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(11) | EP 0 704 242 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
Repetierpipette Repeater pipette Pipette de distribution à répétition |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0002] Solche Repetierpipetten dienen bekanntermaßen dazu, durch schrittweises Vorschieben des Kolbens einer Hubkolbenpipette wiederholt kleine Flüssigkeitsdosen mit hoher Dosiergenauigkeit auszugeben, wobei die Dosiermenge je Kolbenschritt zwischen einem Maximum und einem Minimum einstellbar ist.
[0003] Eine Repetierpipette dieser Gattung ist aus der DE-OS 29 26 691 bekannt. Dort ist die Klinke des Kolbenvortriebsmechanismus an einem handbetätigten Schwenkhebel angelenkt, der aus einer oberen Endstellung um jeweils eine gewisse Distanz nach unten schwenkbar ist, und das Eingriffssteuerelement besteht aus einer zwischen Zahnstange und Klinke angeordneten länglichen Abdeckplatte, die mittels eines Einstellorgans mehr oder weniger weit in den Hubweg der Klinke vorschiebbar ist. Dabei sind Zahnstange und Abdeckplatte mit derart miteinander zusammenwirkenden Elementen ausgebildet, daß gegen Ende des möglichen Gesamtverschiebewegs des Pipettenkolbens und somit auch der Zahnstange die Abdeckplatte soweit von der Zahnstange abgehoben wird, daß danach überhaupt kein Eingriff mehr zwischen Klinke und Zahnstange erfolgen kann, um zu vermeiden, daß ein volumenmäßig nicht definierter, nur noch einem Teil eines vollen Kolbenhubschrittes entsprechender Restschritt erfolgen kann.
[0004] Damit ist zwar sichergestellt, daß keine unvollständigen Restschritte ausgeführt werden können, andererseits ist aber unbefriedigend, daß je nach Schrittgröße ein Restvolumen in der Pipette zurückbleiben kann, das nahezu einem vollen Kolbenschritt entspricht und demzufolge bei großer Schritteinstellung ziemlich groß sein kann.
[0005] Eine andere, nicht ganz gattungsgleiche, aber doch ähnliche Repetierpipette ist aus der DE-OS 32 16 644 bekannt. Dort erfolgt die Steuerung der jeweiligen Hubschrittgröße des Klinkenhubs nicht mittels eines verstellbaren Eingriffssteuerelements zwischen Zahnstange und Klinke, sondern mittels eines verstellbaren, am Betätigungsorgan angeordneten Anschlags, der den Hubweg des Betätigungsorgans begrenzt. Zwischen Klinke und Zahnstange ist lediglich ein ortsfestes Element angeordnet, das die Klinke am Ende des Rückholwegs des Betätigungsorgans von der Zahnstange abhebt und bei Betätigung des Betätigungsorgans jeweils erst nach einer gewissen Hubanfangsphase des Betätigungselements mit der Zahnstange in Eingriff treten läßt. Das Betätigungselement ist als in Kolbenvortriebsrichtung verschiebbarer Schiebekörper ausgebildet, in welchen eine Anschlaghülse drehbar, aber axial unverschieblich eingebaut ist, die an ihrem unteren Ende mit einer in Umfangsrichtung treppenartig aufeinanderfolgenden Reihe von Abstufungen versehen ist, die je nach Einstellung der Anschlaghülse wahlweise mit einem feststehenden Begrenzungsanschlag zusammenwirken.
