DE19708151A1 - Pipettiervorrichtung - Google Patents
PipettiervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettiervorrichtung
für lösbar verbindbare Pipettenspitzen.
Solche Pipettiervorrichtungen werden vor allem im Labor
zur Dosierung von Flüssigkeitsmengen verwendet. Diese wer
den in Pipettenspitzen eingesaugt und aus diesen ausge
stoßen. Die Pipettenspitzen werden lösbar mit der Pipet
tiervorrichtung verbunden, damit sie zur Vermeidung von
Kontaminationen nach Gebrauch ausgetauscht werden können.
Pipettenspitzen für einmaligen Gebrauch sind kostengünstig
aus Kunststoff verfügbar.
Aus der DE 25 49 477 C3 ist eine Handpipette mit einem Ge
häuse bekannt, an dessen oberem Ende ein gegen Federwir
kung eindrückbares Betätigungselement herausragt, das über
eine Hubstange mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kol
ben verbunden ist. Der Zylinder steht mit der Öffnung ei
nes Verbindungsansatzes für Pipettenspitzen in Verbindung,
so daß mittels des Betätigungselementes Flüssigkeit in
eine Pipettenspitze eingesogen und aus dieser ausgestoßen
werden kann. Dabei führt der Kolben einen einstellbaren
Arbeitshub aus. Zum Ausblasen restlicher Flüssigkeitsmen
gen aus der Pipettenspitze kann der Kolben zudem einen
Überhub ausführen. Hierzu ist zwischen Betätigungselement
und Kolben-Zylinder-Einheit eine trennbare Magnetanordnung
vorhanden, die der Bedienperson 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 Verbindungsansatz schiebt. Der Beginn des Abwurfhubes
wird der Bedienperson durch den Widerstand einer auf die
Abwurfhülse wirkenden Feder angezeigt, die die Abwurfhülse
nach dem Abwerfen in die Ausgangsposition zurückbewegt.
Bei dieser Vorrichtung findet während des Abwurfes der Pi
pettenspitze eine Kolbenbewegung statt, für die ein Frei
raum im Zylinder benötigt wird. Hierdurch wird das Luft
polster zwischen Kolben und Meniskus der Flüssigkeit in
der Pipettenspitze vergrößert. Dieses Luftpolster wird
beim Einsaugen von Flüssigkeit in die Pipettenspitze durch
das Gewicht der darin befindlichen Flüssigkeitssäule etwas
verlängert, wodurch die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt
wird. Der zusätzliche Freiraum für den Kolben wirkt somit
als zusätzliches, das Dosierverhalten negativ beeinflus
sendes Totvolumen. Außerdem sind Baulänge, Gewicht und Ma
terialaufwand der Pipettiervorrichtung vergrößert. Über
dies wirken während des Abwurfhubes ansteigende Federkräf
te, die durch entsprechende Betätigungskräfte überwunden
werden müssen und den Bedienkomfort beeinträchtigen.
Bei einer Weiterentwicklung der Handpipette ist am Betäti
gungsende der Abwurfhülse ein Teller abdichtend im Zylin
der geführt. Der Teller trägt an der vom Kolben abgewand
ten Seite ein Röhrchen, das teleskopierbar und abdichtend
in einem gehäusefesten Verbindungsröhrchen zum Verbin
dungsansatz geführt ist. Durch eine zentrale Bohrung des
Tellers und die teleskopierbaren Röhrchen wird beim Ar
beitshub und beim Ausblashub Luft zwischen der Kolben-Zy
linder-Einheit und einer Pipettenspitze verschoben. Beim
Abwurfhub drückt der Kolben gegen den Teller und ver
schiebt die Abwurfhülse, wobei das tellerfeste Röhrchen in
das Verbindungsröhrchen geschoben wird. Dabei wird nur
noch ein reduziertes Luftvolumen ausgestoßen. Diese Ver
minderung des Totvolumens ist allerdings mit einer Er
höhung des konstruktiven Aufwandes und ebenfalls mit einer
Vergrößerung von Baulänge und Gewicht verbunden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Pipettiervorrichtung mit einer Abwurfeinrichtung für
lösbar befestigbare Pipettenspitzen zu schaffen, die ein
geringeres Totvolumen und eine kürzere Baulänge sowie ein
vermindertes Gewicht bei geringerem konstruktivem Aufwand
ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Pipettiervorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal
tungen der Pipettiervorrichtung sind in den Unteransprü
chen angegeben.
Die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung für lösbar be
festigbare, insbesondere aufsteckbare Pipettenspitzen hat
eine Bewegungseinrichtung, einen von dieser in einen Zy
linder bewegbaren Kolben zum Verschieben von Luft, einen
Befestigungsansatz mit einer Verbindung mit den Zylinder
aufweisenden Öffnung zum Befestigen einer Pipettenspitze,
einen die Bewegung des Kolbens beim Verschieben von Luft
zur Öffnung des Befestigungsansatzes hin begrenzenden An
schlag, eine Abwurfeinrichtung, die einen Abwurfabschnitt
zum Trennen einer Pipettenspitze vom Befestigungsansatz
bei einer Abwurfbewegung der Abwurfeinrichtung und einen
Betätigungsabschnitt zum Bewirken der Abwurfbewegung hat,
eine Entkopplungseinrichtung, die den Kolben beim Errei
chen des Anschlages von der Bewegungseinrichtung entkop
pelt und einen mit der Bewegungseinrichtung gekoppelten
Mitnehmer, der bei entkoppeltem Kolben auf den Betäti
gungsabschnitt einwirkt, wobei ein Bewegen des Mitnehmers
durch die Bewegungseinrichtung die Abwurfbewegung der Ab
wurfeinrichtung erzwingt.
