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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipette mit einer Abwurfeinrichtung für Pipettenspitzen.
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Pipetten werden insbesondere im Labor zum Dosieren von Flüssigkeiten verwendet. Hierfür wird eine Pipettenspitze mit einer oberen Öffnung auf einen Ansatz der Pipette aufgeklemmt. Durch eine untere Öffnung kann die Pipettenspitze Flüssigkeit aufnehmen und ausgeben. Luftpolsterpipetten umfassen eine Verdrängungseinrichtung für Luft, die durch den Ansatz hindurch kommunizierend mit der Pipettenspitze verbunden ist. Mittels der Verdrängungseinrichtung wird ein Luftpolster verlagert, so dass Flüssigkeit in die Pipettenspitze eingesaugt und daraus ausgestoßen wird. Die Verdrängungseinrichtung ist meistens ein Zylinder mit einem darin verlagerbaren Kolben.
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Die Pipettenspitzen werden nach dem Gebrauch vom Ansatz gelöst und gegen eine frische Pipettenspitze ausgetauscht. Hierdurch können bei nachfolgenden Dosierungen Kontaminationen vermieden werden. Pipettenspitzen für den einmaligen Gebrauch sind kostengünstig aus Kunststoff verfügbar.
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Der Ansatz zum lösbaren Halten von Pipettenspitzen ist ein konischer oder zylindrischer Vorsprung bezüglich eines Gehäuses der Pipette, auf den eine Pipettenspitze mit einer dazu passenden oberen Öffnung klemmbar ist. Dies kann ohne Anfassen der Pipettenspitze durch Eindrücken der Pipette mit dem Ansatz in die obere Öffnung der in einem Halter bereitstehenden Pipettenspitze geschehen.
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Zur Vermeidung von Kontaminationen weisen bekannte Pipetten eine Abwurfeinrichtung mit einer Antriebseinrichtung auf. Durch Betätigen eines Abwerferknopfes wird über eine Abwurfstange ein Abwurfschieber so verlagert, dass er die Pipettenspitze von dem Ansatz löst, ohne dass diese vom Anwender angefasst werden muss. Diese Pipetten haben einen Dosierknopf zum Betätigen der Verdrängungseinrichtung und den gesonderten Abwerferknopf zum Betätigen der Abwurfeinrichtung, sodass zwei Knöpfe betätigt werden müssen.
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Aus der
DE 25 49 477 C3 ist eine Handpipette mit Einknopfbedienung bekannt. Diese hat ein Gehäuse, aus dem oben ein gegen Federwirkung eindrückbares Betätigungselement herausragt, das über eine Hubstange mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben verbunden ist. Bei Betätigung des Betätigungselementes führt der Kolben einen einstellbaren Arbeitshub aus. Zum Ausblasen restlicher Flüssigkeit aus der Pipettenspitze kann der Kolben einen Überhub ausführen. Hierzu ist zwischen Betätigungselement und Kolben-Zylindereinheit eine trennbare Magnetanordnung vorhanden, die dem Anwender das Ende des Arbeitshubs durch einen Widerstand anzeigt, nach dessen Überwindung der Überhub ausgeführt wird. Zudem ist ein Abwurfhub für das Abwerfen der Pipettenspitze vorgesehen. Hierzu hat die Kolbenstange ein Anschlagelement, das eine Abwurfhülse an einem Betätigungsende verschieben kann, so dass diese mit einem Abwurfende die Pipettenspitze an ihrem oberen Rand vom Ansatz schiebt. Der Beginn des Abwurfhubes wird dem Benutzer durch den Widerstand einer auf die Abwurfhülse wirkenden Feder angezeigt. Beim Abwurfhub wird der Kolben mitbewegt, so dass ein Freiraum im Zylinder benötigt wird. Der Freiraum bildet ein Totvolumen, das die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt.
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Die
DE 197 08 151 A1 beschreibt eine weitere Pipette mit Einknopfbedienung, die ein geringeres Totvolumen aufweist. Die Pipette hat eine Bewegungseinrichtung, einen von dieser in einem Zylinder bewegbaren Kolben zum Verschieben von Luft, einen Befestigungsansatz mit einer Verbindung mit dem Zylinder aufweisenden Öffnung zum Befestigen einer Pipettenspitze und einen die Bewegung des Kolben beim Verschieben von Luft zur Öffnung des Befestigungsansatzes hin begrenzenden Anschlag. Der Anschlag ist eine Stirnfläche des Zylinders, auf die der Kolben beim Verschieben von Luft zur Öffnung des Befestigungsansatzes hin trifft. Ferner hat die Pipette eine Abwurfeinrichtung, die einen Abwurfabschnitt zum Trennen einer Pipettenspitze vom Befestigungsansatz bei einer Abwurfbewegung der Abwurfeinrichtung und einen Betätigungsabschnitt zum Bewirken der Abwurfbewegung aufweist. Zudem ist eine Entkopplungseinrichtung vorhanden, die den Kolben beim Erreichen des Anschlages von der Bewegungseinrichtung entkoppelt. Die Entkopplungseinrichtung ist durch eine Magnetanordnung mit einem Magneten und einem magnetisierbaren Gegenstück gebildet, die sich nach Überwinden einer Haltekraft voneinander lösen. Ein mit der Bewegungseinrichtung gekoppelter Mitnehmer wirkt bei entkoppeltem Kolben auf den Betätigungsabschnitt ein, wobei ein Bewegen des Mitnehmers durch die Bewegungseinrichtung die Abwurfbewegung der Abwurfeinrichtung erzwingt. Bei dieser Pipette wird die Bewegung des Kolbens nach dem Arbeitshub und gegebenenfalls einem Ausblashub zum Ausblasen von Restflüssigkeit durch den Anschlag begrenzt. Dann entkoppelt die Entkopplungseinrichtung den Kolben von der Bewegungseinrichtung. Bei weiterer Betätigung der Bewegungseinrichtung in demselben Sinn wird der Kolben nicht weiter bewegt, jedoch ein mit der Bewegungseinrichtung gekoppelter Mitnehmer bewegt, der auf den Betätigungsabschnitt der Abwurfeinrichtung einwirkt und die Abwurfbewegung erzwingt. Die Abwurfbewegung ohne weitere Bewegung des Kolbens verringert das Totvolumen und verbessert die Dosiergenauigkeit.
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Bei der bekannten Pipette wird der Kolben beim Auftreffen auf die Stirnseite des Zylinders belastet, so dass er hinreichend stabil ausgeführt werden muss. Bei kleinen Baugrößen für geringe Dosiervolumina ist dies aufwendig. Bei der Montage muss das Gehäuseoberteil, das die Entkopplungseinrichtung und den Kolben umfasst, mit einem Gehäuseunterteil zusammengeschraubt werden, das den Zylinder umfasst. Bei einer Herstellung von Pipetten mit verschiedenen Baugrößen für verschiedene Dosierbereiche müssen die Gehäuseoberteile mit verschiedenen Entkopplungseinrichtungen und Zylindern bestückt und dann mit den jeweils entsprechenden Gehäuseunterteilen zusammengesetzt werden.