[0006] Bei dieser bekannten Repetierpipette ist also, im Gegensatz zu der oben beschriebenen bekannten Repetierpipette, kein vom jeweils eingestellten Klinkenhub unabhängiger Hubweg des Betätigungsorgans gegeben, sondern der Hubweg des Betätigungsorgans ist mit der Einstellung des jeweiligen Klinkenhubs, also der jeweiligen Kolbenvorschubschrittgröße, veränderlich und entspricht dieser genau. Nachteilig bei dieser bekannten Repetierpipette ist insbesondere der Umstand, daß am Ende des möglichen Kolbenvorschubwegs ein unvollständiger Restvorschubschritt mit entsprechend undefiniertem Abgabevolumen verbleibt und keine Maßnahme getroffen ist, das Problem solcher unvollständiger Restschritte zu beherrschen. Da die Bedienungsperson die Fehlerhaftigkeit eines unvollständigen Restschritts aber nicht unbedingt merken muß, besteht die Gefahr, daß - unerwünschtermaßen - relativ häufig mit falsch dosierten Flüssigkeitsproben gearbeitet wird und verfälschte Laborergebnisse entstehen.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Repetierpipette zu schaffen, denen keiner der Nachteile der bekannten Repetierpipetten anhaftet, d.h. die einerseits keine unvollständigen Restschritte des Kolbenvorschubs zuläßt, andererseits aber so ausgebildet ist, daß in keinem Fall ein nennenswertes unverbrauchtes Restvolumen in der Pipette verbleibt.
[0008] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in den Schutzansprüchen angegebene Repetierpipette gelöst.
[0009] Bei der erfindungsgemäßen Repetierpipette ist jeder Einstellung des Eingriffssteuerelements, also jeder Hubschrittgrößeneinstellung, ein entsprechender Zahnstangenanschlag zugeordnet, der beim Aufziehen des Kolbens den Aufziehhub so begrenzt, daß der mögliche Kolbenvorschubweg beim Entleeren der Pipette gerade ein Vielfaches der Kolbenvorschubschrittgröße ausmacht. In der praktischen Ausführung wird man selbstverständlich die Bemessung so treffen, daß der Aufzugsweg des Kolbens einem Mehrfachen der Vorschubschrittgröße plus einer konstanten geringfügigen Sicherheitsdistanz von beispielsweise einem halben Millimeter entspricht, so daß bei vollständig vorgeschobenem Kolben dieser im Mittel noch um diese Sicherheitsdistanz von der Pipettenstirnwand entfernt ist, um Toleranzen der Kolbenhubpipetten und deren Pipettenkolben zu berücksichtigen. In jedem Fall bleibt nur ein minimales, vernachlässigbares Restvolumen in der Pipette.
[0010] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Repetierpipette wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:
- Fig. 1
- Eine Seitenansicht der Repetierpipette,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Repetierpipette, und
- Fig. 3
- in vergrößertem Axialschnitt den den Kolbenvortriebsmechanismus enthaltenden oberen Teil der Repetierpipette.
[0011] Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Repetierpipette in Seitenansicht von außen. Dieses weist ein Gehäuse 10 auf, an dem unten eine Aufnahme 11 mit einem Spannhebel 12 zum Aufnehmen und Arretieren einer Kolbenhubpipette P, und im oberen Bereich ein griffgünstige Profilierung 13 und ein Fingeranschlag 14 gebildet ist. Oben ragt das mit dem Daumen zu betätigende Griffstück 15 eines Betätigungsorgans des Kolbenvortriebsmechanismus aus dem Gehäuse 10 heraus, und an der in der Zeichnung rechten Seite ragt der mit einer Zahnstange des Kolbenvortriebsmechanismus verbundene Rückholhebel 16 zum Aufziehen des Pipettenkolbens der Kolbenhubpipette P aus einem Gehäuseschlitz heraus.
[0012] Der innere Aufbau der Repetierpipette ist aus den in Fig. 2 dargestellten Längsschnitt ersichtlich. Dieser ist etwas schematisiert gehalten, um die wesentlichen Elemente der Erfindung deutlicher darzustellen.