Die Bewegung des Kolbens wird also nach dem Arbeitshub und
gegebenenfalls dem Ausblashub durch einen Anschlag be
grenzt. Dann entkoppelt die Entkopplungseinrichtung den
Kolben von der Bewegungseinrichtung, so daß der Kolben
durch ein weiteres Arbeiten der Bewegungseinrichtung in
demselben Sinn wie zuvor nicht weiterbewegt wird. Dabei
wird jedoch ein mit der Bewegungseinrichtung gekoppelter
Mitnehmer bewegt, der auf den Betätigungsabschnitt der Ab
wurfeinrichtung einwirkt und deren Abwurfbewegung er
zwingt. Wenn die Bewegungseinrichtung im entgegengesetzten
Sinn arbeitet, koppelt die Entkopplungseinrichtung wieder
ein und wird der Kolben von der Anschlagposition abgezo
gen. Die Abwurfbewegung ohne weitere Bewegung des Kolbens
verringert das Totvolumen und begünstigt das Dosierverhal
ten. Ferner werden kürzere Baulängen ermöglicht, wobei Ge
wicht, Material und Kosten eingespart werden können.
Außerdem ist die Pipettiervorrichtung konstruktiv ein
facher ausführbar.
Hierbei kann die Entkopplungseinrichtung zwei Entkopp
lungselemente haben, wovon das eine mit der Bewegungsein
richtung und das andere mit dem Kolben verbunden ist, die
lösbar in einer bestimmten Verbindungsposition zusammenge
halten sind, die nach Überwinden einer bestimmten Halte
kraft relativ zueinander verschiebbar (vorzugsweise zusam
menschiebbar) sind und bei erneuter Einnahme der Verbin
dungsposition wieder zusammenhalten. Die Entkopplungsein
richtung ist einfach in ein Antriebsgestänge für den Kol
ben integrierbar. Bevorzugt hat die Entkopplungseinrich
tung den Mitnehmer an dem mit der Bewegungseinrichtung
verbundenen Entkopplungselement.
Die beiden Entkopplungselemente können eine teleskopier
bare Anordnung haben. Das eine Entkopplungselement kann
eine axiale Aufnahme haben, die längsseitig geöffnet ist,
von einer Scheibe des anderen Entkopplungselementes um
geben ist und in axiale Durchbrüche derselben eingreift,
wobei die Scheibe bei maximal auseinandergezogenen Ent
kopplungselementen gegen einen am Außenumfang des einen
Entkopplungselementes fixierten Ring trifft, der zugleich
als Mitnehmer dem Betätigungsabschnitt zugeordnet ist.
Ferner kann eine Aufnahme in einem Zylinder des einen Ent
kopplungselementes angeordnet sein und das andere Entkopp
lungselement einen Ring in der Aufnahme aufweisen, der bei
maximal auseinandergezogenen Entkopplungselementen auf
einen Zylinderboden trifft, der als Mitnehmer dem Betäti
gungsabschnitt zugeordnet ist.
Die Entkopplungselemente können von einer Magnetanordnung
mit Permanent- oder Elektromagneten, einer Klinkenanord
nung mit mechanischer oder elektromechanischer Klinke
und/oder einer Federanordnung lösbar in der Verbindungs
position gehalten sein. Bei einer Magnetanordnung kann der
Ring ein Magnet und die Scheibe oder der Zylinderboden ein
magnetisierbares Gegenstück oder umgekehrt sein. Wenn der
Kolben vom Anschlag gestoppt und die magnetische Halte
kraft überwunden ist, können die Entkopplungselemente re
lativ zueinander verschoben werden, wobei der Ring oder
der Zylinderboden die Abwurfbewegung erzwingt. Bei einer
Klinkenanordnung zwischen zwei Entkopplungselementen wird
ein entsprechender Vorgang nach Überwinden der Klinken-Haltekraft
ausgelöst. Eine Federanordnung kann ein axiales
Zusammenschieben zweier Entkopplungselemente verhindern,
bis das Erreichen des Anschlages eine Überwindung der
Federkraft ermöglicht. Dabei sind die Haltekräfte jeweils
so zu bemessen, daß sie nicht bereits durch die Reibkräfte
der Kolben-Zylinder-Einheit erreicht werden. Ferner zeigen
die fühlbaren Haltekräfte der Bedienperson den Beginn des
Abwurfhubes an, wobei nach Überwinden der Haltekräfte zu
mindest bei einer Magnet- oder Klinkenanordnung der Kraft
aufwand wieder abfällt.
Mindestens ein Entkopplungselement kann eine Gewinde-,
Rast- oder Klebeverbindung mit der Bewegungseinrichtung
und/oder dem Kolben aufweisen.
Bevorzugt ist der Anschlag eine Stirnwand des Zylinders,
auf die der Kolben beim Ausschieben von Luft trifft.
Die Pipettiervorrichtung kann eine manuelle oder elektro
nische Ein- oder Mehrkanalpipette, ein Multiadapter einer
Multipipette oder ein anderer Dosierer sein. Eine Handpi
pette hat eine Bewegungseinrichtung, Entkopplungseinrich
tung, Kolben und Zylinder und Befestigungsansatz aufwei
sendes Pipettengehäuse. Ferner kann in bekannter Weise
eine Hubstange den Kolben antreiben. Die Entkopplungsein
richtung kann vorteilhaft zwischen Kolben und Hubstange
angeordnet sein. Überdies kann die Abwurfeinrichtung eine
Abwurfhülse haben, die mit einem Abwurfabschnitt an einem
Pipettenschaft geführt ist und mit einem Betätigungsab
schnitt in das Pipettengehäuse bis in den Wirkungsbereich
des Mitnehmers reicht.
