DE2309547A1

DE2309547A1 - Vorrichtung zum fuellen und leeren von behaeltern, z.b. pipetten

Info

Publication number: DE2309547A1
Application number: DE19732309547
Authority: DE
Inventors: John Henry Poulten
Original assignee: John Poulten Ltd
Current assignee: John Poulten Ltd
Priority date: 1972-06-21
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1974-01-10
Also published as: FR2190177A5; CA989779A; IT977952B; DE2309547B2; ES411918A1; US3809297A; PL85791B1; DE2309547C3; GB1428375A; JPS4935901A; MY7900198A; JPS5753521B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder und einen Kolben auf v/eisende Vorrichtungen zum Füllen bzw. Entleeren eines Behälters, z.B. einer Pipette. .

Es sind bereits derartige Vorrichtungen zum Füllen bzw. Leeren von Pipetten vorgeschlagen worden, bei denen der ivolben mit Hilfe einer eine Zahnstange und ein Kitzel aufweisenden Vorrichtung bewegt wird, um eine Flüssigkeit in die Pipette hineinzusaugen, und bei denen die Flüssigkeit dadurch abgegeben werden kann, daß das Hitzel nach dem Füllen der Pipette in der entgegengesetzten Hichtung gedreht wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, dcß sich ihre Abmessungen während des Füllens und des Lntleerens der Pipette verändern, so daß es sehr schwierig ist, die Vorrichtung mit nur einer Hand zu benutzen und zu betätigen.

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^m ^ SM

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der dieser Kachteil vollständig oder mindestens weitgehend vermieden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine Vorrichtung mit einem Zylinder und einem Kolben zum Füllen und Leeren von Behältern geschaffen worden, die eine Einrichtung aufweist, welche dazu dient, die wirksame Hubstrecke des Kolbens zu variieren.

Um die Hubstrecke des Kolbens zu ändern, wird vorzugsweise die Länge der Kolbenstange variiert.

Zu der Einrichtung zum Ändern der wirksamen Länge der Kolbenstange gehört vorzugsv/eise ein Kolbenstangenteil, das an dem Kolben befestigt ist, und das in Gewindeverbindung mit einem ihm gegenüber drehbaren zweiten Kolbenstangenteil steht, dessen axiale Bewegung von dem Kolben weg durch eine Anschlageinrichtung begrenzt wird. Die Kolbenstange ist zweckmäßig mit einer ϊuhrungseinrichtung versehen, die einer führungsplatte zugeordnet ist, welche bo eingerichtet ist, daß sie das eine Ende des Zylinders verschließen kann, um jede Drehung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder zu verhindern. Das andere Ende des Zylinders ist mit einer Öffnung versehen, mit der ein Ende des Behälters mit abdichtender Wirkung zusammenarbeiten kann.

An dem Zylinder kann eine Abdeckung befestigt sein, und hierbei ist die Führungsplatte zwischen der Abdeckung und dem Zylinder angeordnet, und es ist ein Betätigungsglied vorhanden, das an dem zweiten Kolbenstangenteil befestigt ist, welches durch eine Öffnung in dem von dem Zylinder abgewandten Ende der Abdeckung ragt. Der Kolben ist vorzugsweise in dichtung auf seine ruhestellung vorgespannt, bei der die Anschlageinrichtung in Berührung mit der Abdeckung steht; zu diesem Zweck ist z.B. eine Schraubenfeder vorhanden. Bei dieser Ruhestellung ist der Kolben

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in einem Abstand von dem Ende des Zylinders angeordnet, das mit einer Öffnung zum !.erstellen einer verbindung zu dem Behälter versehen ist.

Der Zylinder kann nahe der mit dem einen Ende des Behälters zusammenarbeitenden öffnung mit einer Düse oder dergleichen versehen sein, die es ermöglicht, beim Gebrauch der Vorrichtung den von dem Kolben überstrichenen Teil des Zylinders zur Atmosphäre zu öffnen.

Die Öffnung des Zylinders, die mit abdichtender Wirkung mit dem einen Ende des Behälters zusammenarbeitet, ist vorzugsweise mit einer elastischen Dichtungseinrichtung versehen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise als Seitenansicht und teilweise als Längsschnitt gezeichnete Darstellung einer Vorrichtung mit einem Zylinder und einem Kolben;

Fig. 2a einen Längsschnitt durch ein einen Bestandteil der Vorrichtung nach Fig. 1 bildendes Dichtungsteil;

Fig. 2b die untere Stirnfläche des Dichtungsteils nach Fig. 2a;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Zylinder und einem Kolben;

Fig. 4a einen Länrsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines zur Verwendung bei den Vorrichtungen nach Fig. 1 und 3 verwendbaren Dichtungsteils;

Fig. 4d die untere Stirnseite des Dichtungsteils nach i'ig. 4a; und

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Pig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 3·

Zu der in Iig. 1 dargestellten Vorrichtung gehört ein zylindrisches Gehäuse 1 zum Abgrenzen einer Kolbenkammer, die durch eine Überwurfmutter 3 mit einer allgemein zylindrischen Abdeckung 2 verbunden ist.