[0013] Der untere Endbereich des Gehäuses 10 weist, wie schon gesagt, die Aufnahme 11 für eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) Kolbenhubpipette P mit dem Spannhebel 12 zu deren Arretierung auf. Der Spannhebel 12 ist in Fig. 2 wiederum in seiner Spannstellung ausgezogen und in seiner Lösestellung gestrichelt dargestellt; die Aufnahme 11 selbst ist nur schematisch dargestellt, da sie keinen Bestandteil der Erfindung bildet und daher auch nicht näher im einzelnen beschrieben wird.
[0014] Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung des Kolbenvortriebsmechanismus, der im oberen Teil des Gehäuses 10 untergebracht ist und in Fig. 3 etwa im Maßstab 2:1 vergrößert dargestellt ist. Auf diese Fig. 3 wird in der folgenden Beschreibung des Kolbenvortriebsmechanismus des insbesondere Bezug genommen.
[0015] Der Kolbenvortriebsmechanismus 20 weist eine im Gehäuse 10 verschiebbar geführte Zahnstange 21 auf, die mit ihrem unteren Ende mit einem Kupplungselement zum Erfassen des oberen Endes des Pipettenkolbens gekuppelt ist (siehe Fig. 2: dort ist einerseits die Zahnstange oben in der obersten Endstellung dargestellt, andererseits ist die Zahnstange auch unten abgebrochen in der untersten Endstellung mit dem Kupplungselement dargestellt). An der Zahnstange 21 ist der Rückholhebel 16 in Form einer durch einen Schlitz 17 des Gehäuses vorspringenden Nase angeordnet.
[0016] Weiter weist der Kolbenvortriebsmechanismus 20 eine Klinke 22 auf, die radial auslenkbar im unteren Ende eines Schiebekörpers 23 angelenkt ist, an dessen oberem Ende das Griffstück 15 befestigt ist. Der Schiebekörper 23 ist innerhalb einer Hülse 24 verschiebbar geführt. Die Zahnstange 21 verläuft außerhalb der Hülse 24 parallel zu deren Achse, also entlang einer Mantellinie der Hülse 24.
[0017] Der Schiebekörper 23 weist eine darin befestigte, exzentrisch zur Achse der Hülse 24, aber achsparallel dazu verlaufende Stange 25 in Form einer Schraube auf, die auch der Befestigung des Griffstücks 15 dient und die in einer gehäusefesten Führungsbuchse 18 verschiebbar ist. Der Schraubenkopf der Schraube 25 dient dabei im Zusammenwirken mit einem Absatz der Führungsbuchse 18 als Begrenzungsanschlag zur Festlegung der oberen Endposition des Schiebekörpers 23. Eine zwischen einem unteren, an der Führungsbuchse 18 gebildeten Federsitz und einem oberen, am Schiebekörper 23 gebildeten Federsitz eingebaute Schraubendruckfeder 26 spannt den Schiebekörper in seine obere Ruheposition vor.
[0018] In der oberen Ruheposition des Schiebekörpers 23 befindet sich die Klinke 22, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, innerhalb der Hülse 24, also außer Eingriff mit der Zahnstange 21. Wird der Schiebekörper 23 entgegen der Kraft der Rückholfeder 26 durch Druck auf das Griffstück 15 nach unten gedrückt, kommt die Klinke 22, wenn ihre Eingriffsnase über das untere Ende der Hülse 24 hinausgelangt ist, mit der Zahnstange 21 in Eingriff, da die Klinke 22 mittels einer nicht dargestellten Feder in Richtung zur Zahnstange hin vorgespannt ist. Während der weiteren Abwärtsbewegung des Schiebekörpers 23 nimmt also die Klinke 22 die Zahnstange 21 mit und verschiebt dadurch den Pipettenkolben, bis die Verschiebung des Schiebekörpers 23 mit der Klinke 22 durch einen mit der vorderen Stirnfläche der Klinke zusammenwirkenden gehäusefesten Anschlag 19 beendet wird.
