DE2351908A1 - Kompakte fluessigkeitsausgabevorrichtung fuer die ausgabe von abgemessenen mengen mehrerer fluessigkeiten - Google Patents

Description

Dr. Ing. H. Negendank Dipl. ing. H. Hauck - Dipl. Phy$. W. Schmitz Dipf. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnelt Rohe Scientific Corporation $ Münclian 2, M-szartstraBe 25

Telefon 5 33 05 86 926 South Lyon St. - -

Santa Ana, Kalifornien, USA 15. Oktober 1973

Anwaltsakte M-2844·

Kompakte Flüssigkeitsausgabevorrichtung für die Ausgabe von abge-

\ messenen Mengen mehrerer Flüssigkeiten

¹ - ■ .

insbesondere richtet sich die vorliegende Erfindung auf die gleich-]

zeitige Ausgabe verschiedener Flüssigkeiten aus verschiedenen Vorräten in verschiedenen Mengen. Besonderes Augenmerk ist darauf ge-

Richtet, daß die Flüssigkeitsausgabevorrichtung gleichzeitig verschiedene Flüssigkeiten aus verschiedenen Vorräten bei einem augen-j plicklichen Niederdrücken eines Umgehungsschalters abgibt.

jFlüssigkeitsausgabevorrichtungen, bei denen der Spritzenzylinder Ln Übereinstimmung mit zwei Ventilen an einem Einlaß und einem Ausmaß auf-und niederbewegt werden, sind bekannt und werden im allge-Ineinen unter dem Namen "Spritzenausgabevorrichtung" benutzt. Keine dieser Vorrichtungen ist in der Lage, gleichzeitig mehrere Flüssigkeiten abzugeben, wobei noch jede Flüssigkeit in vorgegebener Menge ausgegeben wird, indem verschiedene Spritzen von verschiedener Größe oder Spritzengleicher Größe benutzt werden, wobei bei den letz- j teren die Hubweite verschieden ist.

solche Flüssigkeitsausgabevorrichtung ist aber bei der che-

mischen Analyse erforderlich, wenn dort mehrere Reagenzien in unterschiedlichen Mengen gleichzeitig in dasselbe Reagenzglas oder in verschiedene Reagenzgläser eingegeben werden müssen. Daher ist es bislang in automatisierten Analysenanlagen erforderlich, so viele Flüssigkeitsausgabevorrichtungen zu benutzen, wie Reagenzien zugesetzt werden müssen.

Es. ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flussigikeitsausgabevorrichtung zu schaffen, mit der die gleichzeitige Zu-:

gäbe mehrerer Flüssigkeiten in abgemessenen Mengen möglieh ist.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsausgabevorrichtung ist dadurch ge-f kennzeichnet, daß an einem Ständer eine Klemmeinrichtung für das ! !Festklemmen von mindestens zwei Aufnahmebuchsen befestigt ist, in denen längliche Kolben verschiebbar gelagert sind, deren Kolben- ·,

j I

!köpfe jeweils aus einem Ende der Aufnahmebuchsen hervorragen, daß ,

I I

',für jeden Kolben ein gesonderter beweglicher Träger derart angeord-f [net ist, daß er mit dem zugeordneten Kolbenkopf zusammenwirken , ikann, daß gesonderte Hubstangen mit ja einem der beweglichen Träger' in Eingriff stehen, die jeweils einen einstellbaren länglichen Schlitz aufweisen, daß die länglichen Schlitze in einer im wesent-: liehen zur Ebene der länglichen Kolben sich erstreckenden Ebene li^-

gen und jede Hubstange in einen Schlitz eingreift, um die vertika-I Ie Bewegungsweite der Hubstange vor dem Eingriff der Hubstange mit dem zugeordneten beweglichen Träger einzustellen, daß mit den Hubstangen, ein Schlitten für das Anheben und Absenken der Hubstangen verbunden ist und daß ein Drehnocken und eine an den Schlitten an- - 3 -

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gekoppelte KurbelanOrdnung vorgesehen sind, wobei in dem Drehnok- ; ken ein Nockenschlitz für die Einstellung der Lage der Kurbelanordnung vorgesehen ist und die in den Schlitz eingreifende Kurbel-; anordnung den Hub des vertikal verschiebbaren Schlittens bestimmt.

