CH699467B1

CH699467B1 - Piston for a syringe.

Info

Publication number: CH699467B1
Application number: CH12902009A
Authority: CH
Inventors: Abdullah Aydogan
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2014-05-15
Also published as: DE102008042030A1; CH699467A2

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.The invention relates to a piston (1) for a syringe, in particular an injection syringe, which can be received in a syringe cylinder such that it can move in the axial direction and comprises a first piston surface (3) for delimiting a metering chamber in the syringe cylinder. The first piston surface (3) comprises a membrane (23) with a slot-shaped recess (25). The invention further relates to a method for determining the level of a syringe, in particular a syringe, in which the piston (1) is inserted into the syringe barrel and on the piston (1) acting force is measured, which is required for insertion, wherein the Reaching the filling material by the piston (1) an increase in force is measured.

Description

Stand der TechnikState of the art

[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. The invention relates to a piston for a syringe, in particular a piston for a metering syringe according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for determining the level of a syringe, wherein the syringe comprises a piston according to the invention.

[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. Syringes are generally used to dose precisely defined amounts of a substance. In general, liquids are dosed with syringes. For this purpose, a syringe usually comprises a syringe barrel into which a displaceable piston is received. The piston defines on one side a syringe chamber in which the substance to be dosed is contained. In general, a metering opening is mounted in the syringe chamber on the opposite side of the piston surface. Through the metering, the substance contained in the syringe chamber is metered during a movement of the piston in the syringe chamber. For this purpose, the metering opening can be connected, for example, with a cannula or any other hollow needle.

[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. Depending on the application of the syringe, the dosing is done for example in sample containers, which may optionally be closed with a septum, or in any other vessels.

[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. In order to allow an accurate dosage, it is necessary that the piston surface of the piston directly against the fluid to be injected, generally a liquid, is applied and the syringe chamber is gas-free. For this purpose, after filling the syringe chamber, first a gas bubble is removed through the metering opening of the syringe from the syringe chamber.

[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. The filling of the syringe chamber is usually carried out by pulling the piston, so that the volume of the syringe chamber is increased and due to the resulting negative pressure, the fluid to be dosed is sucked into the syringe chamber. Alternatively, it is also possible that the syringe barrel is filled prior to insertion of the piston into the syringe barrel.

[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. In particular, in the automated filling of non-transparent cylinders and subsequent positioning of the piston, the actual level and associated with it the correct position of the piston can be recognized only consuming. For example, in an already filled syringe barrel, the plunger is positioned by means of fiber optic sensors that detect the filling medium at the plunger tip. In this case, the piston is moved until it rests against the liquid surface and the gas is removed from the piston and the piston chamber limited by the syringe. This sometimes leads to leakage of liquid, since there is little time available for the necessary switching operations, especially when the syringe is used as a metering syringe in combinatorial chemistry.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

[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. A piston designed according to the invention for a syringe, in particular a dosing syringe, is movably received in a syringe cylinder in the axial direction and comprises a first piston surface for defining a dosing chamber in the syringe cylinder. The first piston surface according to the invention comprises a membrane.

[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. The membrane preferably covers an opening of a piston bore. The opening is used in particular when using the piston in a dosing syringe, as used for example in high-throughput research, at the same time as a dosing. For this purpose, the opening is formed for example as a bore in the piston.

[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. By using the membrane in the first piston surface, it is possible to detect the filling level of the syringe when inserting the piston into the syringe by means of force sensors. The membrane results in the impact of the piston on the contents contained in the dosing a significant increase in force, through which the filling level can be seen. Even at high Eindrückgeschwindigkeiten the increase in force results only with minimal delay, so that even at high Eindrückgeschwindigkeiten the piston in the syringe barrel, the filling level of the contents contained in the syringe barrel can be detected sufficiently well.

[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. The increase in force results from the fact that air can be easily pressed through slots in the membrane. The higher viscosity of liquids dispensed with the syringe results in a significant increase in force.

[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. Suitable materials for the membrane are materials which are inert to the contents of the syringe. Suitable materials are, for example, any metals or plastics. Suitable metals from which the membrane may be made are, for example, steels, in particular stainless steels. As plastics are particularly suitable thermoplastics. Preferred plastics used are polyolefins, in particular polypropylene.

[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. The thickness of the membrane is dependent on the selected material. Preferably, the membrane has a thickness in the range of 0.1 to 1.0 mm.

[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. The inserted membrane is preferably arranged substantially centrally in the first piston surface. The central arrangement results in a uniform force distribution on the membrane when the piston is inserted into the metering chamber.

