DE202010010942U1 - Pipette for a pipette system with pipette and syringe - Google Patents
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Abstract
Pipette für ein Pipettensystem, das aus einer Pipette (1) und einer Spritze (2) besteht, bei dem die Spritze (2) einen Zylinder (2.1) mit einem vorzugsweise als Flansch ausgeführten Befestigungsabschnitt (2.2) und einen Kolben mit einem auch bei vollständig in den Zylinder (2.1) eingeschobenem Kolben aus dem Zylinder (2.1) endseitig herausragenden Kolbenkopf (2.3) aufweist, mit einem Pipettengehäuse (3), das eine Längsachse aufweist, wobei eine mit der Pipette (1) zu handhabende Spritze (2) mit ihrem Befestigungsabschnitt (2.2) und Kolbenkopf (2.3) in das Pipettengehäuse (3) einsetzbar und aus diesem entfernbar ist, mit einer im Pipettengehäuse (3) in Richtung der Längsachse des Pipettengehäuses (3), d. h. axial, verschiebbaren Kolbenstelleinrichtung (4) für den Kolbenkopf (2.3) der Spritze (2), mit einem im Pipettengehäuse (3) beweglich gelagerten und aus diesem teilweise herausstehenden Betätigungshebel (5) zum Betätigen der Kolbenstelleinrichtung (4), vorzugsweise mit einer im Pipettengehäuse (3) angeordneten Volumeneinstelleinrichtung (6) zur Einstellung des...Pipette for a pipette system, which consists of a pipette (1) and a syringe (2), in which the syringe (2) has a cylinder (2.1) with a fastening section (2.2), which is preferably designed as a flange, and a piston with a fully in the cylinder (2.1) inserted piston from the cylinder (2.1) at the end protruding piston head (2.3), with a pipette housing (3) which has a longitudinal axis, a syringe (2) to be handled with the pipette (1) with its The fastening section (2.2) and the piston head (2.3) can be inserted into the pipette housing (3) and removed from it, with one in the pipette housing (3) in the direction of the longitudinal axis of the pipette housing (3), d. H. axially displaceable piston adjusting device (4) for the piston head (2.3) of the syringe (2), with an actuating lever (5), which is movably mounted in the pipette housing (3) and partially protruding from this, for actuating the piston adjusting device (4), preferably with one in the pipette housing (3) arranged volume setting device (6) for setting the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Pipette für ein Pipettensystem mit Pipette und Spritze, nämlich eine Pipette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a pipette for a pipette system with pipette and syringe, namely a pipette having the features of the preamble of
Pipetten sind Vorrichtungen zum Abmessen und Übertragen von Flüssigkeiten. Im Vorliegenden geht es um eine Pipette, die eine schrittweise Abgabe einer Flüssigkeit aus einer Spritze ermöglicht (Repetierpipette). Eine solche Pipette ist beispielsweise aus der
Konkret geht die Lehre der vorliegenden Erfindung aus von einer Pipette mit einer einteiligen Zahnstange in einer solchen Kolbenstelleinrichtung. Aus der
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, die bekannte Pipette mit axial verschiebbarer Zahnstange unter Beibehaltung der Präzision hinsichtlich der Herstellungskosten insbesondere unter Aspekten der Großserienfertigung zu optimieren.The teaching is based on the problem to optimize the known pipette with axially displaceable rack while maintaining the precision in terms of manufacturing costs in particular under aspects of mass production.
Das zuvor aufgezeigte Problem ist bei einer Pipette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above-indicated problem is solved in a pipette having the features of the preamble of
Im Stand der Technik ist es durchgehend so, dass die Zahnstange mitsamt der Verzahnung einstückig aus Metall hochgradig formgenau hergestellt ist. Das ist teuer und für eine moderne, hocheffektive Großserientechnik nicht optimal. Erfindungsgemäß ist nun die Zahnstange mehrteilig ausgeführt, und zwar zumindest zweiteilig, bevorzugt genau zweiteilig. Sie besteht zunächst aus einem Träger, der eine Aufnahme für ein Verzahnungsteil aufweist. In oder an der Aufnahme des Trägers sitzt das Verzahnungsteil, das seinerseits die Verzahnung der Zahnstange aufweist.In the prior art, it is continuous so that the rack together with the teeth is made in one piece of metal highly dimensionally accurate. This is expensive and not optimal for a modern, highly effective mass production technology. According to the invention, the rack is now made in several parts, namely at least two parts, preferably exactly two parts. It consists first of a carrier which has a receptacle for a toothing part. In or on the receptacle of the carrier sits the toothing part, which in turn has the toothing of the rack.
