CH699467B1 - Kolben für eine Spritze. - Google Patents

Kolben für eine Spritze. Download PDF

Info

Publication number
CH699467B1
CH699467B1 CH12902009A CH12902009A CH699467B1 CH 699467 B1 CH699467 B1 CH 699467B1 CH 12902009 A CH12902009 A CH 12902009A CH 12902009 A CH12902009 A CH 12902009A CH 699467 B1 CH699467 B1 CH 699467B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
piston
syringe
membrane
force
piston surface
Prior art date
Application number
CH12902009A
Other languages
English (en)
Other versions
CH699467A2 (de
Inventor
Abdullah Aydogan
Original Assignee
Bosch Gmbh Robert
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Gmbh Robert filed Critical Bosch Gmbh Robert
Publication of CH699467A2 publication Critical patent/CH699467A2/de
Publication of CH699467B1 publication Critical patent/CH699467B1/de

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/31Details
    • A61M5/315Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31525Dosing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/31Details
    • A61M5/315Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31511Piston or piston-rod constructions, e.g. connection of piston with piston-rod
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/31Details
    • A61M2005/3123Details having air entrapping or venting means, e.g. purging channels in pistons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/31Details
    • A61M2005/3128Incorporating one-way valves, e.g. pressure-relief or non-return valves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/1782Devices aiding filling of syringes in situ

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) für eine Spritze, insbesondere eine Injektionsspritze, der in einem Spritzenzylinder in axialer Richtung bewegbar aufnehmbar ist und eine erste Kolbenfläche (3) zur Begrenzung einer Dosierkammer im Spritzenzylinder umfasst. Die erste Kolbenfläche (3) umfasst eine Membran (23) mit einer schlitzförmigen Ausnehmung (25). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes einer Spritze, insbesondere einer Injektionsspritze, bei dem der Kolben (1) in den Spritzenzylinder eingeschoben wird und die auf den Kolben (1) wirkende Kraft gemessen wird, die zum Einschieben benötigt wird, wobei beim Erreichen des Füllgutes durch den Kolben (1) ein Kraftanstieg gemessen wird.

Description

Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einem Kolben für eine Spritze, insbesondere einem Kolben für eine Dosierspritze gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes einer Spritze, wobei die Spritze einen erfindungsgemässen Kolben umfasst.
[0002] Spritzen werden im Allgemeinen eingesetzt, um genau definierte Mengen eines Stoffes zu dosieren. Im Allgemeinen werden mit Spritzen Flüssigkeiten dosiert. Hierzu umfasst eine Spritze üblicherweise einen Spritzenzylinder, in den ein verschiebbarer Kolben aufgenommen ist. Der Kolben begrenzt mit einer Seite eine Spritzenkammer, in der der zu dosierende Stoff enthalten ist. Im Allgemeinen ist auf der der Kolbenfläche gegenüberliegenden Seite eine Dosieröffnung in der Spritzenkammer angebracht. Durch die Dosieröffnung wird bei einer Bewegung des Kolbens in die Spritzenkammer die in der Spritzenkammer enthaltene Substanz dosiert. Hierzu kann die Dosieröffnung zum Beispiel mit einer Kanüle oder einer beliebigen anderen Hohlnadel verbunden werden.
[0003] Je nach Anwendungszweck der Spritze erfolgt das Eindosieren zum Beispiel in Probenbehälter, die gegebenenfalls mit einem Septum verschlossen sein können, oder in beliebige andere Gefässe.
[0004] Um eine genaue Dosierung zu ermöglichen, ist es notwendig, dass die Kolbenfläche des Kolbens direkt an dem zu injizierenden Fluid, im Allgemeinen einer Flüssigkeit, anliegt und die Spritzenkammer gasfrei ist. Hierzu wird nach dem Befüllen der Spritzenkammer zunächst eine Gasblase durch die Dosieröffnung der Spritze aus der Spritzenkammer entfernt.