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Die
DE 10 2004 003 434 B4 beschreibt eine Pipette mit einer Verdrängungseinrichtung und einer damit lösbar verbundenen Antriebseinrichtung. Die Verdrängungseinrichtung hat eine Verdrängungskammer mit einer verlagerbaren Begrenzung, einen Ansatz zum Verbinden mit einer Pipettenspitze und einen Verbindungskanal zwischen der Verdrängungskammer und dem freien Ende des Ansatzes. Die Antriebseinrichtung zum Antreiben der verlagerbaren Begrenzung der Verdrängungseinrichtung hat ein Antriebselement, das eine lösbare Wirkverbindung mit der verlagerbaren Begrenzung hat. Zwischen der Antriebseinrichtung und der Verdrängungseinrichtung ist eine Bajonettverbindung vorhanden, die unter Herstellung der Wirkverbindung zwischen Antriebselement und verlagerbarer Begrenzung herstellbar und unter Lösung der Wirkverbindung zwischen Antriebselement und verlagerbarer Begrenzung lösbar ist. Die Pipette weist eine separate Abwurfeinrichtung zum Lösen einer Pipettenspitze von dem Ansatz auf, die einen an der Antriebseinrichtung separat angeordneten Abwurfantrieb, einen an der Verdrängungseinrichtung angeordneten Abwerfer und eine in Richtung der Längsachse der Bajonettverbindung gerichtete, lösbare axiale Klemmverbindung zwischen Abwurfantrieb und Abwerfer aufweist.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pipette zu schaffen, die den Aufwand für die Bereitstellung verschiedener Baugrößen verringert und handhabungsfreundlicher ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Pipette mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Pipette sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Pipette mit
- • einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die mit Mitteln zum lösbaren Verbinden in einer Anordnung zu einem stangenförmigen Gehäuse lösbar miteinander verbunden sind, in der ein Antriebselement des Gehäuseoberteils an einem Kontaktelement des Gehäuseunterteils anliegt, wobei
- • das Gehäuseunterteil eine Verdrängungseinheit aufweist, welche eine Verdrängungskammer mit einem verlagerbaren Kolben umfasst, wobei der Kolben oben mit dem Kontaktelement verbunden ist, und das Kontaktelement an einer oberen Gehäuseöffnung oben am Gehäuseunterteil angeordnet ist, mit einem Ansatz zum Verbinden mit einer Pipettenspitze unten am Gehäuseunterteil und einem Verbindungskanal zwischen der Verdrängungskammer und dem freien Ende des Ansatzes,
- • das Gehäuseoberteil eine Antriebseinheit zum Antreiben des verlagerbaren Kolbens der Verdrängungseinheit aufweist, mit einer zylindrischen Hubstange, mit einem mit der Hubstange zusammenwirkenden Betätigungselement, wobei das Betätigungselement oben am Gehäuseoberteil angeordnet ist, und mit dem mit der Hubstange zusammenwirkendes Antriebselement, wobei das Antriebselement an einer unteren Gehäuseöffnung unten am Gehäuseoberteil angeordnet ist, und wobei das Antriebselement durch Betätigen des Betätigungselements in Betätigungsrichtung nach unten verlagerbar ist, um einen Dosierhub des Kolbens auszuführen,
- • am Gehäuseunterteil ein verlagerbarer Abwurfschieber einer Abwurfeinrichtung angeordnet ist, wobei der Abwurfschieber ein Abwurfende zum Lösen einer Pipettenspitze vom Ansatz hat, und die Abwurfeinrichtung eine verlagerbare Abwurfverlängerung aufweist, die sich in das Gehäuseoberteil hineinerstreckt, die unten mit dem oberen Ende des Abwurfschiebers verbunden ist und oben ein Betätigungsende hat,
- • im Gehäuseoberteil ein Endanschlag, der fest mit dem Gehäuseoberteil verbunden ist, und ein Endanschlagelement, das fest mit dem Antriebselement verbunden ist, angeordnet sind, um die Verlagerung des Antriebselements nach unten zu begrenzen,
- • im Gehäuseoberteil eine Entkopplungseinrichtung zwischen der zylindrischen Hubstange und dem Antriebselement angeordnet ist, die bei Anlage des Endanschlagelements am Endanschlag und fortgesetzter Verlagerung des Betätigungselements in Betätigungsrichtung das Antriebselement von der zylindrischen Hubstange entkoppelt, und
- • im Gehäuseoberteil ein unterer Anschlagkörper angeordnet ist, der nach Ausführung des Dosierhubs unter erhöhtem Kraftaufwand entgegen der Wirkung einer Überhubfeder mit der zylindrischen Hubstange und dem Antriebselements nach unten verlagerbar ist, wobei der untere Anschlagkörper und die Hubstange von dem Antriebselement durch die Entkopplungseinrichtung entkoppelt werden, wenn das Endanschlagelement des Antriebselements auf den Endanschlag trifft, und der untere Anschlagkörper die Abwurfverlängerung bei weiterem Verlagern des Betätigungselements in Betätigungsrichtung nach unten drückt.
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Die erfindungsgemäße Pipette weist eine Verdrängungseinheit und eine Antriebseinheit auf, die mittels einer lösbaren Verbindung lösbar miteinander verbunden sind. Die lösbare Verbindung kann als Bajonettverbindung ausgestaltet sein, wie in der
DE 10 2004 003 434 B4 beschrieben. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die
DE 10 2004 003 434 B4 , deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Die Verdrängungseinheit ist im Gehäuseunterteil angeordnet. Sie umfasst die Verdrängungskammer und die verlagerbare Begrenzung. Diese ist vorzugsweise ein Zylinder mit einem darin verschieblich angeordneten Kolben. Beim Zusammenbau von Verdrängungseinheit und Antriebseinheit muss also der Kolben oder eine andere verlagerbare Begrenzung nicht in die Verdrängungseinheit eingebaut werden. Die Kopplung der Antriebseinrichtung der Antriebseinheit mit der verlagerbaren Begrenzung erfolgt dadurch, dass das Antriebselement der Antriebseinheit das Kontaktelement der Verdrängungseinheit kontaktiert. Der Kontakt kann leicht durch Zusammenfügen und Herstellen der lösbaren Verbindung zwischen Verdrängungseinheit und Antriebseinheit hergestellt werden. Ferner weist die Pipette einen Endanschlag auf, auf den ein mit dem Antriebselement verbundenes Endanschlagelement trifft, um die Verlagerung des Antriebselement nach unten zu begrenzen. Anders als bei der
DE 197 08 151 A1 ist der Endanschlag nicht die untere Stirnfläche des Zylinders. Vielmehr ist der Endanschlag im Gehäuseoberteil angeordnet und fest mit dem Gehäuseoberteil verbunden und das Antriebselement weist das Endanschlagelement auf. Infolgedessen ist der Kolben keinen Belastungen durch Auftreffen auf den Endanschlag unterworfen. Insbesondere können bei einer Antriebseinheit, die unverändert für eine Pipettenserie mit Pipetten verschiedener Baugrößen verwendet werden soll, Endanschlag und Endanschlagelement so ausgebildet werden, dass sie den größten zu erwartenden Kräften standhalten. Auch ist es möglich, Verdrängungseinheiten zu verwenden, die nicht dafür ausgelegt sind, dass der Kolben am Ende der Verlagerung nach unten auf die Stirnfläche des Zylinders trifft. Beim Erreichen des Endanschlages befindet sich der Kolben bevorzugt kurz vor oder gerade auf der unteren Stirnfläche des Zylinders, um das Totvolumen und damit einhergehende Dosierfehler möglichst gering zu halten. Ferner weist die Antriebseinheit eine Entkopplungseinrichtung zwischen Antriebselement und Antriebsorgan auf. Die Entkopplungseinrichtung entkoppelt bei Anlage des Endanschlagelementes am Endanschlag das Antriebselement von der Antriebseinrichtung, wenn das Betätigungselement weiter in Betätigungsrichtung verlagert wird. Infolgedessen wird die Antriebseinrichtung im gleichen Sinne wie zuvor weiterbewegt. Die Antriebseinrichtung ist mit einem unteren Anschlagkörper gekoppelt, der bei Entkopplung des Antriebselements von der Antriebseinrichtung auf das Betätigungsende der Abwurfverlängerung trifft. Infolgedessen wird durch weiteres Verlagern des Betätigungselements in Betätigungsrichtung die Abwurfverlängerung und mit dieser der Abwurfschieber nach unten verlagert. Hierdurch wird eine Pipettenspitze vom Ansatz abgeschoben. Die erfindungsgemäße Pipette ermöglicht somit die Steuerung der Dosierung und des Abwerfens von Pipettenspitzen durch Betätigung nur eines einzigen Betätigungselements. Beim Abwerfen der Pipettenspitze werden Verdrängungskammer und verlagerbare Begrenzung nicht in nachteiliger Weise belastet. Größere Totvolumina und damit einhergehende Dosierfehler werden vermieden. Der Grundaufbau der Pipette aus Verdrängungseinheit und Antriebseinheit erleichtert die Montage und Demontage. Zudem können die Verdrängungseinheit und die Antriebseinheit verwendet werden, um verschiedene Pipettentypen zusammenzustellen. Insbesondere können Verdrängungseinheiten, die ursprünglich nicht konstruiert sind, um die Steuerung von Dosiervorgängen und Abwurfvorgängen mittels nur eines Betätigungselements durchzuführen, mit der Antriebseinheit verwendet werden, um Pipetten für Einknopfbedienung zu bilden. Ferner kann dieselbe Antriebseinheit mit verschiedenen Verdrängungseinheiten zusammengesetzt werden, um Pipetten mit verschiedenen Dosierbereichen zu bilden.