Ferner kann die Pipettiervorrichtung eine Multipipette mit
einem mehrere parallel angeordnete Kolben und Zylinder,
diesen jeweils zugeordneten Befestigungsansätzen für Pi
pettenspitzen, einer die Kolben miteinander verbindenden
Traverse und einer mit dieser verbundenen Entkopplungsein
richtung und einer auf die Traverse einwirkenden Bewe
gungseinrichtung sein. Vorstehende Komponenten - mit Aus
nahme der Bewegungseinrichtung - können zu einem Multi
adapter zusammengefaßt sein, dessen Adaptergehäuse lösbar
an einem die Bewegungseinrichtung enthaltenden Pipettier
automaten befestigt ist. Die Abwurfeinrichtung kann eine
Abwurfhülse haben, die mit einem Abwurfabschnitt an Pipet
tenschäften des Adaptergehäuses geführt ist und mit einem
Betätigungsabschnitt außerhalb und/oder innerhalb des
Adaptergehäuses erstreckt ist und bis in den Wirkungsbe
reich des Mitnehmers reicht. Bevorzugt hat das Adapterge
häuse einen Befestigungszapfen, in dem die Entkopplungs
einrichtung angeordnet ist, wobei sie mit dem einen Ent
kopplungselement aus dem Befestigungszapfen herausragt und
mit dem anderen Entkopplungselement in das Gehäuse hinein
ragt. Wenn die Entkopplungseinrichtung den Mitnehmer auf
weist, kann dieser mittels eines Übertragungselementes auf
den Betätigungsabschnitt der Abwurfeinrichtung einwirken.
Bei sämtlichen Ausführungsformen kann zwischen Abwurfein
richtung und Pipettengehäuse oder Adaptergehäuse eine die
Abwurfeinrichtung entgegen Abwurfbewegung beaufschlagende
Feder angeordnet sein, welche die Abwurfeinrichtung
selbsttätig in eine Ausgangsposition bewegt, in der sie
den Befestigungsansatz für das Aufsetzen einer Pipetten
spitze freigibt. Diese Feder kann weniger stark als im
Stand der Technik ausgeführt sein, da sie der Bedienperson
nicht den Beginn des Abwurfhubs anzuzeigen braucht. Grund
sätzlich kann die Feder aber auch entfallen und die Ab
wurfeinrichtung durch Aufstecken der Pipettenspitzen zu
rückgeschoben werden.
Ferner kann die Bewegungseinrichtung eine Einstelleinrich
tung zur Veränderung des Arbeitshubes des Kolbens haben.
Bevorzugt ändert diese die Ausgangslage des Kolbens beim
Ausschieben von Luft, so daß mit einer Änderung des Ar
beitshubes keine Änderung des Totvolumens verbunden ist.
Vorzugsweise ist überdies eine Anzeigeeinrichtung für das
jeweils eingestellte Arbeitsvolumen vorhanden. Schließlich
sieht eine Ausgestaltung vor, daß die Bewegungseinrichtung
eine Überhubeinrichtung hat, die nach dem Arbeitshub einen
Ausblashub ermöglicht. Diese kann in bekannter Weise mit
einer Magnetanordnung ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden
Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a und b eine Handpipette im Längsschnitt zu Beginn
des Arbeitshubes (Fig. 1a) und am Ende des Abwurf
hubes (Fig. 1b);
Fig. 2a und b unterer Teil derselben Pipette in ver
größertem Längsschnitt während des Arbeitshubes
(Fig. 2a) und am Ende des Abwurfhubes (Fig. 2b);
Fig. 3a und b Multiadapter einer Multipipette im Längs
schnitt am Ende des Überhubes (Fig. 3a) und am Ende
des Abwurfhubes (Fig. 3b);
Fig. 4 Entkopplungseinrichtung desselben Multiadapters in
Vorderansicht in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5a und b oberes Entkopplungselement derselben Ent
kopplungseinrichtung in Vorderansicht (Fig. 5a) und
Unteransicht (Fig. 5b);
Fig. 6 Permanentmagnet derselben Entkopplungseinrichtung
im Schnitt;
Fig. 7a und b unteres Entkopplungselement derselben Ent
kopplungseinrichtung in Vorderansicht (Fig. 7a) und
in Draufsicht (Fig. 7b);
Fig. 8 eine andere Entkopplungseinrichtung in stark ver
größertem Längsschnitt.
Die Handpipette gemäß Fig. 1 und 2 hat ein Gehäuse 1 mit
einem Oberteil 2, das von einem Deckel 3 verschlossen ist,
und einen mit dem Oberteil verschraubten Unterteil 4. Das
Unterteil 4 hat unten einen schlanken, leicht konischen
Pipettenschaft 5, dessen unteres Ende 6 einen Befesti
gungskonus 6 bildet, auf den eine Pipettenspitze 7 aufge
steckt ist. Die Pipettenspitze 7 ist ein im wesentlichen
konischer Hohlkörper aus Kunststoff, mit einer oberen Auf
stecköffnung 8 für Luftdurchgang und einer unteren Öffnung
9 für Flüssigkeitsdurchgang.
Das Oberteil 2 beherbergt eine Bewegungseinrichtung 10. Im
Verbindungsbereich von Oberteil 2 und Unterteil 4 ist eine
Entkopplungseinrichtung 11 untergebracht. Im Unterteil 4
befindet sich ein Kolben 12 in einem Zylinder 13.
Die Bewegungseinrichtung 10 hat einen hülsenförmigen Betä
tigungsknopf 14, der oben aus dem Oberteil 2 herausragt.
Der Betätigungsknopf 14 ist entgegen der Wirkung einer
Schraubenfeder 15, die sich an einem in das Oberteil 2 ge
schraubten Widerlager 16 abstützt, in das Oberteil ein
drückbar. Dabei nimmt der Betätigungsknopf 14 eine mit ihm
verbundene Hubstange 17 nach unten mit.