[0005] Das Befüllen der Spritzenkammer erfolgt üblicherweise durch ein Ziehen des Kolbens, so dass das Volumen der Spritzenkammer vergrössert wird und aufgrund des entstehenden Unterdrucks das zu dosierende Fluid in die Spritzenkammer hineingesaugt wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass der Spritzenzylinder vor dem Einsetzen des Kolbens in den Spritzenzylinder befüllt wird.
[0006] Insbesondere beim automatisierten Befüllen von nichttransparenten Zylindern und anschliessendem Positionieren des Kolbens lässt sich der tatsächliche Füllstand und damit verbunden die richtige Position des Kolbens nur aufwendig erkennen. Zum Beispiel wird bei einem bereits befüllten Spritzenzylinder der Kolben mit Hilfe von Lichtleitersensoren, die das Füllmedium an der Kolbenspitze detektieren, positioniert. Hierbei wird der Kolben so lange bewegt, bis dieser an der Flüssigkeitsoberfläche anliegt und das Gas aus dem Kolben und der vom Kolben begrenzten Spritzenkammer entfernt ist. Dabei kommt es manchmal zu einem Flüssigkeitsaustritt, da für die notwendigen Schaltvorgänge, insbesondere bei Einsatz der Spritze als Dosierspritze in der kombinatorischen Chemie, nur wenig Zeit zur Verfügung steht.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
[0007] Ein erfindungsgemäss ausgebildeter Kolben für eine Spritze, insbesondere eine Dosierspritze, ist in einem Spritzenzylinder in axialer Richtung bewegbar aufgenommen und umfasst eine erste Kolbenfläche zur Begrenzung einer Dosierkammer im Spritzenzylinder. Die erste Kolbenfläche umfasst erfindungsgemäss eine Membran.
[0008] Die Membran deckt vorzugsweise eine Öffnung einer Kolbenbohrung ab. Die Öffnung dient dabei insbesondere bei Verwendung des Kolbens in einer Dosierspritze, wie sie zum Beispiel in der Hochdurchsatzforschung eingesetzt wird, gleichzeitig auch als Dosieröffnung. Hierzu ist die Öffnung zum Beispiel als Bohrung im Kolben ausgebildet.
[0009] Durch den Einsatz der Membran in der ersten Kolbenfläche ist es möglich, beim Einsetzen des Kolbens in die Spritze mit Hilfe von Kraftsensoren den Füllstand der Spritze zu detektieren. Durch die Membran ergibt sich beim Auftreffen des Kolbens auf das in der Dosierkammer enthaltene Füllgut ein signifikanter Kraftanstieg, durch den die Füllhöhe erkennbar ist. Auch bei hohen Eindrückgeschwindigkeiten ergibt sich der Kraftanstieg nur mit minimaler Verzögerung, so dass auch bei hohen Eindrückgeschwindigkeiten des Kolbens in den Spritzenzylinder die Füllhöhe des im Spritzenzylinder enthaltenen Füllgutes hinreichend gut detektiert werden kann.
[0010] Der Kraftanstieg resultiert daraus, dass Luft leicht durch Schlitze in der Membran hindurchgepresst werden kann. Die höhere Viskosität von Flüssigkeiten, die mit der Spritze dosiert werden, führt zu dem deutlichen Kraftanstieg.
[0011] Als Material für die Membran eignen sich Materialien, die sich gegenüber dem Füllgut der Spritze inert verhalten. Geeignete Materialien sind zum Beispiel beliebige Metalle oder Kunststoffe. Geeignete Metalle, aus denen die Membran gefertigt sein kann, sind zum Beispiel Stähle, insbesondere Edelstähle. Als Kunststoffe eignen sich insbesondere thermoplastische Kunststoffe. Bevorzugt als Kunststoffe werden Polyolefine, insbesondere Polypropylen, eingesetzt.