Die erfindungsgemäße Flussigkeitsausgabevorrichtung kann eine be- | liebige Anzahl von Flüssigkeitsausgabeeinheiten aufweisen und diese Anzahl ist nur durch die jeweils gegebenen Erfordernisse be-

stimmt. In einem typischen Anwendungsfall bewegen sich fünf Kolben;

gleichzeitig,um verschiedene Mengen von fünf unterschiedlichen Flüssigkeiten auszugeben, wobei eine einzige Antriebseinheit die fünf Kolben bewegt. Die Größe der Kolben und die Bewegungsweit'e eines jeden Kolbens kann voneinander unabhängig eingestellt werden ist die Vorrichtung einmal eingestellt, so kann dieAusgabevorrichtung ihren vollständigen Ausgabezyklus durchführen, wenn ein Umgehungsschalter momentan niedergedrückt wird.

Ganz allgemein gesagt besitzt die Vorrichtung einen Motor, der den Nocken antreibt. Dadurch wird der Schlitten an dem Ständer auf- und niederbewegt. An dem Ständer ist die Klemmeinrichtung befestigt, mit der die Aufnahmebuchsen der Spritzen festgelegt werden können. Der Kolben einer jeden Spritze sitzt auf einem der gesondert angeordneten, beweglichen Träger. Die Hubstangen sind an dem Schlitten derart befestigt, daß eine freie Bewegung der Hubstangen möglich ist, ehe diese die beweglichen Träger erfassen und diese anheben. Die Bewegungsweite kann Null sein'; in diesem Falle heben die Hubstangen die zugeordneten Kolben^mwesentlichen um die maximal

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jnögliche Bewegurigsweite an und senken sie in entsprechendem Maße ab, (Andererseits kann die einzelne Hubstange 99 % ihrer gesamten/Weite johne Eingriff mit dem zugeordneten Träger durchlaufen und längs 1 % Ider Hubweite den zugeordneten Kolben anheben oder absenken. Daher jkann dem einen Kolben keine freie Bewegung und dem anderen Kolben ;99 % freie Bewegung zugeordnet werden, so daß der letztere nur jl % des mit Hilfe des ersten Kolbens ausgegebenen Volumens beim !gleichen Schlittenhub ausstößt. Auch die Bewegung des Schlittens ist einstellbar. Vorzugsweise gehört zu der Kurbelanordnung eine

den Drehnocken und den Schlitten verbindende Kurbelstange und eine \ Schwenk- !

^" verbindung, um die sich die Kurbelstange dreht. Der Abstand der iSchwenkverbindung vom Mittelpunkt des Drehnockens kann vergrößert ,

!oder verkleinert werden, wodurch der Durchmesser des Bewegungskrei-t

Ises der Nockenstange und damit der Maximalhub des Schlittens eingestellt werden kann. Mit Hilfe von Ausgleichselementen können Spritzen verschiedenen Durchmessers verwendet werden, wodurch die Flüs-

I sügkeitsausgabevorrichtung in weitem Maße an die einzelnen Analy- '

senaufgaben angepaßt werden kann.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher be-

!schrieben werden. Von den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Flüssigkeitsausgabevorrichtung;

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Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine Ausführungsform des Drehnockens, die von der in der Fig, I gezeigten abweicht;

Fig. 3a eine perspektivische Darstellung des'Bodenteils der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3b eine perspektivische Darstellung eines weiteren Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. H einen Längsschnitt durch die in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

!Fig. 5a einen Schnitt durch eine bevorzugte Ventilanordnung

j die in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 5b eine Explosionsdarstellung der Ventilanordnung;

Fig. 5p eine Klemmeinrichtung für die in der Fig. 5a gezeigten Ventilanordnung;

Fig. 6a eine andere sehr kompakte Ausführungsform der Ventilanordnung;

Fig. 6b eine andere Ausführungsform der Ventilanordnung, die der Anordnung gemäß Fig. 6a vergleichbar ist;

Fig. 6c eine andere Ausführungsform als Druckklemmeinrichtung

für die Steuerung des Ausflusses und Einflusses von : ' Lösung; °

j Fig. 6d eine schematische Darstellung zur Erklärung der Betriebsweise der in der Fig. 6ä gezeigten Anordnung; Fig. 7 eine bevorzugte Ventilanordnung;

Fig. 7a einrⁿUmgehungs/^schalte^der durch eine SchlittenanordnungI aktiviert wird; j

iFig. 7b ein elektrisches Sehaltdiagramm der in der Fig. 7 ge-

zeigten Anordnung. i - 6 -

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Ir. der Fig. 1 wird die Gesamtansicht der* erfindungsgemäßen Vorrichtung und in der Fig. M- ein Schnitt durch dieselbe gezeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für das Pumpen oder Ausgeben von Flüssigkeiten, d.h. Lösungen, Reagenzien, Testflüssigkeit usw. in mehreren Behältern in Form von Spritzenbuchsen Ia₅Ib₅Ic mit Hilfe von Kolben 2a,2b,2c ausgelegt, die mit Hilfe von Kolbenkopfbefestigungselementen 3a,3b,3c unterhalb der Spritzenbuchsen befestigt sind. Die Kolbenkopfbefestigungselemente 3a,3b,3c werden durch eine iRändelschraubenanordnung 3d gehalten (vgl. linke Seite der. Fig. 4).j

