem Antriebsmittel befestigt. Gemäß einer Ausgestaltung
umfasst die lösbare Rastverbindung die einen Rasthaken und einen Hinterschnitt für
den Rasthaken umfasst, deren Rastflächen einen Winkel von 10° bis 50° haben. Bevorzugt
werden Rastwinkel von 15° bis 45° benutzt, besonders bevorzugt Rastwinkel von 25°
bis 35°. Eine Rastverbindung mit Rastflächen mit diesen Winkeln hält zwar betrieblichen
Belastungen stand, wie sie beim gedämpften Auftreffen der Übertragungsmechanik mit
dem Anschlag auf den Gegenanschlag eintreten. Unter erhöhtem Krafteinsatz ist diese
Rastverbindung jedoch lösbar. Dies gilt insbesondere bei Ausführung der Teile der
Rastverbindung aus einem Kunststoff. Der Winkel der Rastflächen bezeichnet ihre Neigung
zu einer Achse, in deren Richtung die der Belastung der Rastverbindung im Betrieb
erfolgt. Gegebenenfalls kann die Rastverbindung unter Zuhilfenahme eines Werkzeuges
gelöst werden.
[0023] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Antriebsmittel ein Abwurfknopf mit einer
Deckwand mit einem von der Unterseite vor stehenden Rasthaken mit der Rastfläche am
unteren Ende. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der Abwurfknopf am Umfang eine
Blende, die einen Freiraum zwischen der Deckwand und einem Oberbereich eines Gehäuses
der Dosiervorrichtung seitlich überdeckt. Gegebenenfalls kann die Rastverbindung durch
Einführen eines streifenförmigen Werkzeuges durch einen Spalt zwischen Abwurfknopf
und Gehäuse gelöst werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der Abwurfknopf
zwei von der Unterseite der Deckwand vorstehende Dome mit jeweils einer Bohrung und
weist die Abwurfstange am oberen Ende zwei Zapfen auf, die in die Bohrung der Dome
eingesteckt sind. Gemeinsam mit der Rastverbindung bewirkt dies eine feste, drehgesicherte
Verbindung zwischen Druckknopf und Abwurfstange. Gemäß einer Ausgestaltung stehen
die beiden Zapfen von einer oberen Traverse der Abwurfstange vor, unterhalb der Traverse
zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Stangenabschnitte aufweist, die unten durch
eine untere Traverse miteinander verbunden sind, und steht von der Unterseite der
unteren Traverse ein unterer Stangenabschnitt vor, der den Ring aus elastisch verformbarem
Material trägt. Die beiden parallel verlaufenden Stangenabschnitte können beispielsweise
einen elektrischen Antriebsmotor einer elektrisch angetriebenen Dosiervorrichtung
zwischen sich aufnehmen und begünstigen damit eine raumsparende Bauweise der Dosiervorrichtung.
[0024] Rückstellmittel sind Mittel, durch die zwei Gegenstände mindestens in einer Richtung
in einer definierten Position zueinander gehalten werden und die dafür sorgen, dass
die zwei Gegenstände wieder in die gleiche definierte Position gelangen, wenn sie
durch einen äußeren Einfluß aus die Position gebracht wurden, sobald dieser Einfluß
nicht mehr vorhanden ist. Die Rückstellmittel können verschieden ausgeführt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind sie Federmittel (z. B. eine auf einer Abwurfstange
sitzende Schraubenfeder oder eine Gasdruckfeder) und/oder hydraulische Mittel (z.B.
kompressive Flüssigkeiten) und/oder pneumatische Mittel und/oder magnetisch wirkende
Mittel (z. B. mit einander abstoßenden Magneten, wobei einer gehäusefest und der andere
fest mit der Übertragungsmechanik verbunden ist) und/oder elektrische Antriebsmittel
(z. B. bei einer Ausführung des Antriebsmittels als elektrisches Antriebsmittel zum
Betätigen und Rückstellen der Abwurfeinrichtung). Wird als Rückstellmittel ein Federmittel
wie eine Schraubenfeder verwendet, so sollte Ihre Federkonstante D nach dem Hook'schen
Gesetz insbeondere kleiner als 0,2 N/mm, bevorzugt sogar kleiner als 0,1 N/mm und
besonders bevorzugt kleiner als 0,05 N/mm sein.