[0019] Die Hülse 24 ist axial festgelegt, jedoch drehbar im Gehäuse 10 eingebaut und oben einstückig mit einem Einstellring 27 verbunden, der an seinem Umfang gerändelt ist und beispielsweise über dem Fingeranschlag 14 durch eine entsprechende Gehäuseöffnung zugänglich ist. An ihrem unteren Ende ist die drehbare Hülse 24 mit einer Anzahl von treppenartig in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Abstufungen 30 versehen, die durch Drehung der Hülse über den Einstellring 27 wahlweise über der Zahnstange 21 positioniert werden können. Der Einstellring 27 ist dazu zweckmäßiger Weise mit einer Skala versehen, und die obere Stirnwand des Gehäuses kann eine entsprechende Bezugsmarke aufweisen.
[0020] Je nachdem, welche Stufe 30 des unteren Endes der drehbaren Hülse 24 über der Zahnstange 21 eingestellt ist, überdeckt das untere Ende der Hülse 24 die Zahnstange 21 in Richtung des Klinkenhubs mehr oder weniger weit, und kommt die Klinke 22 bei einem Bewegungshub des Schiebekörpers 23 früher oder später, also während eines mehr oder weniger großen Abschnitts des gesamten Hubwegs, mit der Zahnstange in Eingriff und erzeugt dadurch ein mehr oder weniger großen Vorschubschritt des Pipettenkolbens.
[0021] Des weiteren ist die drehbare Hülse 24 am Außenumfang ihres oberen Bereichs mit einer Anzahl Begrenzungsanschlägen 40 für die Rückholbewegung der Zahnstange 21 beim Aufziehen des Pipettenkolbens versehen.
[0022] Diese Begrenzungsanschläge 40 sind als in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Stirnflächenbereiche einer am oberen Hülsenbereich gebildeten, axial in Umfangsrichtung abgestuften äußeren Ringschulter ausgebildet.
[0023] Jeder unteren Abstufung 30 der Hülse 24 ist ein oberer äußerer Begrenzungsanschlag 40 zugeordnet. Die einzelnen oberen Begrenzungsanschläge 40 sind axial jeweils so positioniert, daß bei der zugehörigen Einstellung der Kolbenvorschubschrittgröße durch die zugehörige untere Abstufung 30 der Hülse 24 der Pipettenkolbenaufzugsweg einem ganzzahligen Vielfachen der Kolbenvorschubschrittgröße (zuzüglich eines festen geringfügigen Sicherheitsabstands des Pipettenkolbens von der unteren Pipettenstirnwand in der untersten Kolbenstellung zur Aufnahme von Toleranzen) entspricht.
[0024] Dies sei an einem Beispiel verdeutlicht: Ist die Zahnstange 21 beispielsweise mit 49 Zähnen ausgebildet und weist das untere Ende der Hülse 24 fünf Abstufungen 30 auf, die so ausgelegt sind, daß sich fünf wählbare Schrittgrößen entsprechend 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4 bzw. 5 Zahnteilungen ergeben, sind die oberen Abstufungen 40 so ausgelegt, daß in der Position mit Schrittgröße 1 Zahnteilung ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 49 Zahnteilungen (ergibt 49 Hübe zu je 1 Zahnteilung), bzw. in der Position mit Schrittgröße 2 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 48 Zahnteilungen (ergibt 24 Hübe zu je 2 Zahnteilungen), bzw. in der Position mit Schrittgröße 3 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg von 48 Zahnteilungen (ergibt 16 Hübe zu je 3 Zahnteilungen), bzw. in der Position mit Schrittgröße 4 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 48 Zahnteilungen (ergibt 12 Hübe zu je 4 Zahnteilungen), bzw. in der Position mit Schrittgröße 5 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg von 45 Zahnteilungen (ergibt 9 Hübe zu je 5 Zahnteilungen) festgelegt ist, jeweils zuzüglich der genannten festen Sicherheitsdistanz von beispielsweise einem halben Millimeter. Es ergibt sich damit beim Entleeren der Pipette jeweils eine ganze Zahl vollständiger Kolbenhubschritte, wobei nach dem letzten Schritt die Zahnstange immer die gleiche untere Endposition erreicht und stets das gleiche geringfügige Restvolumen in der Pipette verbleibt (entsprechend dem vorgesehenen kleinen Sicherheitsendabstand von z.B. 0,5mm des Pipettenkolbens von der Pipettenstirnwand in der untersten Stellung).