In der Kolbenkammer ist ein Kolben 5 aus einem Elastomermaterial gleitend geführt, und dieser Kolben ist auf einem nicht dargestellten Tragflansch angeordnet und an einem ersten Kolbenstangenteil 6 befestigt, das eine allgemein zylindrische Form hat, jedoch zwei radial nach außen ragende Kippen 8 aufweist, die einander diametral gegenüberliegen. Las Kolbenstangenteil 6 ragt durch eine Führungsplatte 9, die zwischen dem Zylindergehäuse 1 und der Abdeckung 2 angeordnet ist und durch diese Teile in ihrer Lage gehalten wird. Die Form der Öffnung der Führungsplatte 9 entspricht der Querschnittsform des Kolbenstangenteils 6, so daß dieses Kolbenstangenteil nicht um die Achse der Vorrichtung gedreht werden kann, sich jedoch axial bewegen läßt.

Das freie Ende des Kolbenstangenteils 6 ist mit einer axialen Gewindebohrung 11 versehen, in die ein dazu passendes, mit Außengewinde versehenes zweites Kolbenstangenteil 12 eingeschraubt ist, welches an einem Betätigungsteil 13 in Form eines gerändelten Drehknopfes 13 befestigt ist, welcher an seinem unteren Ende einen als Anschlag zur Wirkung kommenden Flansch 14 trägt. Der Drehknopf 13 ragt durch eine zentrale Öffnung in der oberen Stirnfläche der Abdeckung 2, und der Flansch 14, der einen größeren Durchmesser hat als diese Öffnung, wird gegen die Innenseite der Stirnfläche der Abdeckung 2 durch eine Schraubenfeder 16 vorgespannt, die zwischen der Führungsplatte 9 und dem Flansch 14 angeordnet ist.

Das Zylindergehäuse 1 v/eist an seinem unteren Ende eine normalerweise durch eine Schraubkappe 32 verschlossene

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Düse 20 sowie eine Cffnung 21 auf, welch letztere die Kolbenkammer mit einem Ende einer in !ig. 1 mit gestrichelten Linien teilweise angedeuteten Pipette oder einem mit Teilstrichen versehenen Hohr 31 verbindet. Die Öffnung 21 wird durch einen rohrförmigen Ansatz 22 abgegrenzt, der an seinem freien Lnde mit einem Außengewinde versehen ist, das mit einer überwurfmutter 23 zusammenarbeitet, welche in Verbindung mit einem Dichtungsteil 24 aus einem L.t_otomermaterial eine nach außen abgedichtete Verbindung zwischen dem Zylindergehäuse 1 und der Pipette 31 herstellt.

Das Dichtungsteil 24 ist allgemein rohrförmig und weist einen Abschnitt 25 auf, der von dem rohrförmigen Ansatz 22 aufnehmbar ist, ferner eine Mngschulter 26, die sich am freien Ende des rohrförmigen Ansatzes 22 abstützen kann, sowie einen weiteren rohrförmigen Abschnitt 28, der einen größeren Außendurchmesser hat als der Abschnitt 25,- und der von einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 24 der Überwurfmutter 23 aufnehmbar ist.

Gemäß Pig. 2b hat der Abschnitt 28 des Dichtungsteils 24 eine elliptische Außenform, und durch diesen Abschnitt erstreckt sich eine kreisrunde Öffnung, so daß die Wand des Abschnitts 28 zwei relativ dünne Abschnitte besitzt, die den Abschnitt 28 zwingen, zwei Lippen zu bilden, wel che einen Schlitz abgrenzen, der das benachbarte Ende der Pipette 31 aufnimmt, wenn die Überwurfmutter 23 auf das Außengewinde des Ansatzes 22 aufgeschraubt wird.

Eine etwas abgeänderte, jedoch allgemein ähnliche Ausführungsform eines Dichtungsteils 24 aus einem Elastomermaterial ist in Fig. 4a und 4d dargestellt; in diesem Fall hat der Abschnitt 28 eine zylindrische Außenform, ist jedoch mit drei relativ dünnen Abschnitten 29 versehen, die drei oder mehr Lippen bilden, wenn die überwurfmutter 23 auf den Ansatz 22 aufgeschraubt wird. Die Cfιrung des Dichtungsteils 24 verjüngt sich von unten nach oben, z.B. von einem Durchmesser von etwa 8,7 nun auf einen Duramnesser

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von etwa 4 mm, um jeweils ein Ende einer Pipette aufnehmen zu können.