[0012] Die Dicke der Membran ist abhängig vom ausgewählten Material. Vorzugsweise weist die Membran eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm auf.
[0013] Die eingesetzte Membran ist vorzugsweise im Wesentlichen mittig in der ersten Kolbenfläche angeordnet. Durch die mittige Anordnung ergibt sich eine gleichmässige Kraftverteilung auf die Membran, wenn der Kolben in die Dosierkammer eingeschoben wird.
[0014] Die Membran überdeckt im Allgemeinen einen Teil der ersten Kolbenfläche. Das Verhältnis des Durchmessers der Membran bezogen auf den Durchmesser der ersten Kolbenfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 0,125 bis 0,55. Insbesondere liegt das Verhältnis des Durchmessers der Membran bezogen auf den Durchmesser der ersten Kolbenfläche im Bereich von 0,2 bis 0,5.
[0015] In einer Ausführungsform umfasst der Kolben eine zweite Kolbenfläche, die parallel zur ersten Kolbenfläche ausgerichtet ist und die zum Führen des Kolbens im Spritzenzylinder dient. Die zweite Kolbenfläche liegt dazu zumindest teilweise an der Wandung des Spritzenzylinders an. Hierdurch kann vermieden werden, dass der Kolben bei der Bewegung im Spritzenzylinder verkantet.
[0016] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes einer Spritze, insbesondere einer Injektionsspritze, wobei die Spritze einen erfindungsgemässen Kolben umfasst. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (a) Einschieben des Kolbens in den Spritzenzylinder; (b) Messen der auf den Kolben wirkenden Kraft, die zum Einschieben benötigt wird, wobei beim Erreichen des Füllgutes durch den Kolben ein Kraftanstieg gemessen wird.
[0017] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Kolben mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Spritzenzylinder eingeschoben. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Kolben vollautomatisiert in den Spritzenzylinder eingesetzt wird.
[0018] Um die auf den Kolben wirkende Kraft zu messen, ist mindestens ein Kraftsensor im Bereich der Spritze derart angebracht, dass mit dem Kraftsensor die Kraft aufgenommen wird, die aufgewendet werden muss, um den Kolben im Spritzenzylinder in axialer Richtung zu verschieben.
[0019] Der Kraftsensor ist vorzugsweise an einer Vorrichtung angeordnet, die den Kolben in den Spritzenzylinder einschiebt. Hierdurch können die Spritze und der Kolben als günstige Wegwerfteile zum einmaligen Gebrauch konzipiert werden. Insbesondere bei Substanzen, deren Reste sich nur schwer aus der Spritze entfernen lassen, kann so auf eine aufwendige Reinigung der Spritze verzichtet werden. Auch kann die Kraft ermittelt werden, mit der die Spritze in eine Haltevorrichtung des Spritzenzylinders eingepresst wird, während der Kolben in den Spritzenzylinder eingeführt wird. Durch die Membran in der ersten Kolbenfläche des Kolbens wird jeweils unabhängig vom Messort ein Kraftanstieg beim Einführen des Kolbens in den Spritzenzylinder gemessen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0020] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
[0021] Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäss ausgebildeten Kolbens für eine Spritze, <tb>Fig. 2<SEP>eine vergrösserte Darstellung einer Membran, <tb>Fig. 3<SEP>ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben ohne Membran bei einer Einführgeschwindigkeit von 5 mm pro Sekunde, <tb>Fig. 4<SEP>ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben mit Membran bei einer Einführgeschwindigkeit von 5 mm pro Sekunde, <tb>Fig. 5<SEP>ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben ohne Membran bei einer Einführgeschwindigkeit von 10 mm pro Sekunde, <tb>Fig. 6<SEP>ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben mit Membran bei einer Einführgeschwindigkeit von 10 mm pro Sekunde.
Ausführungsformen der Erfindung
[0022] Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäss ausgebildeten Kolbens für eine Spritze.