[0025] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Dosiervorrichtung eine manuelle und/oder
eine elektrische Dosiervorrichtung. Bei einer manuellen Dosiervorrichtung wird ein
Verdrängungsorgan oder eine Verdrängungseinrichtung (z. B. ein Kolben in einem Zylinder)
manuell angetrieben. Bei einer elektrischen Dosiervorrichtung wird das Verdrängungsorgan
mittels eines elektrischen Antriebsmotors angetrieben. Bei einer elektrischen Dosiervorrichtung
können die Dosierungen manuell ausgelöst bzw. beendet werden. Auch ist ein programmgesteuerter
Betrieb möglich.Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Dosiervorrichtung eine
stationäre Dosiervorrichtung und/oder eine Handdosiervorrichtung.
[0026] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Dosiervorrichtung eine Pipette und/oder
ein Dispenser. Sie kann als Pipette mit konstantem oder einstellbarem Dosiervolumen
oder als Dispenser mit konstanten oder einstellbaren Dispensiervolumen ausgeführt
sein. Auch Kombinationen von Pipette und Dispenser sind möglich. Eine bevorzugte Ausgestaltung
ist eine manuell oder elektrisch angetriebene Handpipette oder Handdispenser.
[0027] Schließlich bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage einer Abwurfeinrichtung
an einer Dosiervorrichtung, bei dem eine Übertragungsmechanik der Abwurfeinrichtung
in ein Gehäuse der Dosiervorrichtung eingesetzt wird, sodass ein Stangenabschnitt
der Übertragungsmechanik aus einem Loch des Gehäuses heraussteht und ein Ring, der
ein elastisch verformbares Material aufweist, auf den herausstehenden Stangenabschnitt
aufgeschoben wird. Der Ring kann teilweise oder ganz aus dem elastisch verformbaren
Material bestehen. Bevorzugt wird der Ring in eine auf dem Stangenabschnitt ausgebildete
Ringnut geschoben. Das Aufschieben des Ringes ist zur Vereinfachung beim Fertigungsschritt
ohne aufwendige Spezialwerkzeuge möglich.
[0028] Bevorzugt wird vor oder nach dem Aufschieben des Ringes am oberen Ende der Übertragungsmechanik
ein Antriebsmittel mit einer lösbaren Verbindung, insbesondere Rastverbindung befestigt.
Insbesondere umfasst die Rastverbindung einen Rasthaken und einen Hinterschnitt für
den Rasthaken.
[0029] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen.
- Fig. 1
- eine elektrische Pipette, angetrieben von einem elektrischen Antriebsmotor mit einer
Pipettenspitze bestückt in einer Seitenansicht, bei der in Bereich der Abwurfeinrichtung
das Gehäuse entfernt wurde;
- Fig. 2
- eine manuelle Pipette mit einer Pipettenspitze bestückt,in einer Seitenansicht, bei
der im Bereich der eigentlichen Pipette das Gehäuse entfernt wurde;
- Fig. 3
- eine Abwurfstange mit einem Abwurfknopf der elektrischen Pipette von Figur 1 in einer
Perspektivansicht schräg von der Seite;
- Fig. 4
- einen Abwurfknopf vom Oberbereich der Abwurfstange getrennt in einer vergrößerten
Perspektivansicht schräg von der Seite;
- Fig. 5
- den Oberbereich derselben Abwurfstange in einer Perspektivansicht schräg von der entgegengesetzten
Seite;
- Fig. 6
- unteres Ende des Gehäuseoberteils einer Pipette mit unterem Ende der Abwurfstange
bei nichtbetätigter Abwurfeinrichtung in einem vergrößerten Längsschnitt;
- Fig. 7
- unteres Ende des Gehäuseoberteils einer Pipette bei nichtbetätigter Abwurfeinrichtung
in einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite;
- Fig. 8
- unteres Ende des Gehäuseoberteils einer Pipette mit unterem Ende der Abwurfstange
bei betätigter Abwurfeinrichtung in einem vergrößerten Längsschnitt;
- Fig. 9
- unteres Ende des Gehäuseoberteils einer Pipette bei betätigter Abwurfeinrichtung in
einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite.