[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. The membrane generally covers part of the first piston surface. The ratio of the diameter of the membrane with respect to the diameter of the first piston surface is preferably in the range of 0.125 to 0.55. In particular, the ratio of the diameter of the membrane based on the diameter of the first piston surface is in the range of 0.2 to 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. In one embodiment, the piston comprises a second piston surface, which is aligned parallel to the first piston surface and which serves to guide the piston in the syringe cylinder. The second piston surface is at least partially against the wall of the syringe barrel. This can be avoided that the piston canted during movement in the syringe barrel.

[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. The invention further relates to a method for determining the level of a syringe, in particular a syringe, wherein the syringe comprises a piston according to the invention. The method comprises the following steps: (a) inserting the piston into the syringe barrel; (B) measuring the force acting on the piston, which is required for insertion, wherein upon reaching the filling material by the piston, an increase in force is measured.

[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. In one embodiment of the inventive method, the piston is inserted at a constant speed in the syringe barrel. This is especially possible when the piston is fully automatically inserted into the syringe barrel.

[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. In order to measure the force acting on the piston, at least one force sensor in the region of the syringe is mounted such that with the force sensor, the force is absorbed, which must be used to move the piston in the syringe barrel in the axial direction.

[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. The force sensor is preferably arranged on a device which inserts the piston into the syringe barrel. This allows the syringe and the plunger to be designed as convenient disposable parts for single use. In particular, for substances whose residues are difficult to remove from the syringe, can be dispensed with an expensive cleaning of the syringe. Also, the force can be determined with which the syringe is pressed into a holding device of the syringe barrel while the piston is inserted into the syringe barrel. Due to the membrane in the first piston surface of the piston, a force increase is measured in each case independently of the measuring location during insertion of the piston into the syringe cylinder.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0020] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

[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.[0021] In the drawings: <Tb> FIG. 1 <SEP> a three-dimensional representation of a piston designed according to the invention for a syringe, <Tb> FIG. 2 <SEP> an enlarged view of a membrane, <Tb> FIG. 3 <SEP> a force-displacement diagram for a piston without membrane at a feed rate of 5 mm per second, <Tb> FIG. 4 <SEP> a force-displacement diagram for a piston with membrane at a feed rate of 5 mm per second, <Tb> FIG. 5 <SEP> a force-displacement diagram for a piston without a membrane at an insertion speed of 10 mm per second, <Tb> FIG. 6 <SEP> a force-displacement diagram for a piston with diaphragm at an insertion speed of 10 mm per second.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

[0022] Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäss ausgebildeten Kolbens für eine Spritze. Fig. 1 shows a three-dimensional representation of an inventive trained piston for a syringe.

[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. A piston 1 for a syringe comprises a shaft 2, which has a first piston surface 3 on one side. The cross-sectional area of the first piston surface 3 corresponds to the cross-sectional area of a syringe cylinder, not shown here. Usually, the cross-sectional area of the first piston surface 3 and the cross-sectional area of the syringe cylinder are circular. Alternatively, however, any other shape is conceivable. Thus, for example, it is also possible for the syringe cylinder and therefore also the first piston surface 3 to have a polygonal cross section, for example a triangular, quadrangular or hexagonal cross section, an oval or elliptical cross section or any other cross section.

[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. The first piston surface 3 is bounded by a peripheral surface 5, with which the piston 1 is guided in the syringe barrel. At the same time, the circumferential surface 5 serves to seal a metering chamber delimited by the first piston surface 3 in the syringe barrel. A further sealing can be achieved, for example, in that the piston 1 comprises a second piston surface 7 parallel to the first piston surface 3. The second piston surface 7 is guided at least partially with a peripheral surface 9 in the syringe barrel. The connection of the first piston surface 3 with the second piston surface 7 takes place, for example, via webs 11. However, the first piston surface 3 and the second piston surface 7 can also be connected to each other by any other device. For example, instead of the webs 11, pins or also an extension of the shaft 2 can be used. It is only important to ensure that the first piston surface 3 and the second piston surface 7 are arranged spaced from each other. By guiding the piston 1 in the cylinder with the first piston surface 3 and the second piston surface 7 tilting of the piston 1 can be avoided.