[0023] Ein Kolben 1 für eine Spritze umfasst einen Schaft 2, der an einer Seite eine erste Kolbenfläche 3 aufweist. Die Querschnittsfläche der ersten Kolbenfläche 3 entspricht dabei der Querschnittsfläche eines hier nicht dargestellten Spritzenzylinders. Üblicherweise sind die Querschnittsfläche der ersten Kolbenfläche 3 und die Querschnittsfläche des Spritzenzylinders kreisförmig. Alternativ ist aber auch jede beliebige andere Form denkbar. So ist es zum Beispiel auch möglich, dass der Spritzenzylinder und damit auch die erste Kolbenfläche 3 einen polygonalen Querschnitt, zum Beispiel einen dreieckigen, viereckigen oder sechseckigen Querschnitt, einen ovalen oder elliptischen Querschnitt oder einen beliebigen anderen Querschnitt aufweist.
[0024] Die erste Kolbenfläche 3 ist von einer Umfangsfläche 5 begrenzt, mit der der Kolben 1 im Spritzenzylinder geführt wird. Gleichzeitig dient die Umfangsfläche 5 zur Abdichtung einer von der ersten Kolbenfläche 3 begrenzten Dosierkammer im Spritzenzylinder. Eine weitere Abdichtung kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass der Kolben 1 parallel zur ersten Kolbenfläche 3 eine zweite Kolbenfläche 7 umfasst. Die zweite Kolbenfläche 7 ist zumindest teilweise mit einer Umfangsfläche 9 im Spritzenzylinder geführt. Die Verbindung der ersten Kolbenfläche 3 mit der zweiten Kolbenfläche 7 erfolgt zum Beispiel über Stege 11. Die erste Kolbenfläche 3 und die zweite Kolbenfläche 7 können aber auch durch jede beliebige andere Vorrichtung miteinander verbunden sein. So können zum Beispiel anstelle der Stege 11 auch Stifte oder auch eine Verlängerung des Schaftes 2 eingesetzt werden. Es ist jeweils nur darauf zu achten, dass die erste Kolbenfläche 3 und die zweite Kolbenfläche 7 voneinander beabstandet angeordnet sind. Durch die Führung des Kolbens 1 im Zylinder mit der ersten Kolbenfläche 3 und der zweiten Kolbenfläche 7 kann ein Verkanten des Kolbens 1 vermieden werden.
[0025] An der der ersten Kolbenfläche 3, die im Spritzenzylinder geführt ist, gegenüberliegenden Seite ist am Schaft 2 eine Druckfläche 13 ausgebildet. Um den Kolben 1 in den Spritzenzylinder einzuführen, wird auf die Druckfläche 13 eine Kraft ausgeübt. Durch die auf die Druckfläche 13 aufgebrachte Kraft wird der Kolben 1 im Spritzenzylinder in axiale Richtung verschoben. Hierdurch verkleinert sich das Volumen der Dosierkammer. Aufgrund der Verkleinerung der Dosierkammer wird zunächst gegebenenfalls in der Dosierkammer enthaltenes Gas aus der Dosierkammer entfernt. Anschliessend wird die in der Dosierkammer enthaltene zu dosierende Substanz über eine Dosieröffnung aus der Dosierkammer zum Beispiel in ein beliebiges Gefäss dosiert. Hierzu ist die Dosieröffnung vorzugsweise an der der ersten Kolbenfläche 3 gegenüberliegenden Seite der Dosierkammer angeordnet. Die seitliche Begrenzung der Dosierkammer wird durch die Wandung des Spritzenzylinders gebildet. Im Allgemeinen ist die Dosierkammer mit einer Kanüle, beispielsweise einer Hohlnadel, verbunden, durch die die zu dosierende Substanz aus der Dosierkammer austritt.