Der Träger einerseits und das Verzahnungsteil andererseits können so aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Das Material des Trägers kann an die dortigen Anforderungen angepasst werden. Der Träger muss formsteif sein und das Verzahnungsteil sicher und lagerichtig in der Kolbenstelleinrichtung fixieren. Er muss nicht sonderlich gut maßhaltig sein und er muss auch nicht die besonderen Anforderungen an eine fein abgebildete Verzahnung erfüllen.The carrier on the one hand and the toothing part on the other hand can be made of different materials. The material of the carrier can be adapted to the local requirements. The carrier must be dimensionally stable and fix the toothing part safely and correctly in the piston adjusting device. It does not have to be very dimensionally stable and it does not have to fulfill the special requirements for finely imaged toothing.
Demgegenüber ist das Verzahnungsteil hochgradig maßhaltig zu fertigen und muss insbesondere bei der Verzahnung hochpräzise ausführbar sein. Dafür ist ein meist teureres Material zu verwenden. Die Außenform des Verzahnungsteils, insbesondere was Durchbiegungen o. dgl. betrifft, muss nicht sonderlich präzise sein, denn hier wirkt der Träger mit seiner Steifigkeit. Das Verzahnungsteil kann insbesondere relativ dünn ausgeführt sein. Seine räumliche Ausrichtung und Fixierung erfährt es erst in Verbindung mit dem als steifes Rückgrat dienenden Träger.In contrast, the toothing part is highly dimensionally accurate to manufacture and must be highly precise executable especially in the teeth. This is usually a more expensive material to use. The outer shape of the toothing part, in particular as far as deflections o. The like. Affected, does not have to be very precise, because here the carrier acts with its rigidity. The toothing part may in particular be made relatively thin. Its spatial orientation and fixation experience it only in connection with serving as a stiff backbone wearer.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre sind Gegenstand der Unteransprüche.Particularly preferred embodiments and further developments of the teaching according to the invention are the subject of the dependent claims.
Für die Materialwahl des Verzahnungsteils empfiehlt es sich in erster Linie, dass das Verzahnungsteil aus einem hochwertigen, vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärkten PEEK besteht. Ein solches Kunststoffteil lässt sich als Serienteil hochpräzise mit exzellenter Maßhaltigkeit und geringer Schwindung fertigen. Allerdings macht man dieses Verzahnungsteil zweckmäßigerweise im Volumen möglichst klein, weil das verwendete Material relativ teuer ist. Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang dann weiter, dass der Träger aus Stahl, insbesondere Edelstahl, oder einem formbeständigen Kunststoff, vorzugsweise aus PPS, besteht. Der Träger kann durchaus voluminös sein und wird so gestaltet, dass er möglichst steif ist. Auf seine Maßhaltigkeit im Einzelnen kommt es dabei weniger an. Das hier zu verwendende Material kann deutlich günstiger sein als das Material des Verzahnungsteils. Jedem der beiden Teile werden die ihm optimal passenden Aufgaben zugewiesen. Um die optimale Verbindung des Trägers mit dem Verzahnungsteil zu realisieren, empfiehlt es sich, dass das Verzahnungsteil eine längs verlaufende Kontur aufweist, die an eine längs verlaufende Gegenkontur am Träger derart angepasst ist, dass sich eine formschlüssige, vorzugsweise axial gerade verlaufende Führung ergibt, wobei, vorzugsweise, die Kontur und die Gegenkontur als T-Nut-Führung ausgebildet sind. Durch diese Führung wird das flache und meist relativ dünne Verzahnungsteil gerade ausgerichtet.For the choice of material of the toothing part, it is recommended in the first place that the toothing part consists of a high-quality, preferably fiber-reinforced plastic, in particular of a fiber-reinforced PEEK. Such a plastic part can be manufactured as a series part with high precision and excellent dimensional stability and low shrinkage. However, this toothing part is expediently made as small as possible in terms of volume, because the material used is relatively expensive. In this context, it is further preferred that the carrier consists of steel, in particular stainless steel, or a dimensionally stable plastic, preferably of PPS. The wearer can be quite voluminous and is designed so that it is as stiff as possible. Its dimensional accuracy in detail is less important. The material to be used here can be significantly cheaper than the material of the toothing part. Each of the two parts are assigned the tasks that best suit them. To the optimal connection of the carrier realize with the toothing part, it is recommended that the toothing part has a longitudinal contour, which is adapted to a longitudinal counter contour on the support so that a positive, preferably axially straight guide results, wherein, preferably, the contour and the mating contour are formed as a T-slot guide. By this guide, the flat and usually relatively thin toothing part is aligned.