Bei einer Gebrauchsweise der Vorrichtung wird das rohrförmige Ende einer Pipette 31 unter Kraftaufwand in das Dichtungsteil 24 eingeführt, und die Überwurfmutter wird durch Drehen gegenüber dem Zylindergehäuse 1 festgezogen, so daß die Lippen des Dichtungsteils das Ende der Pipette mit abdichtender Wirkung umschließen. Dann wird das freie Ende der Pipette in eine Flüssigkeit eingetaucht, die von der Pipette angesaugt werden soll. Hierauf dreht man den Knopf 13, um das Kolbenstangenteil 12 in das Kolbens tangent eil 6 einzuschrauben. Da der Knopf 13 durch die Feder 16 gegen die Abdeckung 2 vorgespannt ist, wird hierbei der Kolben 5 gemäß Fig. 1 nach oben gezogen, um Flüssigkeit in die Pipette hineinzusaugen. Sobald die Pipette die gewünschte Flüssigkeitsmenge aufgenommen hat, ist es möglich, die Flüssigkeit dadurch abzugeben, daß der Knopf 13 entgegen der Kraft der leder 16 niedergedrückt wird, so daß die Flüssigkeit schnell abgegeben wird, wenn die Pipette ein solches schnelles Abgeben zuläßt. Alternativ kann man den Knopf 13 entgegengesetzt zu der Dr&hrichtung beim Ansaugen von Flüssigkeit drehen, so daß der Kolben 5 allmählich nach unten geschoben wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorrichtung in Verbindung mit einer Pipette nach Art einer Bürette bei Titrationen zu benutzen, bei denen es erforderlich ist, eine Flüssigkeit jeweils tropfenweise abzugeben. Llan kann die Anzahl der Gewindegänge der beiden Kolbenstangenteile 6 und 12 je Längeneinheit so wählen, daß sich leicht jeweils nur ein einziger Flüssigkeitstropfen abgeben läßt.

Eine weitere Möglichkeit zum Abgeben der Flüssigkeit aus der Pipette besteht darin, daß man die Schraubkappe 32 über der Düse 20 teilweise abschraubt, damit Luft aus der Umgebung in den Zylinder eintreten kann, um ein ungehindertes Ausströmen der Flüssigkeit aus der Pipette zu ermöglichen. Dieses Merkmal ermöglicht es, die Vnrrich:^.-.„v

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in Verbindung mit Pipetten zu benutzen, die unter der Annahme geeicht sind, daß die Flüssigkeit nicht durch Aufbringen eines Drucks aus der Pipette verdrängt wird.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Abgeben von flüssigkeit aus einer Pipette ist gemäß Pig. 3 und 5 eine federnde Klammer 33 vorhanden, die zwei Eacken 37 aufweist, mit denen sich das Bauteil auf den Ansatz 22 aufsetzen läßt, wobei zwei gemäß Fig. 3 an dem Ansatz 22 ausgebildete Vorsprünge 36 die Klammer in Anlage an der unteren Stirnfläche des Zylindergehäuses 1 halten. Die federnde Klammer 33 ist mit einem Kappenabschnitt 35 versehen, der mit der Düse 20 zusammenarbeitet, um sie geschlossen zu halten, und ferner ist ein Ansatz bzw. eine Handhabe 34 vorhanden, der sich gemäß Fig. 3 durch den Benutzer der Vorrichtung nach unten drücken läßt, um die Klammer so zu verformen, daß der Kappenabschnitt 35 von der Düse 20 abgehoben wird, um Luft in die Zylinderkammer eintreten zu lassen. Die Klammer 33 besteht vorzugsweise aus einem harten, elastischen Kunststoff, z.B. Nylon. Die Dichtungsfläche des Kappenabschnitts 35 ist vorzugsweise mit einem Belag aus einem weichen, elastischen Werkstoff, z.B. Gummi, versehen.

Wird die Pipette dadurch gefüllt, daß zuerst der Knopf 13 niedergedrückt wird, daß dann die Pipette in die Flüssigkeit eingetaucht wird, und daß hierauf der Knopf 13 freigegeben wird, damit die Feder 16 den Kolben 5 wieder in seine Ruhestellung bringen kann, und wird die Pipette schließlich dadurch entleert, daß der Knopf 13 niedergedrückt wird, oder daß anstelle des Drehens des xvnopfes die Düse 20 zur Atmosphäre geöffnet wird, bleibt das von der Pipette angesaugte Flüssigkeitsvolumen bei allen Ansaugdüsen des Kolbens 5 annähernd konstant. Dies bedeutet, daß es möglich ist, mehrere gleich große Flüssigkeitsmengen schnell und genau anzusaugen und sie mit der Pipette wieder abzugeben, und daß es nur erforderlich ist, durch Drehen des ^nopfes 13 eine Feineinstellung der ge-

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wünschten Flüssigkeitsmenge zu bewirken.