Der Betätigungsknopf 14 ist axial durch eine im Oberteil 2
drehbar gelagerte Hülse 18 geführt, wobei Vorsprünge 19 an
seinem Umfang in Nuten 20 der Hülse 18 geführt sind. Dies
hat zur Folge, daß der Betätigungsknopf 14 zwar axial be
züglich der Hülse 18 verschieblich ist, diese jedoch bei
einer Drehbewegung mitnimmt. Die Hülse 18 hat oben eine
Zahnung 21, die mit einer Gegenzahnung eines Zählwerkes 22
kämmt, dessen Zählräder 23 durch ein Fenster des Deckels 3
sichtbar sind. Somit korrespondiert die Anzeige des Zähl
werkes 22 mit der Drehstellung des Betätigungsknopfes 14.
Allerdings ist der Betätigungsknopf 14 nur drehbar, wenn
eine nicht gezeigte Verriegelung gelöst wird, die in die
Zahnung 21 eingreift.
Damit der Betätigungsknopf 14 ohne Mitnahme der Schrauben
feder 15 gedreht werden kann, ist er auf einem Federteller
24 abgestützt, der mittels Führungsnasen 25 drehfest und
axial verschiebbar in Nuten 26 des Oberteils 2 geführt
ist.
Das Widerlager 16 trägt oben einen hülsenförmigen Ansatz
27, in dem eine Spindel 28 mittels eines Stellgewindes 29
gehalten ist. Die Spindel 28 hat oben einen Sechskant 30,
der mit variabler Tiefe in eine Sechskantaufnahme 31 des
Betätigungsknopfes 14 eingreift. Somit ist der Betäti
gungsknopf 14 bezüglich der Spindel 28 axial verschiebbar,
nimmt diese jedoch bei einer Drehbewegung mit, wobei diese
aufgrund des Stellgewindes 29 bezüglich des Ansatzes 27
axial verschoben wird.
Die Spindel 28 trägt auf der anderen Seite des Widerlagers
16 eine Scheibe 32, die durch Anlage am Widerlager 16 das
Herausschrauben der Spindel 28 aus dem Ansatz 27 begrenzt.
Die Hubstange 17 hat unterhalb der Spindel 28 einen umlau
fenden Wulst 33, der bei unbetätigtem Betätigungsknopf 14
zur Anlage am unteren Ende der Spindel 28 kommt. Folglich
wird die Ausgangslage der Hubstange 17 vor einer Verstel
lung durch den Betätigungsknopf 14 von der Schraubstellung
der Spindel 28 bestimmt.
Unterhalb des Widerlagers 16 ist im Oberteil 2 ein Ring 34
aus einem Permanentmagneten mit axialer Magnetisierung
festgehalten. Dieser ist z. B. aus Samarium hergestellt.
Darunter ist auf der Hubstange 17 ein Teller 35 mit einem
Führungsansatz 36 geführt, der aus einem magnetisierbaren
Material besteht. Der Teller 35 ist über eine weitere
Schraubenfeder 37 an einem weiteren Widerlager 38 in dem
Oberteil 2 abgestützt.
Wenn die Hubstange 17 mittels des Betätigungsknopfes 14
nach unten gedrückt wird, drückt der Wulst 33 am Ende
eines Arbeitshubes gegen den Teller 35. Dann spürt die Be
dienperson einen Widerstand. Unter Überwindung der magne
tischen Haltekraft zwischen Magnet 34 und Teller 35 und
der Kraft der Feder 37 kann dann die Hubstange 17 um einen
Überhub nach unten gedrückt werden. Dabei entfernt sich
der Teller 35 vom Magneten 34. Nach Freigabe des Betäti
gungsknopfes 14 kommt der Teller 35 aufgrund der Wirkung
der Feder 37 und der magnetischen Kräfte wieder zur Anlage
am Magneten 34.
Am unteren Ende der Hubstange 17 ist die Entkopplungsein
richtung 11 angebracht. Sie hat ein Entkopplungselement 39
in Form eines Gabelkopfes, das auf einen - nicht gezeigten -
Gewindezapfen am Ende der Hubstange 17 geschraubt ist.
Der Gabelkopf 39 ist außen zylindrisch und hat am anderen
Ende eine Stufe 40. Auf der Stufe 40 ist ein kreisringför
miger Permanentmagnet 41 (z. B. aus Samarium) fixiert, bei
spielsweise durch Kleben.
Der Kolben 12 ragt in eine axiale Aufnahme 42 zwischen den
Zinken des Gabelkopfes 39 hinein. Ferner ist ein zweites
Entkopplungselement 43 in Form einer Scheibe vorhanden,
die den Gabelkopf 39 oberhalb des Permanentmagneten 41 um
gibt und die Zinken des Gabelkopfes 39 in axialen Durch
brüchen 44 aufnimmt. Der zwischen den Durchbrüchen 44 ver
bleibende Materialrest der Scheibe 43 bildet einen diago
nal verlaufenden Steg 45, der die an beiden Längsseiten
offene Aufnahme 42 durchgreift. Der Steg 45 ist am Ende
des Kolbens 42 befestigt, beispielsweise durch Kleben.
Die Scheibe 43 ist aus einem magnetisierbaren Material, so
daß sie von dem Permanentmagneten 41 in die in Fig. 1a ge
zeigte Lage gezogen wird. Durch axiales Zusammendrücken
von Hubstange 17 und Kolben 12 kann die magnetische Halte
kraft überwunden werden, worauf der Kolben 12 tiefer in
die Aufnahme 42 eintaucht. Dies ist in Fig. 1b gezeigt.
Wenn die Hubstange 17 zurückbewegt wird, zieht die magne
tische Kraft die Entkopplungselemente 39, 43 in die in
Fig. 1a gezeigte Ausgangslage zurück.
Der Kolben 12 erstreckt sich durch einen Dichtring 46 mit
Sitz im schlanken Pipettenschaft 5 in den ebenfalls darin
angeordneten Zylinder 13. In einer Stirnfläche 47 des Zy
linders 13 mündet ein Verbindungskanal 48, der durch den
Pipettenschaft 5 bis zu einer Öffnung 49 am unteren Ende
des Befestigungskonus 6 erstreckt ist.