[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. At the first piston surface 3, which is guided in the syringe cylinder, opposite side of the shaft 2, a pressure surface 13 is formed. In order to introduce the piston 1 into the syringe barrel, a force is exerted on the pressure surface 13. Due to the force applied to the pressure surface 13, the piston 1 is displaced in the syringe cylinder in the axial direction. This reduces the volume of the metering chamber. Due to the reduction of the dosing chamber, gas possibly present in the dosing chamber is first removed from the dosing chamber. Subsequently, the substance to be dosed contained in the metering chamber is metered via a metering orifice from the metering chamber, for example, into an arbitrary vessel. For this purpose, the metering opening is preferably arranged on the opposite side of the first piston surface 3 of the metering chamber. The lateral boundary of the metering chamber is formed by the wall of the syringe barrel. In general, the metering chamber is connected to a cannula, for example a hollow needle, through which the substance to be metered emerges from the metering chamber.

[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. In addition to the pressure surface 13, a piston 1 for a syringe also generally has a traction surface 15 whose diameter is greater than the diameter of the shaft 2. By pulling on the traction surface 15 of the piston 1 is moved in the axial direction in the syringe barrel in that the volume of the dosing chamber is increased. Usually, metering chambers with a volume of up to 300 ml are used.

[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. By pulling on the traction surface 15 of the piston creates a negative pressure in the metering chamber, and it can be reared any substance in the metering chamber. The pressure surface 13 and the tension surface 15 may be formed on two plate-shaped extensions on the shaft 2. Alternatively, it is also possible for the pressure surface 13 to be one side and the tension surface 15 to be another side of a plate-shaped extension.

[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. In order to dose the substance from the metering chamber of the syringe by the piston is pressed into the syringe barrel, it is necessary that the shaft 2 is formed substantially resistant to bending. This is the one possible, for example, characterized in that the shaft 2 is made massive. In order to save material and weight, however, it is preferred to reinforce the shank 2, as shown by way of example in FIG. 1, by means of ribs 17 running in the axial direction and ribs 19 extending perpendicular thereto in the radial direction. The ribs 19 extending in the radial direction in each case connect two adjacent ribs 17 extending in the axial direction. The ribs 19 extending in the radial direction are, for example, of annular design.

[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. In the embodiment shown here, the first piston surface 3 has two slots 21 which intersect at the center of the first piston surface 3 and extend over the entire diameter of the first piston surface 3. At the intersection of the slots 21 according to the invention a membrane 23 is arranged.

[0030] Die Schlitze 21 in der Kolbenfläche 3 dienen dazu, Gas, das sich an der Kolbenfläche 3 sammeln kann, einer Bohrung im Kolben zuzuführen. The slots 21 in the piston surface 3 serve to supply gas, which can collect on the piston surface 3, a bore in the piston.

[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. In addition to the embodiment with intersecting slots 21, as shown in Fig. 1, it is also possible that the first piston surface 3 has a smooth surface in which a recess is formed, in which the diaphragm 23 is positioned , In order to be able to exert a uniform force on the membrane, it is preferred that the membrane is arranged centrally in the first piston surface 3. However, it is also possible that the membrane is arranged eccentrically at any location of the first piston surface 3.

[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. The membrane 23 preferably covers an opening, not shown here in the piston 1 from, wherein the opening is preferably designed as a dosing when using the syringe as a bore and used to remove the substance contained in the syringe.

[0033] Eine Membran ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt. A membrane is exemplified in Fig. 2.

[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. The membrane 23 is made for example of a metallic material or a plastic, preferably a thermoplastic material. In order to avoid that the material of the membrane 23 reacts with the substance contained in the metering chamber, a material is selected for the membrane 23, which is preferably inert to the substance to be metered with the syringe.

[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. The membrane 23 has, in the embodiment shown here, two intersecting slot-shaped recesses 25. Through the slot-shaped recesses 25 each membrane segments 27 are separated from each other.

[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. At the intersection of the slot-shaped recesses 25, the membrane 23 has a bore 29. Through the bore 29, the tips on the membrane segments 27 are removed.

[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. In addition to the embodiment shown in Fig. 2 with two intersecting slot-shaped recesses 25, the membrane 23 may also have any other number of slot-shaped recesses 25 which terminate in the membrane center 23, respectively. The number of slot-shaped recesses 25 can be both even and odd. In the case of an even number, as in the case of the embodiment shown in FIG. 2, two slit-shaped recesses ending in the middle preferably lie opposite one another, so that they extend essentially over the entire diameter of the membrane 23.

[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. Due to the shape of the membrane 23 with the slot-shaped recesses 25 formed therein vortex and turbulence, which can be the power increase when reaching the liquid become clearer.

[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. The membrane 23 preferably has a curvature. As long as the first piston surface 3 is not in contact with the substance contained in the metering chamber of the syringe, the curvature of the membrane protrudes from the first piston surface 3. Due to the additional force that must be expended as soon as the first piston surface 3 is in contact with the substance contained in the metering chamber, the bulge is pressed into the piston 1 due to the force acting on it.