Die Maßhaltigkeit des Verzahnungsteils kann weiter dadurch verbessert werden, dass das Verzahnungsteil im Querschnitt gesehen auf der der Verzahnung gegenüber liegenden Seite mindestens einen längs verlaufenden Versteifungssteg aufweist. Das Füllverhalten im Spritzgussprozess bei einem Kunststoffsteil wird durch einen solchen Steg deutlich gleichmäßiger.The dimensional accuracy of the toothing part can be further improved by the fact that the toothed part, seen in cross-section, has at least one longitudinal stiffening web on the side opposite the toothing. The filling behavior in the injection molding process in a plastic part is significantly more uniform by such a web.
Nach bevorzugter Lehre empfiehlt es sich, dass das Verzahnungsteil einschließlich der Verzahnung im Querschnitt ein Verhältnis der Breite zur Höhe größer als 1,5, vorzugsweise größer als 4,0 aufweist. Über seine Länge hat ein solches relativ gleichförmig langgestrecktes Verzahnungsteil kaum einen Verzug und nur eine relativ geringe Durchbiegung. Durch die geringe Höhe im Verhältnis zur Breite lässt es sich beim Einschieben in den Träger vergleichsweise leicht gerade ausrichten. Das Verzahnungsteil kann so auf die Maßhaltigkeit der Zahnteilung der Verzahnung hin optimiert werden, die Durchbiegung über die gesamte Länge des Verzahnungsteils kann weniger Bedeutung haben.According to a preferred teaching, it is recommended that the toothing part including the toothing in cross section has a ratio of the width to the height greater than 1.5, preferably greater than 4.0. Over its length, such a relatively uniformly elongate toothing part hardly has a delay and only a relatively small deflection. Due to the low height in relation to the width, it can be aligned relatively easily when inserted into the carrier. The toothing part can thus be optimized for the dimensional accuracy of the tooth pitch of the toothing, the deflection over the entire length of the toothing part may have less importance.
Die Lehre der Erfindung gewinnt besondere Bedeutung bei einer relativ geringen Zahnteilung. Zahnteilungen unter 1 mm sind in aus Metall bestehenden Zahnstangen spanend nur mit großem Aufwand herzustellen. In einer hochwertigen Kunststoff-Spritzgusstechnik kann man nach der Lehre der Erfindung kleinere Zahnteilungen erreichen. Demzufolge empfiehlt es sich nach bevorzugter Lehre, dass die Verzahnung eine Teilung von weniger als 1,0 mm, vorzugsweise von weniger als 0,6 mm, aufweist. Es liegt auf der Hand, dass eine kleinere Teilung eine größere Anzahl von Schritten und möglichen Teilvolumina erlaubt.The teaching of the invention is of particular importance with a relatively small pitch. Tooth pitches of less than 1 mm can only be produced with great effort in metal toothed racks. In a high-quality plastic injection molding technique can be achieved according to the teaching of the invention, smaller tooth pitches. Accordingly, it is recommended according to preferred teaching that the toothing has a pitch of less than 1.0 mm, preferably less than 0.6 mm. It is obvious that a smaller pitch allows a greater number of steps and possible sub-volumes.