Auf dem Pipettenschaft 5 ist eine Abwurfhülse 50 geführt,
deren Abwurfende 51 der Pipettenspitze 7 zugeordnet ist.
Die Abwurfhülse 50 ist im Oberbereich des Pipettenschafts
5 bei 52 mit mehreren Zungen 53 verbunden, die in das Un
terteil 4 hineingeführt sind und mit einem Betätigungsende
54 bis in den Bewegungsbereich des Magneten 41 der Ent
kopplungseinrichtung 11 hineinragen.
Die Handpipette arbeitet wie folgt:
Sie wird am Oberteil 2 gegriffen. Ein Arbeitshub wird ein gestellt, indem der Betätigungsknopf 14 entriegelt und un ter Beobachtung der Anzeige 23 gedreht wird. Danach wird der Betätigungsknopf 14 wieder verriegelt.
Sie wird am Oberteil 2 gegriffen. Ein Arbeitshub wird ein gestellt, indem der Betätigungsknopf 14 entriegelt und un ter Beobachtung der Anzeige 23 gedreht wird. Danach wird der Betätigungsknopf 14 wieder verriegelt.
Ferner wird eine Pipettenspitze 7 auf den Aufsteckkonus 6
gesteckt, vorzugsweise indem dieser in eine Pipettenspitze
7 eingedrückt wird, die in einem Halter bereitgehalten
wird.
Vor dem Ansaugen von Flüssigkeit wird Luft aus dem Zylin
der 13 ausgestoßen, indem der Kolben 12 mittels des Betä
tigungsknopfes 14 eingedrückt wird, bis der Wulst 33 auf
den Teller 35 trifft. Dann wird die Handpipette mit der
Pipettenspitze 7 in die Flüssigkeit eingeführt und die ge
wünschte Menge durch Loslassen des Betätigungsknopfes 14
eingesogen, wobei die Feder 15 den Betätigungsknopf und
damit den Kolben 12 in die Ausgangslage zurückdrückt, in
der der Wulst 33 am unteren Ende der Spindel 28 anliegt.
Dann kann die Handpipette mit der Pipettenspitze 7 über
einem anderen Gefäß positioniert und durch Eindrücken des
Betätigungsknopfes 14 entleert werden. Die eingestellte
Flüssigkeitsmenge ist im wesentlichen abgegeben, wenn der
Wulst 33 den Teller 35 erreicht. Anschließend kann eine
Restmenge ausgeblasen werden, indem der Betätigungsknopf
14 unter erhöhtem Kraftaufwand gedrückt wird, bis sich der
Teller 35 von seinem Gegenstück 34 löst und sich der Kol
ben 12 mit dann vermindertem Kraftaufwand tiefer in den
Zylinder 13 einschieben läßt.
Der Ausblashub ist beendet, wenn der Kolben 12 die Stirn
fläche 47 des Zylinders 13 erreicht und hierdurch angehal
ten wird. Dies setzt einem weiteren Eindrücken des Betäti
gungsknopfes 14 erneut einen Widerstand entgegen. Die
Handpipette kann nun mit der Pipettenspitze 7 über einem
Abfallbehälter angeordnet werden. Durch weiteres Ein
drücken des Betätigungsknopfes 14 wird die Haltekraft zwi
schen dem Magneten 41 und der Scheibe 43 überwunden und
das Entkopplungselement 39 bezüglich des Entkopplungsele
mentes 43 abgesenkt. Auch hierfür ist nur anfänglich ein
erhöhter Kraftaufwand erforderlich. Dabei drückt der Mag
net 41 auf das Betätigungsende 54 der Abwurfhülse 50 und
schiebt diese mit ihrem Abwurfende 51 gegen die Pipetten
spitze 7. Hierdurch wird die Pipettenspitze 7 von ihrem
Klemmsitz auf dem Befestigungskonus 6 gelöst bzw. abgewor
fen und fällt in den Abfallbehälter.
Nach Loslassen kehrt der Betätigungsknopf 14 wieder in
seine Ausgangslage zurück, in der der Wulst 33 gegen die
Spindel 28 drückt. Die Prozedur kann dann von neuem begin
nen. Die Abwurfhülse 58 wird durch Aufstecken einer Pipet
tenspitze in ihre Ausgangslage zurückgeschoben.
Der Multiadapter gemäß Fig. 3 hat ein Adaptergehäuse 55
mit einem Oberteil 56 und einem Unterteil 57, die mitein
ander verschraubt sind. Das Oberteil 56 ist kastenförmig
und oben einteilig mit einem Hülsenansatz 58 ausgeführt.
Auf den Hülsenansatz 58 ist ein Befestigungszapfen 59 mit
einer Befestigungsnut 60 geschraubt.
Im Hülsenansatz 58 und Befestigungszapfen 59 ist eine Ent
kopplungseinrichtung 11' gemäß Fig. 4 bis 7 angeordnet,
die hinsichtlich der identisch bezifferten Teile mit der
von Fig. 1 übereinstimmt. Sie hat zwei Entkopplungselemen
te 39', 43' von denen das eine 39' einen Zapfen 61 mit
mehreren umlaufenden Befestigungsvorsprüngen 62 und das
andere 43' einen Gewindezapfen 63 aufweist. Das Entkopp
lungselement 39' hat ferner einen mit dem Zapfen 62 ver
bundenen, zylindrischen Gabelkopf 39 mit einer Stufe 40 am
freien Ende und einer axialen Aufnahme 42, die an zwei ge
genüberliegenden Längsseiten geöffnet ist. Ein kreisring
förmiger Permanentmagnet 41 ist an der Stufe 40 fixiert,
beispielsweise durch Kleben.