[0040] In Fig. 3 ist ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben ohne Membran dargestellt. In Fig. 3 is a force-displacement diagram is shown for a piston without a membrane.

[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. The path s of the piston 1 in mm is shown on the x-axis. The force F in Newton acting on the piston 1 is plotted on the y-axis. It can be seen that the force when inserting the piston 1 increases. The increase is essentially parabolic. A discontinuity in the course can not be seen.

[0042] Fig. 4 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Kolben mit Membran. Fig. 4 shows a force-displacement diagram for a piston with membrane.

[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. Also in the force-displacement diagram shown in Fig. 4, the force in Newton is plotted on the x-axis of the path in mm and on the y-axis. The single curve 31 shows the force that must be applied to the syringe plunger 1 to move it into the syringe barrel to reduce the volume of the metering chamber. The force that needs to be applied is initially low and only showing a slight increase. With a distance of slightly more than 40 mm, a sudden increase 33 can be observed. This sudden increase 33 marks the position at which the piston 1 has reached the filling level of the substance contained in the metering chamber. The further movement, in which the substance is then forced out of the dosing chamber, takes place again with a uniform, parabolic increase in the force.

[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. For the curves 31 shown in FIGS. 3 and 4, the piston 1 was moved at a speed of 5 mm per second. The substance contained in the metering chamber was water. The maximum volume of the metering chamber was 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. The force curve as a function of the piston stroke at a Eindrückgeschwindigkeit of the piston 1 of 10 mm per second is shown in Fig. 5. Here, too, the distance s in mm is plotted on the x-axis and the force F in Newton on the y-axis. The curve 31 also shows a substantially parabolic course. However, irregularities in about 50 to 60 mm piston stroke can be seen. However, these are not sufficient to detect, for example, based on the irregularities, the filling level of the substance in the metering chamber.

[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. In Fig. 6 the force profile is shown in dependence of the piston travel for a piston with a membrane. Here, at about 42 mm, a strong sudden increase 33 in the curve 31. This sudden increase 33 in turn marks the level of the substance in the metering chamber. As soon as the first piston surface 3 reaches the substance contained in the dosing chamber, or as soon as all of the gas has been removed from the dosing chamber, the force increases with a sudden increase 33.

[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. By means of the piston 1 with membrane according to the invention, it can thus be easily recognized by the sudden increase in the force curve when the first piston surface 3 has reached the height of the filling material. The measurement of the force takes place, for example, with a force sensor attached to the pressure surface 13 or alternatively to the bottom surface of the syringe cylinder opposite the first piston surface 3. Alternatively, the force can also be detected, for example, on the device with which the piston 1 is moved in the syringe barrel. Alternatively, it is also possible to detect the force with which the syringe barrel must be held in order to introduce the piston 1 in this. For this purpose, any known to the expert device with which the force can be detected, use.

[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. A syringe with a piston designed according to the invention is usually used as a metering syringe in combinatorial chemistry. Usually, in such syringes first the metering chamber is filled with a substance to be metered and then the piston 1 is used. In order to use the piston 1 quickly, it is necessary to stop the movement of the piston 1, as soon as it reaches the level. For this purpose, the method according to the invention is used. If the movement of the piston 1 is not stopped in time, the contents would otherwise be pressed undefined from the syringe.

Claims

1. Piston for a syringe, in particular an injection syringe, which is movably received in a syringe barrel in the axial direction and a first piston surface (3) for limiting a metering chamber in the syringe barrel, characterized in that the first piston surface (3) has a membrane (23 ), which has at least one slot-shaped recess (25).

2. Piston according to claim 1, characterized in that the membrane (23) has a thickness in the range of 0.1 to 1.0 mm.

3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane (23) is arranged substantially centrally in the first piston surface (3).

4. Piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of the diameter of the membrane (23) based on the diameter of the first piston surface (3) in the range of 0.125 to 0.55.

5. Piston according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane (23) is made of stainless steel or a polyolefin.

6. Piston according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston comprises a second piston surface (7) which is aligned parallel to the first piston surface (3).

7. A method for determining the level of a syringe, in particular a syringe, wherein the syringe comprises a piston (1) according to one of claims 1 to 6, comprising the following steps: (a) inserting the piston (1) into the syringe barrel; (B) Measuring the force acting on the piston (1), which is required for insertion, wherein upon reaching the filling material by the piston (1) an increase in force is measured.

8. The method according to claim 7, characterized in that the piston (1) is inserted at a constant speed in the syringe barrel.