[0026] Zusätzlich zur Druckfläche 13 weist ein Kolben 1 für eine Spritze im Allgemeinen auch eine Zugfläche 15 auf, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Schaftes 2. Durch Zug an der Zugfläche 15 wird der Kolben 1 in axialer Richtung so im Spritzenzylinder bewegt, dass das Volumen der Dosierkammer vergrössert wird. Üblicherweise werden Dosierkammern mit einem Volumen von bis zu 300 ml eingesetzt.
[0027] Durch den Zug an der Zugfläche 15 des Kolbens entsteht in der Dosierkammer ein Unterdruck, und es kann eine beliebige Substanz in die Dosierkammer aufgezogen werden. Die Druckfläche 13 und die Zugfläche 15 können dabei an zwei tellerförmigen Erweiterungen am Schaft 2 ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Druckfläche 13 eine Seite und die Zugfläche 15 eine andere Seite einer tellerförmigen Erweiterung sind.
[0028] Um die Substanz aus der Dosierkammer der Spritze dosieren zu können, indem der Kolben in den Spritzenzylinder hineingedrückt wird, ist es notwendig, dass der Schaft 2 im Wesentlichen biegefest ausgebildet ist. Dies ist zum einen beispielsweise dadurch möglich, dass der Schaft 2 massiv ausgeführt wird. Um Material und Gewicht einzusparen, ist es jedoch bevorzugt, den Schaft 2, wie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, durch in axialer Richtung verlaufende Rippen 17 und senkrecht dazu in radialer Richtung verlaufende Rippen 19 zu verstärken. Die in radialer Richtung verlaufenden Rippen 19 verbinden dabei jeweils zwei nebeneinanderliegende in axialer Richtung verlaufende Rippen 17. Die in radialer Richtung verlaufenden Rippen 19 sind dabei zum Beispiel kreisringförmig ausgebildet.
[0029] In der hier dargestellten Ausführungsform weist die erste Kolbenfläche 3 zwei Schlitze 21 auf, die sich im Mittelpunkt der ersten Kolbenfläche 3 kreuzen und über den gesamten Durchmesser der ersten Kolbenfläche 3 erstrecken. Am Schnittpunkt der Schlitze 21 ist erfindungsgemäss eine Membran 23 angeordnet.
[0030] Die Schlitze 21 in der Kolbenfläche 3 dienen dazu, Gas, das sich an der Kolbenfläche 3 sammeln kann, einer Bohrung im Kolben zuzuführen.
[0031] Neben der Ausführungsform mit sich kreuzenden Schlitzen 21, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist es auch möglich, dass die erste Kolbenfläche 3 eine glatte Oberfläche aufweist, in der eine Ausnehmung ausgebildet ist, in der die Membran 23 positioniert ist. Um eine gleichmässige Kraft auf die Membran ausüben zu können, ist es bevorzugt, dass die Membran mittig in der ersten Kolbenfläche 3 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Membran aussermittig an jedem beliebigen Ort der ersten Kolbenfläche 3 angeordnet ist.
[0032] Die Membran 23 deckt vorzugsweise eine hier nicht dargestellte Öffnung im Kolben 1 ab, wobei die Öffnung bei Verwendung der Spritze als Dosierspritze vorzugsweise als Bohrung ausgeführt ist und zur Entnahme der in der Spritze enthaltenen Substanz dient.
[0033] Eine Membran ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt.
[0034] Die Membran 23 ist zum Beispiel aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, gefertigt. Um zu vermeiden, dass das Material der Membran 23 mit der in der Dosierkammer enthaltenen Substanz reagiert, wird für die Membran 23 vorzugsweise ein Material gewählt, das gegenüber der mit der Spritze zu dosierenden Substanz inert ist.
[0035] Die Membran 23 weist in der hier dargestellten Ausführungsform zwei sich kreuzende schlitzförmige Ausnehmungen 25 auf. Durch die schlitzförmigen Ausnehmungen 25 werden jeweils Membransegmente 27 voneinander getrennt.