Das andere Entkopplungselement 43' hat angrenzend an den
Gewindezapfen 63 einen Zylinderabschnitt 64, der einen an
zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflachten Endabschnitt
65 aufweist. Am anderen Ende des Endabschnittes 65 ist
mittels eines diagonal verlaufenden Steges 45 eine Scheibe
43 gehalten, z. B. durch Kleben. Der Steg 45 ist ein Mate
rialrest der Scheibe 43, der zwischen axialen Durchbrüchen
44 verbleibt, welche die Zinken des Gabelkopfes 39 aufneh
men.
Bei der Montage wird das Entkopplungselement 43' mit dem
abgeflachten Endabschnitt 65 in die Aufnahme 42 und mit
den Durchbrüchen 44 auf die Gabelzinken geschoben. An
schließend wird der Permanentmagnet 41 auf die Stufe 40
gesetzt und mit dieser verbunden.
Die Scheibe 43 ist aus einem magnetisierbaren Material, so
daß sie von dem Permanentmagneten 41 in die in Fig. 4 ge
zeigte Lage gezogen wird. Durch Anlegen einer Axialkraft
kann die magnetische Haltekraft überwunden werden, wodurch
der abgeflachte Endabschnitt 65 tiefer in die Aufnahme 42
eintaucht. Die Entkopplungselemente 39', 43' lassen sich
also unter Überwindung der Haltekraft axial zusammenschie
ben. Wenn die Axialkraft wegfällt, werden die Entkopp
lungselemente 39', 43' von der Magnetanordnung 41, 43 in
die Ausgangslage gemäß Fig. 4 zurückgezogen.
Die Entkopplungseinrichtung 11' steht mit dem einen Ent
kopplungselement 39' oben aus dem Befestigungszapfen 59
heraus und mit dem anderen Entkopplungselement 43' in das
Oberteil 56 hinein. Dort ist der Gewindezapfen 63 mit ei
ner Verbindungsstange 67 verschraubt, die von der Obersei
te einer Traverse 68 vorsteht.
Die Traverse 68 hat mehrere (hier acht) Halterungen 69, in
denen eine entsprechende Anzahl Kolben 70 nach unten vor
stehend gehalten ist.
Das Unterteil 57 hat unten vorstehende, leicht konische
Pipettenschäfte 71 entsprechend der Anzahl Kolben 70. Die
Pipettenschäfte 71 haben am unteren Ende einen etwas ein
gezogenen Befestigungskonus 72 mit einem Dichtring 73 zum
Aufstecken von Pipettenspitzen 7. Jeder Pipettenschaft 71
hat eine schwach konische Innenauskleidung 74, deren Ober
bereich 75 einen den Kolben 70 aufnehmenden Zylinder bil
det. Davon ist durch eine Stufe 76 ein Unterbereich 77 ab
gegrenzt, der den Zylinder 75 mit einer Öffnung 78 des Be
festigungskonus 77 verbindet.
Oberhalb der Zylinder 75 sind die Kolben 70 bezüglich des
Unterteiles 57 mittels Dichtringen 79 abgedichtet. Jeder
Dichtring 79 wird von einer Scheibe 80 gegen ihren Dicht
sitz im Unterteil 57 und den Kolben 70 gepreßt, wobei jede
Scheibe 80 von einer Spiralfeder 81 beaufschlagt ist, die
sich anderenends an einem im Unterteil verrasteten Nieder
halter 82 abstützt.
Ferner hat der Multiadapter eine Abwurfhülse 83, deren Un
terbereich 84 kammerartig ausgebildet und an den Pipetten
schäften 71 geführt ist. Im kastenförmigen Oberbereich 85
erstreckt sie sich mit Abstand außen am Gehäuse 55 ent
lang. Oberhalb des Oberteils 56 ist sie von einem Deckel
86 verschlossen. Zwischen Deckel 86 und Oberseite des
Oberteils 56 ist eine innen am Hülsenansatz 58 geführte
Spiralfeder 87 angeordnet, die die Abwurfhülse 83 nach
oben drückt, bis deren Deckel 86 gegen einen Absatz an der
Unterseite des Befestigungszapfens 59 drückt.
In einer Nut des Befestigungszapfens 59 ist ein teilzylin
drisches Druckstück 88 geführt, das oben eine nach innen
ragende Abwinkelung 89 hat und unten in einem Durchbruch
90 des Befestigungszapfens 59 sitzt. Das untere Ende des
Druckstückes 88 drückt gegen die Oberseite des Deckels 86.
Wenn der Deckel 86 gegen die Unterseite des Befestigungs
zapfens 59 drückt, stützt sich das Druckstück 88 oben an
einer Innenstufe 91 des Befestigungszapfens 59 ab. Die Ab
winkelung 89 ragt in den Bewegungsbereich des Magneten 41
der Entkopplungseinrichtung 11' hinein.
Der Multiadapter arbeitet wie folgt:
Er wird mit dem Befestigungszapfen 59 am Gehäuse einer automatischen Multipette fixiert und mit dem Entkopplungs element 39' mit der Bewegungseinrichtung der Multipette verbunden, die eine Axialverschiebung des Entkopplungsele mentes 39' bewirken kann.
Er wird mit dem Befestigungszapfen 59 am Gehäuse einer automatischen Multipette fixiert und mit dem Entkopplungs element 39' mit der Bewegungseinrichtung der Multipette verbunden, die eine Axialverschiebung des Entkopplungsele mentes 39' bewirken kann.
Zum Aufnehmen von Pipettenspitzen 7 wird die Entkopplungs
einrichtung 11' entlastet, so daß die Schraubenfeder 87
die Abwurfhülse 83 nach oben drückt. Dann wird der Multi
adapter mit den Befestigungskoni 72 in die Öffnungen von
acht in einer Halterung bereitstehenden Pipettenspitzen 7
gedrückt.