Auch in der Zahnform und in Zahnhöhe lässt sich die Verzahnung bei der erfindungsgemäßen Pipette optimieren. Es empfiehlt sich dabei, dass die Verzahnung sägezahnförmig ausgeführt ist und der Zahnwinkel zwischen dem Zahnrücken und der Zahnflanke zwischen 25° und 45° beträgt.Even in the tooth shape and tooth height, the toothing in the pipette according to the invention can be optimized. It is recommended that the toothing is sawtooth-shaped and the tooth angle between the tooth back and the tooth flank is between 25 ° and 45 °.
Bei einer geringen Teilung von beispielsweise 0,6 mm sind die Zähne sowohl an der Verzahnung als auch an der Klinke sehr fein. Hier kann es sich empfehlen, dass die Klinke, die vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff besteht, mehrere Klinkenzähne aufweist, vorzugsweise drei Klinkenzähne.At a low pitch of, for example, 0.6 mm, the teeth are very fine on both the gearing and the pawl. Here it may be recommended that the pawl, which preferably consists of fiber-reinforced plastic, has a plurality of ratchet teeth, preferably three ratchet teeth.
Ferner kann es sich empfehlen, dass die Klinkenzähne der Klinke die Sägezahnform der Verzahnung aufweisen und dass, vorzugsweise, die Teilung der Klinkenzähne geringer ist als die Teilung der Verzahnung. Die Klinkenzähne fallen so auch bei entsprechender Schrägstellung der Klinke in die Verzahnung am Verzahnungsteil ein und erreichen einen sicheren, Kraft übertragenden Eingriff.Furthermore, it may be recommended that the ratchet teeth of the pawl have the sawtooth shape of the toothing and that, preferably, the pitch of the ratchet teeth is less than the pitch of the toothing. The ratchet teeth so fall even with appropriate inclination of the pawl in the teeth on the toothing part and achieve a safe, force-transmitting engagement.
Bei einem bevorzugten konstruktiven Ausführungsbeispiel einer typischen Pipette der in Rede stehenden Art empfiehlt es sich, dass die Breite der Klinke größer als 4 mm, vorzugsweise größer als 5,5 mm, ist.In a preferred constructive embodiment of a typical pipette of the type in question, it is recommended that the width of the pawl is greater than 4 mm, preferably greater than 5.5 mm.
Bereits im Stand der Technik ist am Pipettengehäuse ein starr angeordneter Anschlag vorhanden, der die Bewegung der Klinke in Richtung auf die Spritze zu begrenzt. Eine solche Konstruktion empfiehlt sich auch bei der erfindungsgemäßen Pipette. Ferner empfiehlt es sich, dass das Verzahnungsteil einen Hubanschlag für das Aufsaugen von Flüssigkeit in die Spritze aufweist. Der Hubanschlag gewährleistet die Maßhaltigkeit beim Eingriff des ersten Hubes zur Flüssigkeitsabgabe nach zuvor erfolgtem Aufnehmen von Flüssigkeit in die Spritze.Already in the prior art, a rigidly arranged stop is present on the pipette housing, which limits the movement of the pawl in the direction of the syringe. Such a construction is also recommended in the case of the pipette according to the invention. Furthermore, it is recommended that the toothing part has a stroke stop for the absorption of liquid in the syringe. The stroke stop ensures dimensional accuracy when engaging the first stroke to dispense liquid after previously taking up liquid in the syringe.