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Das Betätigungselement wirkt mit der Antriebseinrichtung zusammen, indem es damit unmittelbar oder mittelbar mechanisch verbunden ist. Das Antriebselement wirkt mit der Antriebseinrichtung zusammen, in dem es damit unmittelbar oder mittelbar mechanisch verbunden ist. Die Betätigungsrichtung des Betätigungselements verläuft vorzugsweise geradlinig. Sie verläuft vorzugsweise in Längsrichtung des stangenförmigen Gehäuses. Alternativ verläuft sie in einem Winkel (zum Beispiel 45° oder 90°) dazu. Gemäß einer anderen Alternative verläuft die Betätigungsrichtung entlang einer gekrümmten Kurve, zum Beispiel auf einer Kreisbahn. Bei einer geradlinigen Betätigungseinrichtung ist das Betätigungselement vorzugsweise ein Druckknopf und bei einer gekrümmten Betätigungseinrichtung ein schwenkbarer Hebel.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Pipette eine Handpipette, d.h. eine Pipette, die der Anwender beim Pipettieren mit nur einer Hand halten und bedienen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Antriebseinrichtung ein Anschlagelement und einen oberen Anschlagkörper und den unteren Anschlagkörper auf, zwischen denen das Anschlagelement verlagerbar ist, um einen Dosierhub auszuführen, wobei der untere Anschlagkörper über eine Überhubfeder im Gehäuseoberteil abgestützt ist, um nach Ausführung des Dosierhubes durch weiteres Verlagern des Betätigungselements in Betätigungsrichtung entgegen der Federkraft der Überhubfeder bis zum Erreichen des Endanschlages durch das Endanschlagelement einen Überhub auszuführen. Beim Dosierhub wird das Anschlagelement zwischen oberem und unterem Anschlagkörper bewegt, wobei es zum Einsaugen von Flüssigkeit in eine auf den Ansatz aufgesteckte Pipettenspitze vom unteren Anschlagkörper zum oberen Anschlagkörper und zum Ausstoßen von Luft oder Flüssigkeit aus der Pipettenspitze vom oberen Anschlagkörper zum unteren Anschlagkörper verlagert wird. Das Auftreffen des Anschlagelementes spürt der Anwender, da der untere Anschlagkörper über eine Überhubfeder im Gehäuseoberteil abgestützt ist. Hierdurch ist bei der Aufnahme von Flüssigkeit gewährleistet, dass genau der beabsichtigte Dosierhub durchgeführt wird. Beim Abgeben von Flüssigkeit kann der Anwender zusätzlich einen Überhub ausführen, um Restflüssigkeit aus der Pipettenspitze auszublasen. Durch Anwendung einer erhöhten Kraft auf das Betätigungselement kann der Anwender die Federkraft der Überhubfeder überwinden und einen Überhub bewirken, bis das Antriebselement durch den Endanschlag gestoppt wird. Nach dem Überhub kann der Anwender in der beschriebenen Weise das Abwerfen der Pipettenspitze steuern, indem er durch Anwenden einer entsprechenden Kraft auf das Betätigungsorgan die Entkopplungseinrichtung entkoppelt.
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Der untere Anschlagkörper sitzt mit seinem äußeren Rand am Ende des Überhubs oder am Anfang der weiteren Verlagerung des Betätigungselements in Betätigungsrichtung auf dem Betätigungsende der Abwurfverlängerung auf, um als Mitnehmer die Abwurfverlängerung nach unten zu verlagern. Hierdurch erfüllt der untere Anschlagkörper in vorteilhafter und den baulichen Aufwand mindernder Weise die Funktionen den Dosierhub zu begrenzen, den Überhub zu ermöglichen und den Abwurf der Pipettenspitze zu steuern. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung, dass die Abwurfverlängerung seitlich an den Überhubeinrichtungen, dem Antriebselement und der Entkopplungseinrichtung vorbeigeführt werden kann. Zudem wird hierdurch unterhalb der Überhubeinrichtung Raum für eine Abwurffeder zum Rückstellen der Abwurfvorrichtung in eine Ausgangsposition geschaffen, in der eine Pipettenspitze auf den Ansatz aufsteckbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der obere Anschlagkörper im Gehäuseoberteil verlagerbar und weist das Gehäuseoberteil eine mit dem oberen Anschlagkörper gekoppelte Einstelleinrichtung zum Einstellen der Position des oberen Anschlagkörpers und Festlegen des Dosierhubes auf. Mittels der Einstelleinrichtung ist die zu dosierende Flüssigkeitsmenge einstellbar. Der obere Anschlagkörper ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine Gewindespindel, die einen oberen Durchtrittskanal aufweist, durch den eine Hubstange der Antriebseinrichtung hindurchgeführt ist. Die Gewindespindel ist mittels der Einstelleinrichtung in einer im Gehäuseoberteil angeordneten und fest mit diesem verbundenen Spindelmutter verdrehbar und hierdurch axial verlagerbar. Die untere Stirnfläche der Gewindespindel dient als Anschlag für das Anschlagelement. Die Position der unteren Stirnfläche ist für den Dosierhub bestimmend.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist das Anschlagelement ein Bund am Umfang der Hubstange und ist die Hubstange durch einen oberen Durchtrittskanal des oberen Anschlagkörpers und durch einen unteren Durchtrittskanal des unteren Anschlagkörpers hindurcherstreckt und ist der Bund zwischen dem oberen Anschlagkörper und dem unteren Anschlagkörper angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Entkopplungseinrichtung zwei Entkopplungselemente auf, von denen das eine Entkopplungselement mit der Antriebseinrichtung und das andere Entkopplungselement mit dem Antriebselement verbunden ist, wobei die Entkopplungselemente lösbar in einer bestimmten Verbindungsposition zusammengehalten sind und nach dem Überwinden einer bestimmten Haltekraft voneinander entfernbar und in die Halteposition zurück verlagerbar sind. Die Entkopplungseinrichtung ist einfach zwischen Antriebseinrichtung und Antriebselement integrierbar. Die Entkopplungseinrichtung entkoppelt erst, wenn die durch Betätigung des Betätigungselements auf die Entkopplungseinrichtung einwirkende Kraft die Haltekraft übersteigt. Der Anwender spürt somit am Ende der Abgabe von Flüssigkeit aus einer Pipettenspitze einen Widerstand. Dies erleichtert dem Anwender, die Pipette zunächst auf ein Gefäß zu richten, um eine Dosierung durchzuführen, und die Pipette danach auf einen Abfallbehälter für Pipettenspitzen zu richten, um mit erhöhter Betätigungskraft die Pipettenspitze abzuwerfen. Die Haltekraft beträgt vorzugsweise maximal 25N, weiterhin vorzugsweise maximal 22N. Vorzugsweise beträgt die Haltekraft minimal 10N, weiterhin vorzugsweise minimal 16N. Vorzugsweise beträgt sie 19N.