[0030] In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Angaben "oben" und "unten" sowie
"Oberseite" und "Unterseite" sowie "unteres Ende" und "oberes Ende" auf die bevorzugte
Lage der Pipette im Betrieb, in der die Pipette senkrecht ausgerichtet und eine mit
der Pipette verbundene Pipettenspitze unterhalb der Pipette angeordnet ist.
[0031] In Fig. 1 ist eine elektrische Pipette in Seitenansicht dargestellt, die von einem
elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Dabei wurde in Fig. 1 im Bereich der
[0032] Abwurfeinrichtung der Pipette das Gehäuse weggelassen, um die Abwurfeinrichtung darzustellen.
In Fig. 2 wird eine manuelle Pipette in Seitenansicht dargestellt, die per Hand betätigt
werden kann. Dabei wurde in Fig. 2 im Bereich der eigentlichen Pipette, d.h. dort,
wo das eigentliche Pipettieren erfolgt, das Gehäuse weggelassen, um die wesentlichen
Komponenten einer Pipette zu zeigen.
[0033] Gemäß Fig. 1 und 2 hat eine erfindungsgemäße Pipette 1 ein als Handgriff ausgeführtes
Pipettengehäuse 2 mit einem Gehäuseoberteil 3 und einem Gehäuseunterteil 4. Das Gehäuseoberteil
3 hat unten untere Verbindungsmittel 5 und das Gehäuseunterteil 4 hat oben obere Verbindungsmittel
6, durch die Gehäuseoberteil 3 und Gehäuseunterteil 4 miteinander verbunden sind.
Die Verbindungsmittel 5, 6 sind beispielsweise als Schraub- oder aufhebbare Rastverbindung
ausgestaltet.
[0034] Unterhalb der oberen Verbindungsmittel 6 hat das Gehäuseunterteil 4 einen Gehäuseschaft
7, der am unteren Ende einen Sitz 8 in Form eines konischen Aufsteckzapfens aufweist.
[0035] Eine Pipettenspitze 9 aus Kunststoff hat einen röhrchenförmigen Körper 10 mit einer
oberen Öffnung 11 und einer unteren Öffnung 12. Der Körper 10 ist konisch mit kleinem
Konuswinkel ausgeführt. Die Pipettenspitze 9 ist mit der oberen Öffnung 11 auf den
Sitz 8 aufgesteckt, sodass sie festklemmt, jedoch vom Sitz 8 abgedrückt werden kann.
[0036] Oben ragt bei der manuellen Pipette aus dem Gehäuseoberteil 3 ein Betätigungsknopf
13 heraus, der fest mit einer Hubstange 14 verbunden ist, die sich bis zum unteren
Ende des Gehäuseoberteils 3 erstreckt. Die Hubstange 14 trägt am Umfang einen Ringwulst
15.
[0037] Ferner ragt oben aus dem Gehäuseoberteil eine Einstellhülse 16 zum Einstellen der
Dosiermenge heraus, die den Betätigungsknopf 13 umgibt. Die Einstellhülse 16 ist über
Nuten am Innenumfang und darin eingreifende Mitnehmer über ein Getriebe drehfest und
axial relativbeweglich mit einer Spindel 18 zum Einstellen des Hubes der Hubstange
14 verbunden. Die Spindel 18 weist eine Anlagefläche 19 für den Ringwulst 15 auf,
die axial zur Hubstange 14 verlagerbar ist um deren Hub zu begrenzen.