[0036] Am Schnittpunkt der schlitzförmigen Ausnehmungen 25 weist die Membran 23 eine Bohrung 29 auf. Durch die Bohrung 29 sind die Spitzen an den Membransegmenten 27 entfernt.
[0037] Neben der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform mit zwei sich kreuzenden schlitzförmigen Ausnehmungen 25 kann die Membran 23 auch jede beliebige andere Anzahl an schlitzförmigen Ausnehmungen 25 aufweisen, die jeweils in der Membranmitte 23 enden. Die Anzahl der schlitzförmigen Ausnehmungen 25 kann dabei sowohl gerade als auch ungerade sein. Bei einer geraden Anzahl liegen sich vorzugsweise, wie auch bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, zwei in der Mitte endende schlitzförmige Ausnehmungen gegenüber, so dass diese sich im Wesentlichen über den gesamten Durchmesser der Membran 23 erstrecken.
[0038] Durch die Form der Membran 23 mit den darin ausgebildeten schlitzförmigen Ausnehmungen 25 entstehen Wirbel und Turbulenzen, die den Kraftanstieg beim Erreichen der Flüssigkeit deutlicher werden lassen.
[0039] Die Membran 23 weist vorzugsweise eine Wölbung auf. Solange die erste Kolbenfläche 3 nicht in Kontakt mit der in der Dosierkammer der Spritze enthaltenen Substanz steht, ragt die Wölbung der Membran dabei aus der ersten Kolbenfläche 3 hervor. Durch die zusätzliche Kraft, die aufgewendet werden muss, sobald die erste Kolbenfläche 3 in Kontakt mit der in der Dosierkammer enthaltenen Substanz steht, wird die Wölbung aufgrund der darauf wirkenden Kraft in den Kolben 1 hineingedrückt.
[0040] In Fig. 3 ist ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben ohne Membran dargestellt.
[0041] Auf der x-Achse ist der Weg s des Kolbens 1 in mm dargestellt. Die auf den Kolben 1 wirkende Kraft F in Newton ist auf der y-Achse aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass die Kraft beim Einschieben des Kolbens 1 zunimmt. Die Zunahme verläuft dabei im Wesentlichen parabelförmig. Eine Unstetigkeit im Verlauf ist nicht zu erkennen.
[0042] Fig. 4 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben mit Membran.
[0043] Auch in dem in Fig. 4 dargestellten Kraft-Weg-Diagramm ist auf der x-Achse der Weg in mm und auf der y-Achse die Kraft in Newton aufgetragen. Die einzige Kurve 31 zeigt die Kraft, die auf den Kolben 1 der Spritze aufgebracht werden muss, um diesen in den Spritzenzylinder hineinzubewegen, um das Volumen der Dosierkammer zu verkleinern. Die Kraft, die aufgebracht werden muss, ist zunächst gering und zeigt nur eine leichte Zunahme. Bei einem Weg von etwas mehr als 40 mm ist ein plötzlicher Anstieg 33 zu beobachten. Dieser plötzliche Anstieg 33 markiert die Position, an der der Kolben 1 die Füllhöhe der in der Dosierkammer enthaltenen Substanz erreicht hat. Die weitere Bewegung, bei der dann die Substanz aus der Dosierkammer herausgedrückt wird, erfolgt wieder mit einer gleichmässigen, parabolisch verlaufenden Zunahme der Kraft.
[0044] Für die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Kurven 31 wurde der Kolben 1 jeweils mit einer Geschwindigkeit von 5 mm pro Sekunde bewegt. Die in der Dosierkammer enthaltene Substanz war Wasser. Das maximale Volumen der Dosierkammer betrug 60 ml.