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Gemäß einer Ausgestaltung umfassen die Entkopplungselemente zwei Magnete oder einen Magnet und ein ferromagnetisches Gegenstück und/oder eine Klinkeneinrichtung und/oder eine Federeinrichtung, welche die Entkopplungselemente lösbar in der Verbindungsposition halten. Bevorzugt weisen die Entkopplungselemente eine Magnetanordnung mit zwei Magneten oder einem Magnet und einem ferromagnetischen Gegenstück auf. Der Magnet ist bevorzugt ein Permanentmagnet.
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Die Entkopplungseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, wie in der
DE 197 08 151 A1 beschrieben. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die DE 197 08 151 A1, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Antriebselement eine Hülse, deren unteres Ende auf dem Kontaktelement aufsitzt, umfasst die Entkopplungseinrichtung ein oberes Entkopplungselement mit einem oberen Durchgangsloch, das in der Hülse angeordnet und mit dieser fest verbunden ist, und ein unteres Entkopplungselement, das verlagerbar in der Hülse angeordnet und am unteren Ende einer Hubstange fixiert ist, die von oben in die Hülse hinein und durch das obere Durchgangsloch hindurch erstreckt ist, und ist die Hülse durch ein weiteres Durchgangsloch des Endanschlages hindurcherstreckt und weist einen radial nach außen vorstehenden weiteren Bund auf, der die Bewegung des Antriebselements nach unten durch Aufsitzen auf der Oberseite des Endanschlages begrenzt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Entkopplungseinrichtung platzsparend in das Antriebselement integriert. Die Entkopplungseinrichtung ist mit dem Antriebselement an der Hubstange der Antriebseinrichtung montierbar. Das Endanschlagelement wird einfach durch einen weiteren Bund der Hülse verwirklicht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist unter dem unteren Entkopplungselement eine Entkopplungsfeder in der Hülse angeordnet, über die das Entkopplungselement in der Hülse abgestützt ist. Die Entkopplungsfeder drückt nach Entlastung des Betätigungselement das untere Entkopplungselement zum oberen Entkopplungselement zurück, um das Entkopplungselement in die Verbindungsposition zurückzubringen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Hülse einen unteren Hülsenabschnitt und einen oberen Hülsenabschnitt auf, wobei der untere Hülsenabschnitt einen geringeren Durchmesser als der obere Hülsenabschnitt aufweist, durch die obere Gehäuseöffnung des Gehäuseunterteils hineinerstreckt ist und mit dem unteren Ende auf dem Kontaktelement aufsitzt und im oberen Hülsenabschnitt die Entkopplungselemente angeordnet sind. Hierdurch wird hinreichender Bauraum für die Unterbringung der Entkopplungselemente zur Verfügung gestellt und ein Einführen der Hülse in eine obere Gehäuseöffnung mit geringem Durchmesser einer Verdrängungseinrichtung ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Überhubfeder an einem kreisringförmigen Überhubfederlager im Gehäuseoberteil abgestützt, die Hülse durch das Durchgangsloch des Überhubfederlagers hindurchgeführt und ist das Überhubfederlager der Endanschlag für den Bund der Hülse. Hiermit wird die Funktion des Überhubfederlagers und des Endanschlages zusammengelegt und der bauliche Aufwand vermindert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Abwurfverlängerung durch eine unterhalb des Überhubfederlagers im Gehäuseoberteil angeordnete Abwurffeder im Gehäuseoberteil abgestützt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Abwurffeder oben an einem unterhalb des Überhubfederlagers angeordneten oberen Abwurffederlager an der Abwurfverlängerung und unten an einem gehäusefesten unteren Abwurffederlager abgestützt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Abwurfschieber eine Abwurfhülse, die an ihrem Innenumfang am Gehäuseunterteil geführt ist. Die Abwurfhülse hat die Form einer Hülse. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abwurfverlängerung mehrere parallele Stangen auf, die in einem Abstand von dem Abwurfschieber durch ein kreisringförmiges oberes Abwurffederlager miteinander verbunden sind. Die Ausführung des Abwurfschiebers als Hülse ermöglicht eine einfache Montage an der Verdrängungseinheit. Gegebenenfalls ist der Abwurfschieber zur Reinigung, Wartung oder Reparatur leicht demontierbar und montierbar. Die Ausführung der Abwurfverlängerung mit mehreren parallelen Stangen begünstigt eine platzsparende Führung im Gehäuseoberteil. Durch das kreisringförmige Abwurffederlager werden die Stangen im Oberbereich stabilisiert und an einem unbeabsichtigten Herausziehen aus dem Gehäuseoberteil gehindert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind der Abwurfschieber und die Abwurfverlängerung durch mindestens eine Schnappverbindung miteinander verbunden. Eine Schnappverbindung erleichtert das Montieren und gegebenenfalls Demontieren von Abwurfschieber und Abwurfverlängerung.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Abwurfverlängerung durch eine erste Schnappverbindung mit einem Abwurfring und ist der Abwurfring durch eine zweite Schnappverbindung mit dem Abwurfschieber verbunden. Dies begünstigt die verliersichere Montage der Abwurfverlängerung von oben und des Abwurfringes von unten am Gehäuseoberteil, die davon getrennte Montage des Abwurfschiebers am Gehäuseunterteil und die Verbindung von Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil und gleichzeitige Verbindung des Abwurfringes mit dem Abwurfschieber.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist/sind die Überhubfeder und/oder die Entkopplungsfeder und/oder die Kolbenfeder und/oder die Abwurffeder eine Schraubenfeder und/oder eine Kegelfeder. Schraubenfedern bzw. Kegelfedern lassen sind vorteilhaft in dem stangenförmigen Gehäuse unterbringbar und können mit geeigneter Federhärte bereitgestellt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Pipette in einem Längsschnitt;
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2 dieselbe Pipette in einem vergrößerten Längsschnitt durch einen oberen Teil;
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3 ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie III-III von 2;
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4 vergrößertes Detail IV von 2;
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5 dieselbe Pipette in einem vergrößerten Längsschnitt durch einen unteren Teil;
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6. dieselbe Pipette ohne Hubkörper in einem vergrößertem Längschnitt durch einen unteren Teil;
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7a bis d dieselbe Pipette vor dem Betätigen des Betätigungselement (7a), nach dem vollständigen Ausführen des Dosierhubes und vor Ausführung des Überhubes (7b). nach dem Ausführen des Überhubes vor dem Abwerfen der Pipettenspitze (7c) und nach dem Abwerfen einer Pipettenspitze (7d) jeweils in einem teilweisen Längsschnitt;
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8 Kraft-Wegdiagramm bei Dosierhub, Überhub und Abwurfhub, einer erfindungsgemäßen Pipette (in strichlierten Linien) und einer herkömmlichen Pipette (in ausgezogenen Linien).