[0038] Im Gehäuseunterteil 4 ist ein Kolben 21 in einem Zylinder 22 verschiebbar angeordnet.
Der Kolben 21 ist über eine Kolbenstange 23 mit einer Druckplatte 24 verbunden. Eine
Kolbenrückstellfeder 25, die einen Ends im Gehäuseunterteil 4 abgestützt ist und anderen
Ends an der Druckplatte 24 angreift, drückt die Druckplatte 24 gegen das untere Ende
der Hubstange 14.
[0039] Der Zylinder 22 ist über einen Kanal 26 mit einer Öffnung 27 im unteren Ende des
Sitzes 8 verbunden.
[0040] Ferner ist am Pipettengehäuse 2 der Pipette 1 von Fig. 1 und 2 eine Abwurfeinrichtung
28 angeordnet. Diese weist im Gehäuseoberteil 3 eine Abwurfstange 29 auf, die oben
mit einem Abwurfknopf 30 verbunden ist.
[0041] Gemäß Fig. 3 bis 5 hat die Abwurfstange 29 zwei im Wesentlichen parallel verlaufende
Stangenabschnitte 29.1, 29.2, die oben durch eine obere Traverse 31.1 und unten durch
eine untere Traverse 31.2 miteinander verbunden sind. Von der oberen Traverse 31.1
stehen zwei Zapfen 32.1, 32.2 hoch, die sich parallel zu den beiden Stangenabschnitten
29.1, 29.2 erstrecken. Ferner weist die obere Traverse 31.1 einen Hinterschnitt 33
mit einer etwa um 30° zu den Achsen der Stangenabschnitte 29.1, 29.2 gerichteten Rastfläche
34 auf.
[0042] Von der unteren Traverse steht parallel zu den Stangenabschnitten 29.1, 29.2 ein
unterer Stangenabschnitt 29.3 vor. Dieser hat in der Nähe des unteren Endes eine Ringnut
35. Unter der Ringnut 35 ist eine weitere umlaufende Nut 36 vorhanden.
[0043] Der Abwurfknopf 30 hat eine Deckwand 37 mit einem von der Unterseite vorstehenden
Rasthaken 38, der eine weitere Rastfläche 39 am unteren Ende aufweist. Die Rastfläche
39 hat bezüglich einer Senkrechten auf den Rasthaken einen Winkel von etwa 30°, der
den Winkel des Hinterschnitts 33 der Abwurfstange 29 entspricht.
[0044] Parallel zum Rasthaken 38 stehen zwei Dome 40.1, 40.2 mit jeweils einer weiteren
Bohrung 41.1, 41.2 von der Deckwand vor. Ferner hat der Abwurfknopf 30 an einem Randabschnitt
seiner Deckwand 37 eine Blende 42.
[0045] Gemäß Fig. 3 ist der Abwurfknopf 30 mit den weiteren Bohrungen 41.1, 41.2 der Dome
40.1, 40.2 auf die Zapfen 32.1, 32.2 der Abwurfstange 29 aufgeschoben und an der Rastfläche
39 des Rasthakens 38 mit der Rastfläche 34 des Hinterschnittes 33 verrastet. Diese
Rastverbindung ist aufgrund der Winkel der Rastflächen 34, 39 unter Aufwendung einer
erhöhten, Abwurfknopf 30 und Abwurfstange 29 auseinanderziehenden Kraft, auflösbar.
[0046] Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Abwurfstange 29 mit den parallelen Stangenabschnitten
29.1, 29.2 in einen Führungskanal 43 des Gehäuseoberteils 3 angeordnet. Der Abwurfknopf
30 ist mit der Abwurfstange 29 verrastet. Der untere Stangenabschnitt 29.3 ist durch
ein Loch 44 in einer den Querschnitt des Gehäuseoberteils 3 teilweise versperrenden
Bodenwand 45 hindurchgeführt.
[0047] Auf dem unteren Stangenabschnitt 29.3 ist eine Schraubenfeder 46, z.B. mit einer
Federkonstanten D von 0,13 N/mm geführt, die sich einen Ends an der unteren Traverse
31.2 und anderen Ends an der Bodenwand 45 abstützt.