mit einer Aufnahme (11) für das obere Ende einer Kolbenhubpipette (P)
und mit einem Kolbenvortriebsmechanismus (20) zur schrittweisen Vorbewegung des Pipettenkolbens, wobei der Vortriebsmechanismus aufweist:
- eine mit dem Pipettenkolben kuppelbare und mit einem Rückholhebel (16) zum Zurückziehen des Pipettenkolbens verbundene Zahnstange (21),
- eine mit der Zahnstange (21) zusammenwirkende, elastisch gegen die Zahnstange vorgespannte Klinke (22), die mittels eines durch eine Rückholfeder (26) in seine Ausgangsstellung vorgespannten Betätigungsorgans (15) wiederholt um eine durch einen Anschlag (19) begrenzte gleichbleibende Distanz in Kolbenvortriebsrichtung verschiebbar ist,
- ein Eingriffssteuerelement (24), das zwischen der Zahnstange (21) und der Klinke (22) angeordnet ist und in Abhängigkeit von seiner relativen Position den Eingriff der Klinke in die Zahnstange nur während eines bestimmten Teils des Klinkenvorschubwegs zuläßt und während des übrigen Teils des Klinkenvorschubwegs die Klinke außer Eingriff mit der Zahnstange hält, und
- ein Einstellorgan (27) zum wahlweisen Einstellen des Eingriffssteuerelements (24) in eine von mehreren Einstellpositionen zur Vorgabe der bei jedem Klinkenhub erfolgenden Kolbenschrittlänge,
dadurch gekennzeichnet, daßdas Eingriffssteuerelement (24) eine drehbare, jedoch axial festgelegte Hülse ist, deren unteres Ende mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung treppenartig aufeinanderfolgenden axialen Abstufungen (30) ausgebildet ist, die wahlweise mit der Zahnstange (21) zur Deckung bringbar sind,
die Zahnstange (21) außerhalb der Hülse (24) entlang einer Mantellinie derselben und mit der Hülse zugewandter Verzahnung angeordnet ist,
die Klinke an einem mit dem Betätigungsorgan (15) verbundenen, innerhalb der Hülse axial relativ zu dieser verschiebbaren Schiebekörper (23) angelenkt ist,
und die Hülse (24) am Umfang ihres oberen Bereichs eine der Anzahl der unteren axialen Abstufungen (30) entsprechende Anzahl von Begrenzungsanschlägen (40) für das obere Ende der Zahnstange (21) aufweist, wobei jeder Begrenzungsanschlag (40) einer der unteren axialen Abstufungen (30) zugeordnet ist und in der entsprechenden Einstellung des Eingriffssteuerelements (24) den Rückholbewegungsweg der Zahnstange und damit den Kolbenaufzugsweg des Pipettenkolbens auf ein ganzzahliges Vielfaches der jeweiligen Kolbenschrittlänge, ggf. plus einer geringfügigen Sicherheitszugabe, festlegt.