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In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Angaben „oben“ und „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ und „horizontal“ und „vertikal“ auf eine Ausrichtung der Pipette, bei der das Gehäuse mit dem Ansatz vertikal nach unten ausgerichtet ist. In dieser Ausrichtung kann eine auf dem Ansatz angebrachte Pipettenspitze auf ein darunter befindliches Gefäß gerichtet werden, um Flüssigkeit aufzusaugen bzw. abzugeben.
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Gemäß 1 und 2 hat die Pipette 1 ein stangenförmiges, als Griff ausgeformtes Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3. Das Gehäuseoberteil 2 mit sämtlichen enthaltenen Teilen bildet eine Antriebseinheit und das Gehäuseunterteil 3 mit sämtlichen enthaltenen Teilen eine Verdrängungseinheit. Aus dem Gehäuseoberteil 2 steht oben ein Betätigungselement 4 in Form eines zylindrischen Druckknopfes hervor. Das Betätigungselement 4 ist im Gehäuseoberteil 2 axial verschieblich und drehbar gelagert.
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Das Betätigungselement 4 ist mit einem Gewinde in einer Abdeckung 5 auf einer zylindrischen Hubstange 6 festgeschraubt. Die Hubstange 6 ist im Gehäuseoberteil 2 durch einen oberen Durchtrittskanal 7 eines oberen Anschlagkörpers 8 hindurchgeführt. Der obere Anschlagkörper 8 ist in ein Innengewinde einer im Gehäuseoberteil 2 in einer definierten Position gehaltenen Spindelmutter 9 eingeschraubt.
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Die Spindelmutter 9 ist fest mit einem Hubkörper 10 verbunden, der im Gehäuseoberteil 2 befestigt ist. Der Hubkörper 10 ist im Wesentlichen zylindrisch und ist ein Träger für die Spindelmutter 9, den darin eingeschraubten oberen Anschlagkörper 8 und die darin geführte Hubstange 6. Bei der Montage der Pipette werden diese und weitere Bauteile am Hubkörper 10 vormontiert und der mit den Bauteilen bestückte Hubkörper 10 wird im Gehäuseoberteil 2 montiert, so dass er fest im Gehäuseoberteil 2 gehalten ist. Hierfür ist der Hubkörper 10 mit dem Gehäuseoberteil 2 verrastet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die am Hubkörper 10 vormontierten Bauteile direkt im Gehäuseoberteil 2 zu montieren. Hierfür kann das Gehäuseoberteil 2 innen entsprechend dem Hubkörper 10 ausgestattet werden.
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Der Anschlagkörper 8 weist oben einen drehfest mit ihm verbundenen Spindelmitnehmer 11 auf. Der Spindelmitnehmer 11 hat am Umfang einen Sechskant 12 mit zentralem Loch 13. Der Sechskant 12 greift in einen Innsensechskant 14 des Betätigungselements 4 ein.
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Das Betätigungselement 4 ist unten mit zwei diametral einander gegenüberliegenden, Radialvorsprüngen 15, 16 versehen, die nach außen vorstehen. Vorzugsweise sind vier Radialvorsprünge 15, 16 vorhanden. Die Radialvorsprünge 15, 16 greifen in axial verlaufende Nuten 17, 18 an der Innenseite eines hohlzylindrischen Übertragungsteils 19 ein, das drehbar im Gehäuseoberteil 2 gelagert ist. Das Übertragungsteil 19 hat oben am Außenumfang einen Zahnkranz 20, der mit einem Zahnrad eines Zählwerksgetriebes 21 kämmt, das mehrere nebeneinander auf einer horizontalen Achse angeordnete Zählwerksräder 22 eines Zählwerks 23 antreibt. Das Zählwerk 23 ist am Gehäuseoberteil befestigt. Die Zählwerksräder 22 haben jeweils Ziffern von 0 bis 9. Das – bezogen auf 1 – hinterste Zählwerksrad 22 wird vom Zählwerksgetriebe 21 angetrieben. Die daneben angeordneten Zählwerksräder 22 werden jeweils um eine Ziffer weitergedreht, wenn das dahinter angeordnete Zählwerksrad von 9 auf 0 übergeht.
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Oberhalb des Zählwerks 23 hat das Gehäuseoberteil 2 eine Gehäuseabdeckung 24 mit einem Fenster, durch das hindurch die Ziffern der Zählwerksräder 22 ablesbar sind.
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Unterhalb des oberen Anschlagkörpers 8 ist auf der Hubstange 6 ein Anschlagelement 25 in Form eines wulstartigen Bundes angeordnet. Die Verlagerung der Hubstange 6 nach oben ist durch Anlage des Anschlagelements 25 an der unteren Stirnseite 26 des oberen Anschlagkörpers 8 begrenzt.
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Unterhalb der Spindelmutter 9 ist im Hubkörper 10 ein im Wesentlichen scheibenförmiger unterer Anschlagkörper 27 angeordnet. Der untere Anschlagkörper 27 hat eine napfförmige Vertiefung, in der zentral ein unterer Durchtrittskanal 28 angeordnet ist. Ferner weist der untere Anschlagkörper 27 drei radial nach außen vorstehende Vorsprünge 29 auf, die gleichmäßig um seinen Umfang verteilt sind.
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Der untere Anschlagkörper 27 ist an den Vorsprüngen 29 in axial verlaufenden Führungsschlitzen 30 des Hubkörpers 10 geführt. Dies ist auch in 3 gezeigt. Nach oben ist er bis zur Anlage der Vorsprünge 29 am oberen Ende der Führungsschlitze 30 verlagerbar.
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Unterhalb des unteren Anschlagkörpers 27 ist im Hubkörper 10 eine als Schraubenfeder ausgebildete Überhubfeder 31 angeordnet. Oben liegt die Überhubfeder an der Unterseite des unteren Anschlagkörpers 27 an. Unten stützt sich die Überhubfeder 31 an einem im angeordneten und damit fest verbundenen Endanschlag 32 ab.
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Der Endanschlag 32 ist durch einen Ring mit L-Querschnitt gebildet, wobei der horizontale Schenkel des L-Profils ein zentrales Durchführloch 33 des Endanschlags 32 umrandet. Die Überhubfeder 31 stützt sich auf dem horizontalen Schenkel des L-Profils ab und ist seitlich von dem vertikalen Schenkel eingefasst. Die Überhubfeder 31 drückt den unteren Anschlagkörper 27 mit den Vorsprüngen 29 unter Vorspannung gegen die oberen Enden der Führungsschlitzen 30.
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Unterhalb des unteren Anschlagkörpers 27 ist im Hubkörper 10 ein Antriebselement 34 in Form einer koaxial zur Hubstange 6 ausgerichteten Hülse vorhanden. Das Antriebselement 34 hat einen oberen Hülsenabschnitt 35 und einen unteren Hülsenabschnitt 36, wobei der obere Hülsenabschnitt 35 größere Innen- und Außendurchmesser als der untere Hülsenabschnitt 36 aufweist. Der untere Hülsenabschnitt 36 hat unten eine kegelstumpfförmige Spitze 37.