Ist der noch mögliche letzte Abgabehub kleiner als der mittels der Volumeneinstelleinrichtung eingestellte Hub, so sollte der noch mögliche letzte Abgabehub verhindert werden, um Volumenfehler zu vermeiden. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, dass die Zahnstange eine Nocke aufweist, die mit dem Steuerschieber zusammenwirkt und bei in die Spritze vorgeschobenem Kolben den Steuerschieber anhebt, so dass die Klinke aus der Verzahnung ausgehoben ist. Um diese Resthubverhinderung einstellen zu können und einen Toleranzausgleich zu schaffen, empfiehlt es sich, dass die Nocke an der Zahnstange in axialer Richtung verstellbar angebracht ist.If the still possible last discharge stroke is smaller than the stroke set by means of the volume setting device, then the last possible delivery stroke should be prevented in order to avoid volume errors. For this purpose, it is recommended that the rack has a cam which cooperates with the spool valve and raises the control spool when the piston is advanced into the syringe so that the pawl is dug out of the toothing. To be able to set this residual stroke prevention and to create a tolerance compensation, it is recommended that the cam is mounted on the rack in the axial direction adjustable.
Im Folgenden wird die Erfindung nun anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen die Figuren folgendes:In the following, the invention will now be explained in more detail with reference to a drawing showing merely exemplary embodiments. In the drawings, the figures show the following:
Man erkennt in
In
Am Pipettengehäuse
Für die weiteren Besonderheiten der erfindungsgemäßen Pipette muss nun auf die weiteren
Die Kolbenstelleinrichtung
An der Zahnstange
Wird der Betätigungshebel
Normalerweise wird die Zahnstange
Besonders bevorzugt ist es, dass das Verzahnungsteil
Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt bereits die Schraffur in
Besonders bevorzugt ist also eine Kombination von faserverstärktem PEEK für das Verzahnungsteil
Eine besonders bevorzugte mechanische Konstruktion der erfindungsgemäßen Pipette ergibt sich ebenfalls aus
Um das Füllverhalten im Spritzgussprozess für ein aus Kunststoff bestehendes Verzahnungsteil
Ebenfalls aus
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt für die Verzahnung
Damit kommen wir zu einer weiteren Besonderheit der erfindungsgemäßen Konstruktion. Hier ist nämlich vorgesehen, dass die Klinke
Das in
In
Bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung ist darauf hingewiesen worden, dass die Maßhaltigkeit beim Eingriff des ersten Hubes nach dem zuvor erfolgten Aufsaugen von Flüssigkeit in die Spritze
Ferner ist im allgemeinen Teil der Beschreibung das Problem der Resthubverhinderung beim letzten Abgabehub durch Betätigen des Betätigungshebels
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Pipettepipette
- 22
- Spritzesyringe
- 2.12.1
- Zylindercylinder
- 2.22.2
- Befestigungsabschnittattachment section
- 2.32.3
- Kolbenkopfpiston head
- 33
- Pipettengehäusepipette housing
- 3.13.1
- HandgriffteilHandle part
- 3.23.2
- Fingerbügelfinger rest
- 44
- KolbenstelleinrichtungPiston setting device
- 55
- Betätigungshebelactuating lever
- 66
- VolumeneinstelleinrichtungVolumeneinstelleinrichtung
- 77
- Zahnstangerack
- 7.17.1
- Verzahnunggearing
- 7.27.2
- Trägercarrier
- 7.37.3
- Verzahnungsteiltoothed piece
- 7.47.4
- Konturcontour
- 7.57.5
- Gegenkonturmating contour
- 7.67.6
- Versteifungsstegreinforcing web
- 7.77.7
- Breitewidth
- 7.87.8
- Höheheight
- 7.97.9
- Teilungdivision
- 7.107.10
- Zahnwinkeltooth angle
- 7.117.11
- Hubanschlagstroke stop
- 7.127.12
-
Nocke an
9 Cam on9 - 88th
- Klinkepawl
- 8.18.1
- Anlageflächecontact surface
- 99
- Steuerschieberspool
- 1010
- Anschlagattack
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19963141 A1 [0002, 0031] DE 19963141 A1 [0002, 0031]
- EP 0143796 B1 [0003] EP 0143796 B1 [0003]
- DE 19917907 A1 [0031] DE 19917907 A1 [0031]
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