[0048] In der Ringnut 35 des unteren Stangenteils 29.3 sitzt ein torusförmiger Ring 47 aus
einem elastisch verformbaren Material, wie z.B. Viton® der Fa. DuPont, insbesondere
mit einer Rückprallelastizität von 6,4 %. Der Ring 47 steht etwas über dem Umfang
des Stangenteils 29.3 vor. Auf den Gehäuseschaft 7 ist eine Abwurfhülse 48 geführt,
die oben einen seitlichen Vorsprung 49 aufweist, der noch eine weitere Bohrung 50
hat.
[0049] Gemäß Fig. 1 und 2 ist das untere Ende der Abwurfstange 29 in die weitere Bohrung
50 eingepresst. Der untere Rand 51 der Abwurfhülse 48 ist dem Sitz 8 zugeordnet.
[0050] In der Stellung gemäß Fig. 2 ist der Kolben 21 von der Kolbenrückstellfeder 25 maximal
aus dem Zylinder 22 herausgeschoben und ist die Abwurfhülse 48 von der Schraubenfeder
46 maximal vom Sitz 8 weg verlagert. In dieser Ausgangsstellung liegt der Ring 47
an der unteren Unterseite der Bodenwand 45 an, die einen Gegenanschlag 52 bildet (vgl.
Fig. 6 und 7). Ferner liegt die Druckplatte 24 in Anlage unten an der Hubstange 14
an.
[0051] Durch Einstellen der Einstellhülse 16 kann eine Dosiermenge gewählt werden. Durch
Betätigen des Betätigungsknopfes 13 wird Luft aus dem Zylinder 22 und der Pipettenspitze
9 herausgedrückt. Dann kann die Pipettenspitze 9 mit der unteren Öffnung 12 in eine
Flüssigkeit eingetaucht werden. Nach Loslassen des Betätigungsknopfes 13 drückt die
Kolbenrückstellfeder 25 den Kolben 22 in die Ausgangsstellung zurück und wird Flüssigkeit
in die Pipettenspitze 9 eingesogen.
[0052] Die Pipette 1 kann mit der Pipettenspitze 9 über ein Aufnahmegefäß bewegt werden
und durch erneutes Eindrücken des Betätigungsknopfes 13 eine gewählte Flüssigkeitsmenge
aus der Pipettenspitze 9 ausgestoßen werden. Anschließend wird der Betätigungsknopf
13 entlastet und der Kolben 22 kehrt in seine Ausgangsstellung zurück.
[0053] Die benutzte Pipettenspitze 9 wird durch Betätigen des Abwurfknopfes 30 entgegen
der Kraft der Schraubenfeder 46 vom Sitz 8 gelöst. Hierbei wird die Abwurfhülse 48
am Gehäuseschaft 7 entlang nach unten verlagert und drückt mit ihrem unteren Rand
51 gegen den oberen Rand 11 der Pipettenspitze 9, sodass diese vom Sitz 8 freikommt.
Hierbei entfernt sich der Anschlag bzw. Ring 47 vom Gegenanschlag 52 (vgl. Fig. 8
und 9). Schließlich wird der Abwurfknopf 30 losgelassen und die Abwurfeinrichtung
28 schnellt in ihre Ausgangslage zurück. Hierbei schlägt der Ring 47 aufgrund der
Wirkung der Schraubenfeder 46 gegen den Gegenanschlag 52, wobei der Impuls durch das
elastisch verformbare Material gedämpft wird.
[0054] Für eine Demontage kann der Ring 47 leicht vom unteren Ende der Abwurfstange 29.3
abgezogen werden. Ferner ist es möglich, den Abwurfknopf 30 entgegen der Wirkung der
Rastverbindung 34, 39 unter erhöhtem Kraftaufwand von der Abwurfstange 29 abzuziehen.