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Am oberen Rand des oberen Hülsenabschnittes 35 ist ein Endanschlagelement 38 in Form eines radial nach außen vorstehenden, weiteren umlaufenden Bunds vorhanden. Der Außendurchmesser des oberen Hülsenabschnittes 35 ist kleiner als der Innendurchmesser des Durchführloches 33 des Endanschlags 32, sodass der untere und der obere Hülsenabschnitt 35, 36 in das Durchführloch 33 einführbar sind. Der Außendurchmesser des Endanschlagelements 38 übersteigt den Innendurchmesser des Durchführloches 33, sodass das Antriebselement 34 nicht vollständig das Durchführloch 33 passieren kann. Der Endanschlag 32 bildet ein Überhubfederlager und das Endanschlagelement 38 wird durch einen weiteren Bund gebildet, welcher die Verlagerung des Antriebselements 34 nach unten begrenzt.
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Im oberen Hülsenabschnitt 35 ist oben ein oberes Entkopplungselement 39 aus einem ferromagnetischen Material angeordnet. Darunter ist im oberen Hülsenabschnitt 35 ein unteres Entkopplungselement 40 angeordnet. Darunter befindet sich ein Topf 41, der das Entkopplungselement 40 aufnimmt. Das obere Entkopplungselement 39 hat einen Presssitz im oberen Hülsenabschnitt 35. Die Hubstange 6 erstreckt sich verschieblich durch das zentrale Loch des oberen Entkopplungselements 39 hindurch. Unterhalb des oberen Entkopplungselements 39 weist die Hubstange 6 einen nadelförmigen Abschnitt 42 mit verringertem Durchmesser auf. Auf dem nadelförmigen Abschnitt 42 sitzen das untere Entkopplungslement 40 und der Topf 41. Vorzugsweise sind das untere Entkopplungselement 40 und Topf 41 auf dem nadelförmigen Abschnitt 42 fixiert, z.B. indem sie dort einen Presssitz haben. Zudem stützt sich das untere Entkopplungselement 40 oben an einem Absatz der Hubstange 6 ab, von dem der nadelförmige Abschnitt 42 ausgeht.
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Unterhalb des Topfs 41 ist auf dem nadelförmigen Abschnitt 42 eine als Schraubenfeder ausgebildete Entkopplungsfeder 43 geführt, die sich unten am Boden des unteren Hülsenabschnittes 36 abstützt. Entkopplungselemente 39, 40 und Entkopplungsfeder 43 sind Bauteile einer Entkopplungseinrichtung 44.
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Gemäß 1, 2, 5 und 6 ist das Gehäuseoberteil 2 unten neben einer unteren Gehäuseöffnung 45 am Innenumfang mit nicht näher erläuterten Mitteln zum lösbaren Verbinden 46 mit weiteren Mitteln zum lösbaren Verbinden des Gehäuseunterteils 3 versehen.
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Das Gehäuseunterteil 3 hat oben einen hohlzylindrischen Abschnitt 47, an den sich unten ein kurzer oberer Hohlkegelabschnitt 48 mit großem Kegelwinkel anschließt, an den sich wiederum unten ein langer unterer Hohlkegelabschnitt 49 mit kleinem Kegelwinkel anschließt, der mit seinem unteren Ende einen konischen Ansatz 50 zum Aufklemmen einer Pipettenspitze 51 bildet. Eine aufgeklemmte Pipettenspitze 51 ist ebenfalls im Wesentlichen konisch mit einer oberen Öffnung 52 zum Aufstecken auf den Ansatz 50 und einer unteren Öffnung 53 für den Durchgang von Flüssigkeit. Die obere Öffnung 52 ist wesentlich größer als die untere Öffnung 53 und von der oberen zur unteren Öffnung verjüngt sich die Pipettenspitze 51.
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Der hohlzylindrische Abschnitt
47 des Gehäuseunterteils
3 ist oben am Außenumfang mit nicht näher erläuterten weiteren Mitteln zum lösbaren Verbinden
54 versehen, die auf die Mittel zum lösbaren Verbinden
46 des Gehäuseoberteils
2 abgestimmt sind, um das Gehäuseunterteil
3 mit dem Gehäuseoberteil
2 lösbar zu verbinden. Geeignete Mittel zum lösbaren Verbinden
46,
54 von Gehäuseoberteil
2 und Gehäuseunterteil
3 sind in der
DE 10 2004 003 434 B4 beschrieben. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die
DE 10 2004 003 434 B4 und
US2005/155438 A1 , deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Der untere Hohlkegelabschnitt 49 hat oben einen im Gehäuseunterteil 3 über den oberen Hohlkegelabschnitt 48 hinausstehenden Fortsatz 55.
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Der untere Hohlkegelabschnitt 49 hat einen Verbindungskanal 56, der die obere Stirnfläche des Fortsatzes 55 mit der unteren Stirnfläche des Ansatzes 50 verbindet.
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Im Gehäuseunterteil 3 ist eine Anordnung aus einer Verdrängungskammer 57 mit einem darin verlagerbaren Kolben 58 angeordnet. Die Verdrängungskammer 57 ist mit einem unteren Bereich in den Verbindungskanal 56 eingesetzt und darin durch Einpressen oder Einkleben fixiert. Unten ist die Verdrängungskammer 57 gegenüber dem Verbindungskanal 56 mittels eines O-Ringes 59 abgedichtet.
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Der Kolben 58 hat am Umfang eine Kolbendichtung 60, die innen an der Verdrängungskammer 57 abdichtet. Unterhalb der Kolbendichtung 60 hat der Kolben 58 einen nadelförmigen Fortsatz 61, der in eine Durchgangsöffnung 62 im Boden der Verdrängungskammer 57 und in den Verbindungskanal 56 einführbar ist, um das Totvolumen zu verringern. Verdrängungskammer 57 und Kolben 58 sind vertikal ausgerichtet. Oben trägt der Kolben 58 ein horizontal ausgerichtetes Kontaktelement 63, das am Zentrum eine vertikal ausgerichtete, konische Vertiefung 64 zur Aufnahme der Spitze 37 des Antriebselements 34 aufweist.
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Das Gehäuseunterteil 3 weist oben eine zylindrische Verschlusskappe 65 mit zylindrischem oder konischem Mantel auf. Der Boden der Verschlusskappe 65 ist oberhalb des Kontaktelements 63 angeordnet und weist eine zentrale obere Gehäuseöffnung 67 auf, durch die das Kontaktelement 63 von oben zugänglich ist. Am Rand Ihres Mantels hat die Verschlusskappe 65 nach außen vorstehende Vorsprünge 68, die in entsprechenden Vertiefungen 69 des hohlzylindrischen Abschnittes 47 des Gehäuseunterteils 3 eingeschnappt sind.
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Der Boden der Verschlusskappe 65 begrenzt die Verlagerung des Kolbens 58 nach oben. Eine als Spiralfeder ausgebildete Kolbenfeder 70, die unten am Fortsatz 55 und oben an der Unterseite des Kontaktelements 63 abgestützt ist, spannt den Kolben 58 gegen die Unterseite der Verschlusskappe 65 vor.
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Ferner weist die Pipette 1 eine Abwurfeinrichtung 71 auf. Die Abwurfeinrichtung 71 umfasst einen Abwurfschieber 72, der am Gehäuseunterteil 3 angeordnet ist. Der Abwurfschieber 72 weist eine an die Konturen des hohlzylindrischen Abschnittes 47, des oberen Hohlkegelabschnittes 48 und des unteren Hohlkegelabschnittes 48 angepasste Kontur auf. Unten hat er ein kreisringförmiges Abwurfende 73. Das Abwurfende 73 ist in der Position des Abwurfschiebers 72 von 1 so weit wie möglich nach oben auf das Gehäuseunterteil 3 aufgeschoben, sodass der konische Ansatz 50 zum Aufstecken einer Pipettenspitze 51 frei ist.
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Oben ist der Abwurfschieber 72 mit einer Abwurfverlängerung 74 verbunden. Diese umfasst drei vertikale Abwurfstangen 75, die mit dem oberen Rand des Abwurfschiebers 72 verbunden sind. Die Abwurfstangen 75 sind gleichmäßig über den oberen Rand des Abwurfschiebers 72 verteilt. Die Abwurfstangen 75 sind unten über eine erste Schnappverbindung mit einem Abwurfring 76 verbunden, der über eine zweite Schnappverbindung mit dem oberen Rand des Abwurfschiebers 72 verbunden ist. In einem Abstand von dem Abwurfring 76 sind die Abwurfstangen 75 oben an ihrem Innenumfang durch ein ringförmiges oberes Abwurffederlager 77 miteinander verbunden. Das obere Abwurffederlager 77 weist einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei der horizontale Schenkel des Querschnittes das Durchführloch 33 unterhalb des Endanschlags 32 angrenzt. Der vertikale, umlaufende Schenkel des oberen Abwurffederlagers 77 ist nach unten gerichtet.
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Die Abwurfstangen 75 haben oben Betätigungsenden 78.
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Die Abwurfverlängerung 74 bzw. die Abwurfstangen 75 sind durch die untere Gehäuseöffnung 45 in das Gehäuseoberteil 2 hineinerstreckt. Die Verlagerung der Abwurfverlängerung 74 nach oben wird durch Anlage des oberen Abwurffederlagers 77 an der Unterseite des Endanschlags 32 begrenzt.
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Unterhalb des oberen Abwurffederlagers 77 stehen von der Innenseite des Gehäuseoberteils 2 drei Stege 79 vor, die gleichmäßig über den Innenumfang verteilt angeordnet sind und Aussparungen der Hubkörper 10 durchgreifen. Dies ist insbesondere in 4 gezeigt. Die Stege 79 bilden ein unteres Abwurffederlager 80. Eine als Schraubenfeder ausgebildete Abwurffeder 81 ist unter Vorspannung zwischen dem oberen Abwurffederlager 77 und dem unteren Abwurffederlager 80 angeordnet und drückt die Abwurfeinrichtung 71 nach oben, sodass das obere Abwurffederlager 77 am Endanschlag 32 anliegt.
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Das Gehäuseunterteil 3 ist mit einem oberen Bereich des hohlzylindrischen Abschnittes 47 in die untere Gehäuseöffnung 45 des Gehäuseoberteils 2 hineingeführt. Die Mittel zum lösbaren Verbinden 46, 54 von Gehäuseunterteil 3 und Gehäuseoberteil 2 sind lösbar miteinander verbunden. Das Antriebselement 34 greift mit der Spritze 37 in die obere Gehäuseöffnung 67 ein und liegt in der Vertiefung 64 an dem Kontaktelement 63 an. Das Kontaktelement 63 drückt das Antriebselement 34 nach oben und über die Entkopplungseinrichtung 44 wird die Hubstange 6 mit dem Anschlagelement 25 gegen den Anschlagkörper 8 gedrückt.
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Die Pipette 1 ist folgendermaßen benutzbar:
Sie wird am Gehäuseoberteil 2 gegriffen. Ein Dosierhub wird eingestellt, indem das Betätigungselement 4 gedreht wird, bis die Zählwerksräder 22 das gewünschte Dosiervolumen anzeigen. Beim Drehen des Betätigungselements 4 wird über den Spindelmitnehmer 11 der obere Anschlagkörper 8 gedreht und aufgrund seiner Gewindeverbindung mit der im Gehäuseoberteil 2 feststehenden Spindelmutter 9 axial verlagert. Dabei gleitet der Spindelmitnehmer 11 in den Innensechskant des Betätigungselements 4. Gleichzeitig wird über die weiteren Radialvorsprünge 15, 16 das Übertragungsteil 19 gedreht und das Zählwerk 23 verstellt. Infolgedessen ist die eingestellte axiale Position des oberen Anschlagkörpers 8 im Gehäuseoberteil 2 und damit das Dosiervolumen am Zählwerk 23 ablesbar.
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Ferner wird eine Pipettenspitze 51 auf den Ansatz 50 geklemmt, vorzugsweise indem dieser in eine Pipettenspitze 51 eingedrückt wird, die in einem Halter bereitgehalten wird.
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Vor dem Ansaugen von Flüssigkeit wird Luft aus der Verdrängungskammer 57 ausgestoßen, indem der Kolben 58 mittels des Betätigungselements 4 nach unten gedrückt wird, bis das Endanschlagelement 38 auf den unteren Anschlagkörper 27 trifft. Hierbei bewegt die Hubstange 6 über die Entkopplungseinrichtung 44 das Antriebselement 34 nach unten und der Kolben 58 wird tiefer in die Verdrängungskammer 57 hineingedrückt. Aufgrund der Kraft zwischen unterem Entkopplungselement 40 und oberem Entkopplungselement 39 entkoppelt dabei die Entkopplungseinrichtung 44 nicht.
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Danach wird mittels der Pipette 1 das untere Ende der Pipettenspitze 51 in die Flüssigkeit eingetaucht und die gewünschte Menge durch Loslassen des Betätigungselements 4 in die Pipettenspitze 51 eingesogen. Hierbei drückt die Kolbenfeder 70 den Kolben 58 und damit das Antriebselement 34 sowie die Hubstange 6 in die Ausgangslage zurück, in der das Anschlagelement 25 an dem oberen Anschlagkörper 8 anliegt.
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In dieser Situation ist die Pipette 1 in 1, 2, 5, 6 und 7a gezeigt. Danach kann mittels der Pipette 1 die Pipettenspitze 51 mit dem unteren Ende auf ein anderes Gefäß ausgerichtet werden. Durch Drücken des Betätigungselements 4 nach unten wird die Hubstange 6 nach unten bewegt und über die Entkopplungseinrichtung 44 das Antriebselement 34 nach unten verlagert, sodass der Kolben 58 erneut in der Verdrängungskammer 57 nach unten bewegt wird. Hierbei wird die eingestellte Dosiermenge im Wesentlichen abgegeben. Diese Situation ist in 7b gezeigt.
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In der Pipettenspitze 51 verbliebene Reste können ausgeblasen werden, indem das Betätigungselement 4 unter erhöhtem Kraftaufwand weiter nach unten gedrückt wird. Hierbei wird der untere Anschlagkörper 27 entgegen der Wirkung der Überhubfeder 31 in den Führungsschlitzen 30 nach unten verlagert und über die Entkopplungseinrichtung 44 das Antriebselement 34 weiter nach unten verlagert, das den Kolben 58 noch tiefer in den Zylinder 57 hineinschiebt. Beim Überhub wird ein weiterer Überdruck erzeugt, der an der Innenwand der Pipettenspitze 51 haftende Restflüssigkeit herausdrückt.
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Der Überhub ist beendet, wenn das Antriebselement 34 mit dem Endanschlagelement 38 auf den Endanschlag 32 trifft, der durch das Überhubfederlager gebildet wird. Gleichzeitig erreichen die Vorsprünge 29 das Betätigungsende 78 der Abwurfverlängerung 74 bzw. befinden sich in einem sehr geringen Abstand darüber. Diese Situation ist in 7c gezeigt.
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Danach kann die Pipettenspitze 51 abgeworfen werden. Hierfür wird das Betätigungselement 4 mit erhöhter Kraftaufwendung weiter nach unten gedrückt. Der Endanschlag 32 verhindert, dass sich das Antriebselement 34 weiter nach unten bewegt. Durch die erhöhte Kraft löst sich das untere Anschlagelement 40 vom oberen Entkopplungselement 39 und die Hubstange 6 bewegt sich weiter nach unten und nimmt den unteren Anschlagkörper 27 mit. Der untere Anschlagkörper 27 drückt mit den Vorsprüngen 29 die Abwurfverlängerung 74 an den Betätigungsenden 78 nach unten. Die Abwurfverlängerung 74 nimmt den Abwurfschieber 72 mit nach unten, der mit dem Abwurfende 73 die Pipettenspitze 51 vom Ansatz 50 abdrückt.
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Während des Abwurfhubes wird der Kolben 58 nicht weiter in der Verdrängungskammer 57 nach unten bewegt. Infolgedessen wird unten in der Verdrängungskammer 57 kein Totvolumen benötigt und trifft der Kolben 58 nicht auf den Boden der Verdrängungskammer 57 auf. Ist das untere Entkopplungselement 40 vom oberen Entkopplungselement 39 gelöst, ist der Kraftaufwand für die weitere Verlagerung des Betätigungselements 4 nach unten wieder verringert. Der Abwurfhub ist beendet, wenn die Abwurfverlängerung 74 auf einen nicht dargestellten Abwurfanschlag im Gehäuse trifft. Diese Situation ist in 7d gezeigt.
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Nach Loslassen des Betätigungselements 4 kehrt die Pipette 1 selbsttätig in die Ausgangssituation von 1, 2, 5, 6 und 7a zurück. Hierbei drückt die Abwurffeder 81 die Abwurfverlängerung 74 und damit den Abwurfschieber 72 nach oben. Ferner drückt die Entkopplungsfeder 43 die Hubstange 6 mit dem unteren Entkopplungselement 40 nach oben, bis das untere Entkopplungselement 40 von den Magnetkräften am oberen Entkopplungselement 39 festgehalten wird. Ferner drückt die Überhubfeder 31 den unteren Anschlagkörper 27 nach oben, bis die Vorsprünge 29 an den oberen Enden der Führungsschlitze 30 angekommen sind. Ferner drückt die Kolbenfeder den Kolben 58, das Antriebselement 34 und über die Entkopplungseinrichtung 44 die Hubstange 6 nach oben, bis das Anschlagelement am oberen Anschlagkörper 8 anliegt.
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Das Gehäuseoberteil 2 kann einfach mit einem anderen Gehäuseunterteil 3 verbunden werden, bei dem die Verdrängungskammer 57 und der Kolben 58 einen anderen Querschnitt haben. Entsprechend kann dasselbe Gehäuseoberteil 2 für die Herstellung von Pipetten 1 mit verschiedenen Dosiervolumina verwendet werden. Ferner ist es möglich, im Falle eines Defektes das Gehäuseunterteil 3 oder Gehäuseoberteil 2 leicht auszutauschen oder im Bedarfsfalle das Gehäuseoberteil 2 mit einem anderen Gehäuseunterteil 3 zu bestücken. Zudem kann auch zu Wartungs-, Reparatur- und Reinigungszwecken das Gehäuseunterteil 3 leicht vom Gehäuseoberteil 2 abgenommen werden.
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Gemäß 8 steigt bei der erfindungsgemäßen Pipette 1 bei Ausführung des Dosierhubes die aufzubringende Betätigungskraft nur geringfügig an. Der Dosierhub ist nach etwa 14mm Betätigungsweg beendet.
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Für einen anschließenden Überhub muss zunächst die auf das Betätigungselement 4 auszuübende Kraft stark erhöht werden, von etwa 3 Newton auf etwa 10,5 Newton. Danach ist für den Überhub eine ansteigende Betätigungskraft aufzubringen, die etwas stärker ansteigt, als die Betätigungskraft für die Durchführung eines Dosierhubes. Der Überhub ist nach etwa 17mm Betätigungsweg beendet.
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Für einen anschließenden Abwurfhub muss eine einmalige Abrisskraft von etwa 19 Newton aufgebracht werden. Danach steigt die für den Abwurf aufzubringende Kraft etwa in Fortsetzung der Geraden für den Überhub an.
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Bei einer herkömmlichen Pipette gemäß
DE 25 49 477 C3 ist für den Dosierhub eine Kraft auf einem erhöhten Niveau aufzubringen. Beim Übergang vom Dosierhub auf den Überhub tritt eine einmalige Kraftspitze auf. Ebenso ist für den Abriss des Magneten ein Übergang zum Abwurfhub ein sprunghafter Kraftanstieg erforderlich. Beim Abwerfen steigt die aufzubringende Betätigungskraft auf höherem Niveau und steiler als bei der erfindungsgemäßen Pipette an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pipette
- 2
- Gehäuseoberteil
- 3
- Gehäuseunterteil
- 4
- Betätigungselement
- 5
- Abdeckung des Betätigungsorgans
- 6
- zylindrische Hubstange
- 7
- oberer Durchtrittskanal
- 8
- oberer Anschlagkörper
- 9
- Spindelmutter
- 10
- Hubkörper
- 11
- Spindelmitnehmer
- 12
- Sechskant
- 13
- Loch
- 14
- Innensechskant
- 15, 16
- Radialvorsprünge
- 17, 18
- Nuten
- 19
- Übertragungsteil
- 20
- Zahnkranz
- 21
- Zählwerksgetriebe
- 22
- Zählwerksräder
- 23
- Zählwerk
- 24
- Gehäuseabdeckung
- 25
- Anschlagelement
- 26
- untere Stirnseite
- 27
- unterer Anschlagkörper
- 28
- unterer Durchtrittskanal
- 29
- Vorsprünge
- 30
- Führungsschlitze
- 31
- Überhubfeder
- 32
- Endanschlag
- 33
- Durchführloch
- 34
- Antriebselement
- 35
- oberer Hülsenabschnitt
- 36
- unterer Hülsenabschnitt
- 37
- kegelstumpfförmige Spitze
- 38
- Endanschlagelement
- 39
- oberes Entkopplungselement
- 40
- unteres Entkopplungselement
- 41
- Topf
- 42
- nadelförmiger Abschnitt
- 43
- Entkopplungsfeder
- 44
- Entkopplungseinrichtung
- 45
- untere Gehäuseöffnung
- 46
- Mittel zum lösbaren Verbinden
- 47
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 48
- oberer Hohlkegelabschnitt
- 49
- unterer Hohlkegelabschnitt
- 50
- konischer Ansatz
- 51
- Pipettenspitze
- 52
- obere Öffnung
- 53
- untere Öffnung
- 54
- weitere Mittel zum lösbaren Verbinden
- 55
- Fortsatz
- 56
- Verbindungskanal
- 57
- Verdrängungskammer
- 58
- Kolben
- 59
- O-Ring
- 60
- Kolbendichtung
- 61
- nadelförmiger Fortsatz
- 62
- Durchgangsöffnung
- 63
- Kontaktelement
- 64
- konische Vertiefung
- 65
- Verschlusskappe
- 67
- obere Gehäuseöffnung
- 68
- Vorsprünge
- 69
- Vertiefung
- 70
- Kolbenfeder
- 71
- Abwurfeinrichtung
- 72
- Abwurfschieber
- 73
- Abwurfende
- 74
- Abwurfverlängerung
- 75
- Abwurfstange
- 76
- Abwurfring
- 77
- oberes Abwurffederlager
- 78
- Betätigungsende
- 79
- Steg
- 80
- unteres Abwurffederlager
- 81
- Abwurffeder