Die Kolben 72 sitzen auf den Stufen 76, so daß eine Luft
menge entsprechend der aufzunehmenden Flüssigkeit aus den
Zylindern 75 gedrückt ist. Dann wird der Multiadapter mit
den Pipettenspitzen 7 in Probenflüssigkeit eingetaucht und
werden die Kolben 70 von der Bewegungseinrichtung entspre
chend der aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge zurückgezogen.
Danach kann die eingesogene Flüssigkeit abgegeben werden,
indem die Kolben 70 um den Arbeitshub in die Zylinder 75
eingedrückt werden. Nach dem Arbeitshub kann die Bewe
gungseinrichtung die Kolben 70 noch zum Ausblasen von
Restflüssigkeit um einen Überhub absenken. Wenn die Tra
verse 68 mit den Halterungen 69 auf den Niederhalter 82
trifft, ist der Überhub beendet. Dieser Zustand ist in
Fig. 3a gezeigt.
Zum Abwerfen der Pipettenspitzen 7 drückt die Bewegungs
einrichtung weiter gegen das Entkopplungselement 39', bis
die magnetische Haltekraft der Entkopplungseinrichtung 11'
überwunden wird und der Magnet 41 gegen das Druckstück 88
drückt und dieses die Abwurfhülse 83 gegen die Pipetten
spitzen 7 schiebt. Am Ende der Abwurfbewegung sitzt der
Deckel 86 auf dem Oberteil 56 auf und sind sämtliche Pi
pettenspitzen 7 von den Befestigungskoni 72 gelöst. Dieser
Zustand ist in der Fig. 3b gezeigt.
Schließlich zieht die Bewegungseinrichtung die Entkopp
lungseinrichtung 11 zurück, wobei der Magnet 41 auf die
Scheibe 43 trifft. Zudem drückt die Feder 87 die Abwurf
hülse 83 bis zum Anschlag am Befestigungszapfen 59 zurück,
wodurch die Befestigungskoni 72 freigegeben werden. Dann
kann der beschriebene Vorgang erneut durchgeführt werden.
In Fig. 8 ist eine weitere Entkopplungseinrichtung 11''
gezeigt, die sowohl in einer Handpipette gemäß Fig. 1 als
auch in einem Multiadapter gemäß Fig. 3 zum Einsatz kommen
kann. Sie hat zwei Entkopplungselemente 39'', 43'', von
denen das eine 39'' einen Gewindezapfen 61'' zum Verbinden
mit der Hubstange 17 einer Bewegungseinrichtung hat. Der
Gewindezapfen 61'' befindet sich an der Außenseite eines
Deckels 92, der einen Zylinder 93 schließt, in dem eine
Aufnahme 42'' des Entkopplungselementes 39'' ausgebildet
ist. Gegenüber dem Deckel 92 hat der Zylinder 93 einen
Boden 94 aus magnetisierbarem Material mit einem Durch
gangsloch 95.
Das andere Entkopplungselement 43'' ist mit einem kreis
ringförmigen Permanentmagneten 96 in der Aufnahme 42'' an
geordnet. Der Permanentmagnet 41'' hat ein zentrales Be
festigungsloch 97, in dem das obere Ende eines Kolbens 12
eingeklebt ist. Anstatt eines Kolbens 12 kann dort auch
ein Befestigungszapfen befestigt sein.
Bei der Entkopplungseinrichtung 11'' wird der Permanent
magnet 96 von magnetischen Haltekräften gegen den Boden 94
gezogen. Nach Überwindung der Haltekräfte läßt sich der
Permanentmagnet 96 in der Aufnahme 42'' bewegen und der
Kolben 12 tiefer in die Aufnahme 42'' eintauchen.
Somit kann die Entkopplungseinrichtung 11'' die Entkopp
lungseinrichtung 11 der Handpipette gemäß Fig. 1 bzw. die
Entkopplungseinrichtung 11' des Multiadapters gemäß Fig. 2
ersetzen. Dabei wirkt die Außenseite des Bodens 94 als
Mitnehmer für eine Abwurfhülse.
Übereinstimmende Elemente der verschiedenen Ausführungen
sind durch übereinstimmende Bezugsziffern gekennzeichnet.
Claims (22)
1. Pipettiervorrichtung für lösbar befestigbare Pipetten
spitzen mit
- - einer Bewegungseinrichtung (10),
- - einem von dieser in einem Zylinder (13) bewegbaren Kolben (12) zum Verschieben von Luft,
- - einem Befestigungsansatz (6) mit einer Verbindung (48) mit den Zylinder (13) aufweisenden Öffnung (49) zum Befestigen einer Pipettenspitze (7),
- - einem die Bewegung des Kolbens (12) beim Verschieben von Luft zur Öffnung (49) des Befestigungsansatzes (6) hin begrenzenden Anschlag (47),
- - einer Abwurfeinrichtung (50), die einen Abwurfab schnitt (51) zum Trennen einer Pipettenspitze (7) vom Befestigungsansatz (6) bei einer Abwurfbewegung der Abwurfeinrichtung (50) und einen Betätigungsab schnitt (54) zum Bewirken der Abwurfbewegung hat,
- - einer Entkopplungseinrichtung (11), die den Kolben (12) beim Erreichen des Anschlages (47) von der Be wegungseinrichtung (10) entkoppelt und
- - einem mit der Bewegungseinrichtung (10) gekoppelten Mitnehmer (41), der bei entkoppeltem Kolben (12) auf den Betätigungsabschnitt (54) einwirkt, wobei ein Bewegen des Mitnehmers (41) durch die Bewegungsein richtung (10) die Abwurfbewegung der Abwurfeinrich tung (50) erzwingt.
2. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ent
kopplungseinrichtung (11) zwei Entkopplungselemente
(39, 43) hat, von denen das eine (39) mit der Bewe
gungseinrichtung (10) und das andere (43) mit dem Kol
ben (12) verbunden ist, die lösbar in einer bestimmten
Verbindungsposition zusammengehalten sind und nach
Überwinden einer bestimmten Haltekraft relativ zuein
ander verschiebbar sind.
3. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 2, bei der das mit
der Bewegungseinrichtung (10) verbundene Entkopplungs
element (39) den Mitnehmer (41) aufweist.
4. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der
ein Entkopplungselement (39) eine axiale Aufnahme (42)
hat und das andere Entkopplungselement (43) am Kolben
(12) oder an einem Zapfen (64, 65) verschieblich in
die Aufnahme (42) hineinragt.
5. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 4, bei der das eine
Entkopplungselement (39) im Bereich der Aufnahme (42)
längsseitig geöffnet ist und das andere Entkopplungs
element (43) eine das eine Entkopplungselement (39) in
axialen Durchbrüchen (44) aufnehmende und umschließen
de Scheibe (43) aufweist, die Scheibe (43) bei maximal
auseinandergezogenen Entkopplungselementen (39, 43)
auf einen am Außenumfang des einen Entkopplungselemen
tes (39) fixierten Ring (41) trifft, der als Mitnehmer
dem Betätigungsabschnitt (54) zugeordnet ist.
6. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 4, bei der das eine
Entkopplungselement (39'') die Aufnahme (42'') in ei
nen Zylinder (93) hat und das andere Entkopplungsele
ment (43'') einen Ring (96) in der Aufnahme (42'')
aufweist, der bei maximal auseinandergezogenen Ent
kopplungselementen (39'', 43'') auf einen Zylinder
boden (94) trifft, der als Mitnehmer dem Betätigungs
abschnitt (54) zugeordnet ist.
7. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
bei der die eine Magnetanordnung (41, 43), Klinkenan
ordnung und/oder Federanordnung die Entkopplungsele
mente (39, 43) lösbar in der Verbindungsposition hält.
8. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 und 7, bei
der der Ring (41, 96) ein Magnet und die Scheibe (43)
oder der Zylinderboden (94) ein magnetisierbares
Gegenstück ist oder umgekehrt.
9. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
bei der mindestens ein Entkopplungselement (39', 43')
eine Gewinde- (63), Rast- (62) oder Klebeverbindung
mit der Bewegungseinrichtung (10) und/oder dem Kolben
(12) aufweist.
10. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei der der Anschlag eine Stirnwand (47) des Zylinders
(13) ist, auf die der Kolben (12) beim Ausschieben von
Luft trifft.
11. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, die eine Handpipette mit Bewegungseinrichtung
(10), Entkopplungseinrichtung (11), Kolben (12) und
Zylinder (13) sowie Befestigungsansatz (6) aufweisen
dem Pipettengehäuse (1) ist.
12. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 11, bei der die
Entkopplungseinrichtung (11) zwischen Kolben (12) und
einer Hubstange (17) der Bewegungseinrichtung (10) an
geordnet ist.
13. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, bei der die Abwurfeinrichtung eine Abwurfhülse
(50) hat, die mit dem Abwurfabschnitt (61) an einen
Pipettenschaft (5) geführt ist und mit dem Betäti
gungsabschnitt (54) in das Pipettengehäuse (1) bis in
den Wirkungsbereich des Mitnehmers (41) reicht.
14. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, die eine Multipipette mit mehreren parallel ange
ordnete Kolben (70) und Zylindern (75), diesen jeweils
zugeordneten Befestigungsansätzen (72) für Pipetten
spitzen (7), einer die Kolben (70) miteinander verbin
denden Traverse (68) und einer über die Entkopplungs
einrichtung (11') auf die Traverse (68) einwirkenden
Bewegungseinrichtung ist.
15. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 14, bei der Kolben
(70), Zylinder (75), Befestigungsansätze (72), Traver
se (68) und Entkopplungseinrichtung (11') in oder an
einem Adaptergehäuse (55) eines lösbar mit der Multi
pette verbundenen Multiadapters angeordnet sind.
16. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Ab
wurfeinrichtung eine Abwurfhülse (83) hat, die mit ei
nem Abwurfabschnitt (84) an Pipettenschäften (71) des
Adaptergehäuses (55) geführt ist und mit einem Betäti
gungsabschnitt (85, 86) außerhalb und/oder innerhalb
des Gehäuses (55) bis in den Wirkungsbereich des Mit
nehmers (41, 88) reicht.
17. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Ge
häuse (55) einen hohlen Befestigungszapfen (59) hat,
in dem die Entkopplungseinrichtung (11') angeordnet
ist, wobei sie mit dem einen Entkopplungselement (39')
aus dem Befestigungszapfen (55) herausragt und mit dem
anderen Entkopplungselement (43') in das Gehäuse (55)
hineinragt.
18. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3 und 17, bei der
im Befestigungszapfen (59) ein vom Mitnehmer (41) ge
steuertes Übertragungselement (88) angeordnet ist, das
durch einen Durchbruch (90) des Befestigungszapfens
(59) auf den Betätigungsabschnitt (85, 86) der Abwurf
einrichtung (83) wirkt.
19. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
18, bei der zwischen der Abwurfeinrichtung (50, 83)
und dem Gehäuse (1, 55) eine die Abwurfeinrichtung
entgegen Abwurfbewegung beaufschlagende Feder (87) an
geordnet ist.
20. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
19, bei der die Bewegungseinrichtung (10) eine Ein
stelleinrichtung (27, 28, 33) zur Veränderung des Ar
beitshubes des Kolbens (12) hat.
21. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
20, die eine Anzeigeeinrichtung (22) für den jeweils
eingestellten Arbeitshub des Kolbens (12) hat.
22. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
21, bei der die Bewegungseinrichtung (10) eine Über
hubeinrichtung (34, 35) hat, die nach dem Bewegen des
Kolbens (12) über den Arbeitshub einen mit einer Be
wegungskraftänderung oder einem anderen Signal verbun
denen Überhub des Kolbens (12) bis zum Erreichen des
Anschlages (47) auslöst.
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