[0045] Der Kraftverlauf in Abhängigkeit vom Kolbenweg bei einer Eindrückgeschwindigkeit des Kolbens 1 von 10 mm pro Sekunde ist in Fig. 5 dargestellt. Auch hier ist auf der x-Achse der Weg s in mm und auf der y-Achse die Kraft F in Newton aufgetragen. Die Kurve 31 zeigt ebenfalls einen im Wesentlichen parabolischen Verlauf. Jedoch sind Unregelmässigkeiten bei ca. 50 bis 60 mm Kolbenweg zu erkennen. Diese sind jedoch nicht ausreichend, um beispielsweise anhand der Unregelmässigkeiten die Füllhöhe der Substanz in der Dosierkammer zu erkennen.
[0046] In Fig. 6 ist der Kraftverlauf in Abhängigkeit des Kolbenweges für einen Kolben mit Membran dargestellt. Hier zeigt sich bei ca. 42 mm ein starker plötzlicher Anstieg 33 in der Kurve 31. Dieser plötzliche Anstieg 33 markiert wiederum die Füllhöhe der Substanz in der Dosierkammer. Sobald die erste Kolbenfläche 3 die in der Dosierkammer enthaltene Substanz erreicht bzw. sobald alles Gas aus der Dosierkammer entfernt ist, nimmt die Kraft mit einem plötzlichen Anstieg 33 zu.
[0047] Durch den erfindungsgemässen Kolben 1 mit Membran lässt sich so auf einfache Weise durch den plötzlichen Anstieg der Kraftkurve erkennen, wann die erste Kolbenfläche 3 die Höhe des Füllgutes erreicht hat. Die Messung der Kraft erfolgt zum Beispiel mit einem an der Druckfläche 13 oder alternativ an der der ersten Kolbenfläche 3 gegenüberliegenden Bodenfläche des Spritzenzylinders angebrachten Kraftsensor. Alternativ kann die Kraft zum Beispiel auch an der Vorrichtung, mit der der Kolben 1 in dem Spritzenzylinder bewegt wird, erfasst werden. Alternativ ist es auch möglich, die Kraft zu erfassen, mit der der Spritzenzylinder gehalten werden muss, um den Kolben 1 in diesen einzuführen. Hierzu lässt sich jede beliebige, dem Fachmann bekannte Vorrichtung, mit der die Kraft erfasst werden kann, einsetzen.
[0048] Eine Spritze mit einem erfindungsgemäss ausgebildeten Kolben wird üblicherweise als Dosierspritze in der kombinatorischen Chemie eingesetzt. Üblicherweise wird bei derartigen Spritzen zunächst die Dosierkammer mit einer zu dosierenden Substanz befüllt und anschliessend der Kolben 1 eingesetzt. Um den Kolben 1 schnell einsetzen zu können, ist es notwendig, die Bewegung des Kolbens 1 zu stoppen, sobald dieser den Füllstand erreicht. Hierzu wird das erfindungsgemässe Verfahren eingesetzt. Wenn die Bewegung des Kolbens 1 nicht rechtzeitig gestoppt wird, würde das Füllgut sonst undefiniert aus der Spritze gedrückt werden.

Claims (8)

1. Kolben für eine Spritze, insbesondere eine Injektionsspritze, der in einem Spritzenzylinder in axialer Richtung bewegbar aufnehmbar ist und eine erste Kolbenfläche (3) zur Begrenzung einer Dosierkammer im Spritzenzylinder umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kolbenfläche (3) eine Membran (23) umfasst, die mindestens eine schlitzförmige Ausnehmung (25) aufweist.
2. Kolben gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (23) eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm aufweist.
3. Kolben gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (23) im Wesentlichen mittig in der ersten Kolbenfläche (3) angeordnet ist.
4. Kolben gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers der Membran (23) bezogen auf den Durchmesser der ersten Kolbenfläche (3) im Bereich von 0,125 bis 0,55 liegt.
5. Kolben gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (23) aus Edelstahl oder einem Polyolefin gefertigt ist.
6. Kolben gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben eine zweite Kolbenfläche (7) umfasst, die parallel zur ersten Kolbenfläche (3) ausgerichtet ist.
7. Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes einer Spritze, insbesondere einer Injektionsspritze, wobei die Spritze einen Kolben (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, folgende Schritte umfassend: (a) Einschieben des Kolbens (1) in den Spritzenzylinder; (b) Messen der auf den Kolben (1) wirkenden Kraft, die zum Einschieben benötigt wird, wobei beim Erreichen des Füllgutes durch den Kolben (1) ein Kraftanstieg gemessen wird.
8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Spritzenzylinder eingeschoben wird.
CH12902009A 2008-09-12 2009-08-20 Kolben für eine Spritze. CH699467B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810042030 DE102008042030A1 (de) 2008-09-12 2008-09-12 Kolben für eine Spritze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH699467A2 CH699467A2 (de) 2010-03-15
CH699467B1 true CH699467B1 (de) 2014-05-15

Family

ID=41667622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH12902009A CH699467B1 (de) 2008-09-12 2009-08-20 Kolben für eine Spritze.

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH699467B1 (de)
DE (1) DE102008042030A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019182870A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Becton, Dickinson And Company Syringe stopper and plunger rod arrangement for a syringe assembly

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859998A (en) * 1972-06-05 1975-01-14 Johnson & Johnson Intravenous needle assembly
US4180069A (en) * 1976-06-01 1979-12-25 The West Company Plunger rod and piston for a syringe
DE4332308C1 (de) * 1993-09-23 1994-09-29 Heraeus Kulzer Gmbh Spritze zum dosierten Abgeben von viskosen Werkstoffen, insbesondere von dentalen Werkstoffen
DE10226643A1 (de) * 2002-06-14 2004-01-15 Disetronic Licensing Ag Kolbenstopfen für Injektionsvorrichtung, Produktbehälter und Injektionsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CH699467A2 (de) 2010-03-15
DE102008042030A1 (de) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003099442A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum dosieren kleiner flüssigkeitsvolumen
DE102009034897A1 (de) Spritze, Spritzenfamilie und Dosiervorrichtung
EP0722083B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entnehmen und Ausstreichen von Flüssigkeiten
EP2195150B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer küvette sowie damit hergestellte küvette
DE112015006171T5 (de) Elektrophoresevorrichtung und Elektrophoreseverfahren
DE102007014281A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Mehrkammer-Spritze mit Bypasskanal
EP3694647A1 (de) Pipettenspitze
DE2347500A1 (de) Injektionsspritze
DE69602851T2 (de) Multifunktions-ventil
EP2106333B1 (de) Spritzenkörper
DE202006020975U1 (de) Pipette
EP2561929B1 (de) Verfahren zum Detektieren der Oberfläche einer Flüssigkeitsprobe in einem Probenbehälter
CH699467B1 (de) Kolben für eine Spritze.
DE10135963B4 (de) Vorrichtung zum Pipettieren einer Flüssigkeit
DE2447508A1 (de) Verfahren zur einfuehrung einer fluessigen probe in den fluidumsdurchflusstrom bei einem hochdruck-fluessigchromatographiesystem und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO2014177331A1 (de) Probengeber für eine analysevorrichtung
EP2741080A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zum Einspritzen eines Fluids in ein Analysegerät
DE69400052T2 (de) Mikrodosierverfahren für Flüssigkeiten zur Erzielung nanovolumetrischer Lösungen
EP3498376B1 (de) Spritze, spritzenfamilie und dosiervorrichtung
EP2806973B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum dosieren von flüssigkeiten
EP2191894A1 (de) Faltenbalgreservoir für Mikrosysteme
DD207154A1 (de) Pipettenspitze fuer mikrolitervolumina und verfahren zu ihrer herstellung
EP3226004B1 (de) Verfahren zum betreiben einer dosiervorrichtung
DE202005009539U1 (de) Vorrichtung für die Penetration eines Behälterstoppers
DE638349C (de) Vorrichtung in Form einer Spritze zum Abmessen und Unterteilen von kleinen Fluessigkeitsmengen

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased