Pipettiervorrichtungen werden vor
allem im Labor zur Dosierung von Flüssigkeitsmengen verwendet.
Sie haben eine Bewegungseinrichtung, mittels der ein Kolben in einem
Zylinder bewegbar ist, um eine Luftsäule zu verschieben. Der Zylinder
ist mit einer Öffnung
eines Befestigungsansatzes verbunden, auf den eine Pipettenspitze
lösbar
aufsteckbar ist. Durch Bewegung des Kolbens mittels der Bewegungseinrichtung
ist die Luftsäule
verschiebbar, um eine Flüssigkeitsprobe
in die Pipettenspitze einzusaugen bzw. aus dieser herauszudrücken. Das
Dosiervolumen, d.h. das Volumen der Flüssigkeitsprobe, wird durch
den Hub des Kolbens definiert, der durch einen Anschlag begrenzt
ist.
Einstellbare Pipettiervorrichtungen
haben eine Einstellvorrichtung zum Verlagern des Anschlages. Der
Anschlag ist häufig
innerhalb einer Spindel angeordnet, durch die eine Kolbenstange
des Kolbens geführt
ist. Die Kolbenstange hat einen Gegenanschlag, der mit dem Anschlag
zusammenwirkt. Durch Verstellen der Spindel in einer Spindelmutter ist
die Position des Anschlages und damit der Kolbenhub und die Dosiermenge
einstellbar.
Die
DE 25 49 477 C3 offenbart eine einstellbare
Pipettiervorrichtung der vorerwähnten
Art, bei der die Bewegung des Kolbens durch einen mit der Spindel
verbundenen Anschlag begrenzt ist. Wenn von einer Einstellung an
einem Ende des Einstellbereiches zu einer Einstellung am anderen
Ende übergegangen
werden soll, müssen
zahlreiche Umdrehungen der Spindel bzw. des mit ihrem oberen Ende verbundenen
Einstellknopfes durchgeführt
werden. Das nimmt viel Zeit in Anspruch und ist sehr mühselig.
Aus der
EP 0 286 676 ist eine Pipette mit rasch
veränderbarem
Dosierungsvolumen bekannt. Diese hat ein Gehäuse, in dem beweglich ein Kolben mit
Kolbenstange angeordnet ist. Zur Einstellung der Größe des Kolbenhubes
und damit der Dosiergröße dient
eine Regulierbuchse, die ständig
mit einer Vorrichtung zur visuellen Ablesung des Dosiervolumens gekoppelt
ist. Mittels dieser Vorrichtung erfolgt eine Grobeinstellung. Die
Lage der Regulierbuchse wird durch Drehen einer Stellmutter eingestellt,
die ein mit der Regulierbuchse kämmendes
Innengewinde aufweist und von der Seite des Gehäuses aus drehbar ist. Die Stellmutter
trägt am
Außenumfang
eine Anzeige für
das Ablesen der Feineinstellung. Der Eingriff der Stellmutter in
das Gewinde der Regulierbuchse ist durch seitliches Eindrücken der
Stellmutter entgegen Federkraft aufhebbar. Dann ist die Regulierbuchse
durch Betätigen
eines Druckknopfes der Kolbenstange verschiebbar, wobei eine Kraftübertragung über Federn
zwischen Regulierbuchse und Kolbenstange erfolgt. Nach der Grobverstellung, die
mittels der Vorrichtung zur visuellen Ablesung des Dosiervolumens
ablesbar ist, wird die Stellmutter wieder eingekoppelt, worauf gegebenenfalls
noch eine Feineinstellung erfolgen kann.
Bei dieser Vorrichtung sind die Anzeigeeinrichtungen
sehr aufwendig und ist die genaue Ablesung und Einstellung schwierig.
Davon ausgehend liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine anwendungsfreundlichere einstellbare
Pipettiervorrichtung mit Schnellverstellung zur Verfügung zu
stellen.
Die Aufgabe wird durch eine Pipettiervorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Pipettiervorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung für lösbar befestigbare
Pipettenspitzen hat
- – eine Bewegungseinrichtung,
- – einen
von der Bewegungseinrichtung in einem Zylinder bewegbaren Kolben
zum Verschieben einer Luftsäule,
- – einen
Befestigungsansatz zum Befestigen einer Pipettenspitze mit einer
eine Verbindung mit dem Zylinder aufweisenden Öffnung am freien Ende,
- – zwei
die Bewegung des Kolbens beim Verschieben der Luftsäule begrenzende
Anschläge,
von denen einer verlagerbar ist,
- – eine
Feineinstelleinrichtung zum Verlagern der verlagerbaren Anschläge parallel
zum Kolben zwecks Feineinstellung des Kolbenhubes,
- – eine
Kupplungseinrichtung, die im eingekuppelten Zustand die Feineinstelleinrichtung
in Funktion setzt diese im ausgekuppelten Zustand außer Funktion
setzt,
- – eine
Grobeinstelleinrichtung zum Verlagern des verlagerbaren Anschlages
bei ausgekuppelter Feineinstelleinrichtung zwecks grober Einstellung des
Kolbenhubes und
- – eine
mit dem verlagerbaren Anschlag gekoppelte Meß- und Anzeigeeinrichtung zum
Messen der eingestellten Position des verlagerbaren Anschlages und
Anzeigen des dem eingestellten Kolbenhub entsprechenden Dosiervolumens.
Dadurch, daß die Meß- und Anzeigeeinrichtung mit
dem verlagerbaren Anschlag gekoppelt ist, mißt diese stets genau die Einstellung
des verlagerbaren Anschlages und zeigt diese an. Die genaue Einstellung
des verlagerbaren Anschlages ist also während der Feineinstellung und
der Grobeinstellung stets genau mittels nur einer Anzeigeeinrichtung
ablesbar. Das gewünschte
Dosiervolumen ist somit schnell, einfach und genau einstellbar.
Hierdurch wird die Anwendungsfreundlichkeit der Pipettiervorrichtung
erheblich verbessert.
Bei dem verlagerbaren Anschlag kann
es sich um den Anschlag handeln, der die Bewegung des Kolbens vom
Befestigungsansatz weg (oberer Anschlag) oder zum Befestigungsansatz
hin (unterer Anschlag) begrenzt. Bevorzugt ist der verlagerbare Anschlag
der obere Anschlag. Bevorzugt ist der andere Anschlag fest.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der
verlagerbare Anschlag mittels einer Spindel verstellbar, die zum
Feineinstellen in eine Spindelmutter schraubbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung
im eingekuppelten Zustand den Eingriff der Spindelmutter in die Spindel
bewirkt und im ausgekuppelten Zustand aufhebt oder im eingekuppelten
Zustand eine Abstützung
der Spindelmutter in Axialrichtung des Kolbens bewirkt und im ausgekuppelten
Zustand aufhebt. Hierdurch kann auf einfache Weise eine genaue Feineinstellung
und eine schnelle Grobeinstellung bewirkt werden. Für die Grobein-stellung muß die Spindel
lediglich axial verschoben werden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der
verlagerbare Anschlag innerhalb der Spindel angeordnet, durch die
eine Kolbenstange des Kolbens geführt ist, die einen Gegenanschlag
aufweist, der an einem Ende des Kolbenhubes auf den verlagerbaren
Anschlag trifft. Bei dieser Konstruktion kann die Grobverstellung
der Spindel durch Betätigen
des Kolbens bewirkt werden. Hierfür ist die Kolbenstange gemäß einer
Ausgestaltung über
Federn an der Spindel abgestützt.
Insoweit kann die Konstruktion ausgeführt werden, wie in der
DE 25 49 477 C3 offenbart,
die durch Bezugnahme einbezogen wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die
Spindel seitlich neben einer Kolbenstange des Kolbens angeordnet
und weist einen seitlich vorstehenden, verlagerbaren Anschlag auf,
auf den ein Gegenanschlag der Kolbenstange des Kolbens an einem
Ende des Kolbenhubes trifft. Dies begünstigt eine andere Anordnung
der Bedien- und Anzeigeeinrichtungen, die ergonomisch vorteilhaft
sein kann.
Gemäß einer Ausgestaltung steht
der verlagerbare Anschlag seitlich von einer Zahnstange vor, die
parallel zu einer Kolbenstange des Kolbens angeordnet ist, die mit
einem Zahnrad zum Feineinstellen der Zahnstange kämmt, wobei
die Kupplungseinrichtung in dem eingekuppelten Zustand den Eingriff
des Zahnrades in die Zahnstange bewirkt und im ausgekuppelten Zustand
aufhebt oder im eingekuppelten Zustand eine Abstützung der Lagerung des Zahnrades
in Axialrichtung des Kolbens bewirkt und im ausgekuppelten Zustand
aufhebt. Hierdurch wird eine Alternative zu einer Spindelanordnung
zur Verfügung gestellt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein
Drehknopf für
eine Feineinstellung des Kolbenhubes mit der Spindel oder dem Zahnrad
verbunden. Bei Verbindung mit der Spindel ragt der Drehknopf bevorzugt
oben aus einem Gehäuse
der Pipettiervorrichtung heraus.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die
Kupplungseinrichtung als formschlüssige oder kraftschlüssige oder
elektromagnetische Schaltkupplungseinrichtung ausgebildet. Eine
formschlüssige
Kupplungseinrichtung kann insbesondere als Spindelmutter ausgeführt sein,
die geteilt ist und senkrecht zur Teilungsebene auseinandergezogen
werden kann, um die Spindel freizugeben. Eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung
kann in der Art von Bremsbacken ausgeführt sein, die von der Seite
auf eine Spindel wirken. Eine elektromagnetische Schaltkupplungseinrichtung
kann elektromagnetische Kupplungsteile haben, von denen einer mit
der Spindel verbunden ist und ein anderer daneben angeordnet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die
Kupplungseinrichtung mittels eines verfederten Schaltknopfes betätigbar.
Die Meß- und Anzeigeeinrichtung kann
als mechanische Meß-
und Anzeigeeinrichtung ausgeführt
sein, beispielsweise als ein mit dem Anschlag gekoppeltes Getriebe
und ein damit gekoppeltes Zählwerk.
Sie kann aber auch als elektronische oder optoelektronische Wegmeß- und Anzeigeeinrichtung ausgebildet
sein. So kann es sich dabei beispielsweise um einen mit dem Anschlag
gekoppelten Maßstab handeln,
den eine Optoelektronik abtastet.
Es versteht sich, daß sämtliche
vorerwähnten
Bestandteile einer Pipettiervorrichtung in bzw. an einem Gehäuse angeordnet
sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1a bis d eine Pipettiervorrichtung
mit Spindel und kuppelbarer Spindelmutter bei einer oberen Einstellung
der Spindel (1a), einer
unteren Einstellung der Spindel nach Einrastung und Grobverstellung
(1b) und nach anschließender Feineinstellung
nach Wiederverrastung (1c)
jeweils in einem grobschematischen Röntgen-Perspektivbild und im
Zustand von 1c in einem
vergrößerten Teilschnitt
durch ihren unteren Teil (1d);
2 eine
Pipettiervorrichtung mit Schaltknopf zum Betätigen der Kupplungseinrichtungen
in einer schematischen Seitenansicht.
Gemäß 1 hat eine manuelle Pipette 1 ein
Pipettengehäuse 2,
das zum unteren Ende hin leicht konisch geformt ist und dort einen
Befestigungsansatz 3 aufweist. Auf dem Befestigungsansatz 3 ist
lösbar
eine Pipettenspitze 4 befestigt.
Im Oberbereich des Pipettengehäuses 2 ist eine
Spindel 4 angeordnet, die mit einer Spindelmutter 5 kämmt, die
ebenfalls im Gehäuse 2 angeordnet ist.
Mit dem oberen Ende der Spindel 4 ist
ein Drehknopf 6 verbunden, der oben aus dem Gehäuse 2 heraussteht.
Durch die Spindel 4 verläuft eine
Kolbenstange 7 eines Kolbens 8, der in einem Zylinder 9 angeordnet
ist, der mit einer Öffnung
am unteren Ende des Befestigungsansatzes 3 verbunden ist.
Die Kolbenstange 7 ist oben
mit einem Druckknopf 10 verbunden. Dieser steht unbetätigt aus
dem Drehknopf 6 heraus und wird bei Betätigung tiefer in den Drehknopf 10 hineingedrückt. Grundsätzlich ist
es auch möglich,
Drehknopf 6 und Druckknopf 10 integral auszubilden.
Ein verlagerbarer Anschlag 11 ist
durch die untere Stirnseite der Spindel 4 gebildet. Dieser
wirkt mit einem Gegenanschlag 12 auf der Kolbenstange 7 zusammen.
Hierdurch wird der Hub des Kolbens 8 vom Befestigungsansatz 3 weg
begrenzt. Die untere Begrenzungswand des Zylinders 9 bildet
einen festen unteren Anschlag 13. Hierdurch wird der Kolbenhub
zum Befestigungsansatz 3 hin begrenzt. In der unteren Begrenzungswand
mündet
die Verbindung 14 zur Öffnung
am unteren Ende des Befestigungsansatzes.
Mittels einer Kupplungseinrichtung 15 ist
die Spindelmutter 5 aus ihrem Eingriff mit der Spindel 4 auskuppelbar
bzw. einkuppelbar. Hierzu ist die Kupplungseinrichtung 15 über einen
verfederten Schaltknopf 16 schaltbar, der oben seitlich
aus dem Pipettengehäuse 2 heraussteht.
Gemäß 1a befindet sich die Spindel 4 in einer
oberen Stellung. Die Kupplungseinrichtung 15 ist eingekuppelt
und die Spindelmutter 5 kämmt mit der Spindel 4.
Hierdurch wird ein verhältnismäßig großes Dosiervolumen
ermöglicht,
das in der Zeichnung mit 100 ml bezeichnet ist.
Gemäß 1b wird mittels der Kupplungseinrichtung 15 die
Spindelmutter 5 entkuppelt und durch Betätigen des
Druckknopfes 10 eine Grobverstellung auf ein Dosiervolumen
von 47,33 ml erreicht. Die auf den Druckknopf 10 ausgeübte Kraft
wird von einer nicht gezeigten Rückstellfeder
auf die Spindel 4 übertragen.
Hierbei legt der Kolben 8 die Strecke zurück, die
zwischen den 1a und 1b eingezeichnet und mit Δ Hub 1 bezeichnet
ist.
Gemäß 1c wird danach durch Loslassen der Kupplungseinrichtung 15 die
Spindelmutter 5 wieder in Eingriff mit der Spindel gebracht.
Durch Drehen des Drehknopfes 6 wird danach eine Feineinstellung
auf ein Dosiervolumen von 47,00 ml vorgenommen, die zwischen den 1b und 1c eingezeichnet und mit Δ Hub 2 bezeichnet
ist.
Durch Eindrücken und anschließendes Loslassen
des Druckknopfes 10 wird anschließend ein von den Anschlägen 11, 13 begrenzter
Kolbenhub bewirkt und das entsprechende Luftvolumen angedrückt bzw.
Dosiervolumen in die Pipettenspitze 4 eingesogen.
Die Anzeige ist in der 1 nicht im einzelnen dargestellt. Es handelt
sich dabei vorzugsweise um eine elektrooptische Meß- und Anzeigeeinrichtung,
die an dem Anschlag 5 angreift.
Bei der Ausführung der 2 sind die der Ausführung von 1 entsprechenden
Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Insofern gelten die obigen
Erläuterungen.
Zusätzlich ist unmittelbar neben
dem verfederten Schaltknopf 16 eine Digitalanzeige 17 an
der Seite des Gehäuses 2 angeordnet,
auf der das Dosiervolumen ablesbar ist.
Darüber hinaus ist an derselben
Seite des Gehäuses 2 ein
Abwerferknopf 18 vorhanden. Durch Betätigen des Abwerferknopfes 18 ist
die Pipettenspitze 4 von dem Befestigungsansatz 3 lösbar.