with a holder (11) for the upper end of a piston pipette (P), and with a piston advance mechanism (20) for stepped movement of the pipette piston, where the advance mechanism has:
- a toothed rod (21) which can be coupled to the pipette piston and which is connected to a return lever (16) for retracting the pipette piston,
- a catch (22) which co-operates with the toothed rod (21) and is pretensioned resiliently against the toothed rod, which catch, by means of a control element (15) which is pretensioned in its starting position by a return spring (26), can be moved repeatedly in the piston advance direction by a constant distance limited by a stop (19),
- an engagement control element (24) which is arranged between the toothed rod (21) and the catch (22) and which, depending on its relative position, allows the engagement of the catch in the toothed rod only during a specific part of the catch advance movement and during the other part of the catch advance movement holds the catch out of engagement with the toothed rod, and
- a setting element (27) for optional setting of the engagement control element (24) in one of several set positions to predetermine the piston step length occurring on each catch movement,
characterised in thatthe engagement control element (24) is a rotatable but axially fixed sleeve, the lower end of which is formed with a number of axial shoulders (30) arranged step-like in succession in the peripheral direction, where said shoulders can be brought optionally to cover the toothed rod (21),
the toothed rod (21) is arranged outside the sleeve (24) along a generating line of this and with the toothing facing the sleeve,
the catch is attached to a sliding body (23) which is connected to the control element (15) and can slide axially inside and relative to the housing,
and the sleeve (24) has on the periphery of its upper area a number of limiter stops (40) corresponding to the number of the lower axial shoulders (30), for the upper end of the toothed rod (21) where each limiter stop (40) is allocated to one of the lower axial shoulders (30) and in the corresponding setting of the engagement control element (24), establishes the return movement path of the toothed rod and hence the piston elevation path of the piston pipette to an integral multiple of the piston step length concerned, where applicable, plus a slight safety allowance.
un moyen de réception (11) pour l'extrémité supérieure d'une pipette à piston alternatif (P),
et un mécanisme d'avance du piston (20) pour déplacer pas à pas le piston de la pipette, le mécanisme d'avance comportant
- une crémaillère (21) qui peut être couplée au piston de pipette et est lié à un levier de rappel (16) pour tirer le piston de pipette,
- un cliquet (22) coopérant avec la crémaillère (21) et précontraint élastiquement contre celle-ci, qui peut être déplacé de manière répétée d'une distance constante, limitée par une butée (19), dans la direction d'avance du piston à l'aide d'un organe d'actionnement (15) précontraint dans position de repos par un ressort de rappel (26),
- un élément de contrôle d'engrènement (24) qui est disposé entre la crémaillère (21) et le cliquet (22) et qui, en fonction de sa position relative, n'autorise l'engrènement du cliquet sur la crémaillère que pendant une partie déterminée de la course d'avance du cliquet et maintient le cliquet hors de prise d'avec la crémaillère pendant le reste de la course d'avance du cliquet et
- un organe de réglage (27) pour régler de manière sélective l'élément de contrôle d'engrènement (24) dans une ou plusieurs positions de réglage pour fixer la longueur du pas d'avance à chaque course de cliquet,
caractérisée par le fait quel'élément de contrôle d'engrènement (24) est un manchon tournant mais fixe dans la direction axiale, dont l'extrémité inférieure est pourvue d'un certain nombre de gradins (30) axiaux qui sont disposés les uns à la suite des autres, en escalier, dans la direction périphérique et peuvent être amenés de manière sélective en recouvrement avec la crémaillère (21),
la crémaillère (21) est disposée à l'extérieur du manchon (24) le long d'une génératrice de celui-ci, avec sa denture tournée vers le manchon,
le cliquet est monté articulé sur un élément coulissant (23) lié à l'organe d'actionnement (15), qui peut coulisser axialement à l'intérieur du manchon par rapport à ce dernier,
et le manchon (24) comporte sur le pourtour de sa partie supérieure des butées (40) de limitation pour l'extrémité supérieure de la crémaillère en un nombre égal au nombre de gradins (30) axiaux inférieurs, chaque butée de limitation (40) étant associée à un des gradins (30) axiaux inférieurs et déterminant, dans la position de réglage correspondante de l'élément de contrôle d'engrènement (24), la course de rappel de la crémaillère et avec elle la course de déplacement du piston de pipette à un multiple entier de la longueur de pas d'avance considérée, le cas échéant plus un faible supplément de sécurité.