1. Dosiervorrichtung mit
- einem Grundkörper (2),
- mindestens einem am Grundkörper (2) angeordneten Sitz (8) zum lösbaren Befestigen
einer Pipettenspitze (9),
- einer am Grundkörper (2) angeordneten Abwurfeinrichtung (28) zum Lösen der Pipettenspitze
(9) von dem Sitz (8),
- die einen relativ zum Sitz (8) beweglichen Abwerfer (48),
- eine mit dem Abwerfer (48) wirkverbundene Übertragungsmechanik (29) zum Bewegen
des Abwerfers (48) bezüglich des Sitzes (8),
- Antriebsmittel (30) zum Antreiben der Übertragungsmechanik (29) und
- einen Anschlag (47) an der Übertragungsmechanik (29) aufweist,
- einen am Grundkörper (2) angeordneten Gegenanschlag (52), der dem Anschlag (47)
zugeordnet ist und die Bewegung der Übertragungsmechanik (29) nach oben begrenzt,
und
- einem Rückstellmittel (46), das einerseits am Grundkörper (2) und andererseits an
der Abwurfeinrichtung (28) angreift und den Anschlag (47) gegen den Gegenanschlag
(52) drückt,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (47) und/oder der Gegenanschlag (52) senkrecht zu seiner Anschlagsfläche
elastisch verformbar ist.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Anschlag (47) und/oder Gegenanschlag
(52) ein elastisch verformbares Material aufweist, dessen Rückprallelastizität kleiner
als 25 % ist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Anschlag (47) und/oder der Gegenanschlag
mindestens teilweise aus einem Elastomer oder einem thermoplastischen Elastomer besteht
und/oder einer Feder ist.
4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Anschlag (47) und/oder
der Gegenanschlag (52) aus autoklavierbaren Material besteht.
5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Anschlag (47) und/oder
der Gegenanschlag (52) aus einem Fluorelastomer ist.
6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Anschlag (47) ein
auf einem Stangenabschnitt (29.3) der Übertragungsmechanik (29) sitzender Ring und/oder
der Gegenanschlag ein einen Stangenabschnitt (29.3) der Übertragungsmechanik (29)
umschließender Ring ist.
7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Ring (47) ein Torus ist.
8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der der Ring (47) in einer Ringnut (35)
des Stangenabschnittes (29.3) der Übertragungsmechanik (29) sitzt, wobei der Ring
(47) außen über die Mantelfläche des Stangenabschnittes (29.3) vorsteht.
9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der der Ring (47) unter elastischer
Vorspannung auf dem Stangenabschnitt (29.3) sitzt.
10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Ring (47) in einem
unterhalb des Gegenanschlages von außen zugänglichen unteren Endabschnitt des Stangenabschnittes
(29.3) angeordnet ist, der eine lösbare Verbindung mit dem Abwerfer (48) aufweist..
11. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Abwerfer (48) und
die Übertragungsmechanik (29) als ein einziger Teil ausgeführt sind.
12. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Übertragungsmechanik
eine Abwurfstange (29) ist.
13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das obere Ende der Übertragungsmechanik
(29) über eine Rastverbindung (34, 39) an einem Antriebsmittel (30) befestigt ist,
die einen Rasthaken (38) und einen Hinterschnitt (33) für den Rasthaken (38) umfasst.
14. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Rückstellmittel Federmittel
(46) und/oder hydraulische Mittel und/oder pneumatische Mittel und/oder magnetisch
wirkende Mittel und/oder elektrische Antriebsmittel umfasst.
15. Verfahren zur Montage einer Abwurfeinrichtung (28) an einer Dosiervorrichtung (1),
bei dem eine Übertragungsmechanik (29) der Abwurfeinrichtung in ein Gehäuse (2) der
Dosiervorrichtung (1) eingesetzt wird, sodass ein Stangenabschnitt (29.3) der Übertragungsmechanik
(29) aus einem Loch (44) des Gehäuses (2) heraussteht und ein elastisch verformbarer
Ring (47) auf den herausstehenden Stangenabschnitt (29.3) aufgeschoben wird.