Da die oberste Stellung des Knopfes 13 durch den Anschlagflansch "14 bestimmt wird, ist ersichtlich, daß die Höhe der Vorrichtung begrenzt ist, und daß sich die Vorrichtung daher leicht mit einer Hand benutzen läßt.

Die Teile der Vorrichtung bestehen vorzugsweise aus Kunststoffen oder anderen Werkstoffen, die einer Behandlung in einem Autoklav standhalten.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Ansprüche:

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Claims

ANSPRÜCHE

Λ J Vorrichtung mit einem Zylinder und einem Kolben zum Füllen und Leeren eines Behälters, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum "Variieren der wirksamen Eubstrecke des Kolbens (5)·
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hublänge des Kolbens (5) durch Ändern der Länge der Kolbenstange (6, 12) variierbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Andern der Länge der Kolbenstange ein Kolbenstangenteil (6) gehört, das an dem Kolben (5) befestigt ist und in Gewindeverbindung mit einem zweiten Kolbenstangenteil (12) steht, das ihm gegenüber drehbar ist, und daß die axiale Bewegung des zweiten Kolbenstangenteils" vom Kolben weg durch einen Anschlag (14) begrenzt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6, 12) eine Führungseinrichtung (8) aufweist, die einer Führungsplatte (9) zugeordnet ist,welche so angeordnet ist, daß sie ein Ende des Zylinders (1) verschließt, und die die Kolbenstange daran hindert, sich gegenüber dem Zylinder zu drehen.
5· Vorrichtung nach Anspruch 4 in Abhängigkeit von Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder (1) eine Abdeckung (2) befestigt ist, daß die iührungsplatte (9) zwischen der abdeckung und dem Zylinder angeordnet ist, und daß ein Betätigungsteil (13) vorhanden ist, das an dem zweiten Kolbenstangenteil (12) befestigt ist und durch eine öffnung in dem vom Zylinder

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abgewandten Ende der Abdeckung ragt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) elastisch in Richtung auf eine Ruhestellung vorgespannt ist, bei der der Anschlag (14) in Berührung mit der Abdeckung(2) steht.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenkammer des Zylinders (1) mit einer Öffnung (20) versehen ist, die es ermöglicht, die Kolbenkanmer zur Atmosphäre zu öffnen, und daß eine Einrichtung (52) zum Schließen dieser Cffnung vorhanden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß zu der Einrichtung zum Herstellen einer nach außen abgedichteten Verbindung zwischen dem Ende einer Pipette (31) und dem Innenraum der Pipette einerseits und der durch den Zylinder (1) und den Kolben (5) abgegrenzten Kammer andererseits ein rohrförmiges Bauteil (24) aus einem Elastomermaterial gehört, das geeignet ist, das Ende der Pipette zu umschließen, und das einen Dichtungsabschnitt (28) aufweist, der mindestens zwei durch einen Umfangsabstand getrennte, relativ dicke Wandabschnitte besitzt, die durch relativ dünne V.'andabschnitte (29) voneinander getrennt sind, und daß eine Einrichtung (23) vorhanden ist, die es ermöglicht, den Dichtungsabschnitt so zu verformen, daß er mit abdichtender Wirkung mit dem Ende der Pipette zusammenarbeitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verformen des Dichtungsabschnitös (26) des rohrförmigen E&uteils (24) aus einem Elastomermaterial ein Gehäuse (23) ist, das so in Gewindeverbindung mit dem benachbarten Ende des Zylinders (1) steht, daß es die Dichtungseinrichtung umschließt, und daß dieses Gehäuse eine konische Bohrung hat, deren V.'and sich an dem Dichtungsabschnitt abstützt und den Dichtungsabschnitt beim Aufschrauben des Gehäuses

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auf den Zylinder nach innen verformt
10. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Schließen der Öffnung (20) des Zylinders (1) eine Kappe (35) gehört, die mit dem Rand der Öffnung zusammenarbeitet und gegen diesen Rand elastisch durch ein federndes Bauteil (33) vorgespannt ist, das an dem Zylinder (1) befestigt ist und einen mit der Kappe zusammenhängenden Betätigungsabschnitt (3^) aufweist, der durch den Benutzer der Vorrichtung betätigbar ist, um die Kappe unter Kraftaufwand vom Rand der Öffnung des Zylinders abzuheben.

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