I I

!Die Kolben werden jeweils mit Hilfe von Kolbenkopfträgern 4a,4b,4c !nach unten gedrückt oder nach oben gezogen. Der einzelne Kolbenkopfträger geht in eine Trägerplatte 11a,11b bzw. lic über. Der 'Kolbenkopfträger und die Trägerplatte sind vorzugsweise aus einem Blechstück hergestellt, das unter 9o° gebogen worden ist. Wie aus jder Fig. 3a ersichtlich ist, sind unterhalb der Kolbenkopfträger !Volumeneinstellelemente 5a,5b bzw. 5c angeordnet, deren Funktions-

jweise weiter unten beschrieben wird.

; Getrennte Volumeneinstellung

!Die Volumeneinstellelemente 5a,5b,5c werden in der gewählten Einstellung durch Feststellmuttern 6a,6b und 6c gehalten. In jeder j der Tragplatten lla,llb,llc ist ein. Führungsschlitz 7a,7b bzw. 7c ^! ausgebildet. Von der von dem Volumeneinstellelement abgewandten Seite ist jeweils ein Gewindebolzen 8a,8b bzw. 8c eingesteckt, der durch eine Bohrung in dem Volumeneinstellelement hindurchgreift. Auf der anderen Seite der Gewindebolzen sind die Feststellmuttern

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BAO ORDINAL

aufgeschraubt. Vorzugsweise wird in dem Volumeneinstellelement die, Formgebung am Ende der Führungsschlitze wiederholt. Durch das Vo-

effektive lumeneinstellelement 5a,5b,5c kann die'Länge der Führungsschlitze :

verändert werden.

zusammen Mit dieser Einstelleinrichtung arbeitet eine Klemmeinrichtung*, wie sie in der Fig. 3b genauer dargestellt.ist. Die Klemmeinrichtung besteht aus zwei Klemmbacken 18a und 18b, von denen die Klemmbacke [l8a an einem Ständer 13 befestigt ist. In der Klemmbacke 18a sind ;

Weiterhin zwei Gewindebohrungen 9a und 9b vorgesehen, in die zwei lurch die Klemmbacke 18b geführte Gewindebolzen 18c bzw. 18d einschraubbar sind. Djfese Schrauben sollten im folgenden nicht mit den [ gewindebolzen 8a_s8b und 8c verwechselt werden,

[En die Führungsschlitze 7a,7b_s7c greifen Hubstangen loa₃ lob bzw. Loc ein, die bei der Aufwärtsbewegung der Kolben die Unterkante äer Volumeneinstellelemente 5a,5b und 5c erfassen und bei der Abwärtsbewegung der Kolben die unteren Kantenbereiche der Führungs-

Ischlitze 7a₉7b_?7c erfassen.

Die Hubstangen loa₃lob£oe sind an einem Hubstangenträger 11 befestigt , der seinerseits im unteren Bereich der Vorrichtung an einem zweiten Schlitten 12 befestigt ist, der im folgenden nicht mit einem oberen oder ersten Schlitten verwechselt werden sollte, der noch beschrieben wirdο

ι -

Vertikale Bewegung des unteren Abschnittes

= 8 —

Der zweite Schlitten 12 ist in vertikaler Richtung längs des Stän- :ders 13 hin- und herbewegbar. Weiterhin ist er mit einer Verbindungsstange lh verbunden. Der· Ständer 13 ist an einer Boden- oder-

15
Tischplatte^aus Metall befestigt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ■ist, neigen die Hubstangen loa,lob,loc zu einem Hin- und Hergang in den Führungsschlitzen 7a,7b,7c. Um eine solche Hin- und Herbewegung ;zu vermeiden, sind auf jeder der Hubstangen feste Scheiben 16 und 17 mit Abstand voneinander angeordnet, die eine fehlerfreie vertikale Bewegung gewährleisten. Bisher richtete sich die Beschreibung in erster Linie auf den unterhalb der Spritzenbuchsen Ia₅Ib₅ICj liegenden Teil der Vorrichtung. !

Abstützung der einzelnen Spritzen

[Die einzelnen Spritzen werden von den Klemmbacken 18a und 18b gehalten, in denen vertikal ausgerichtete konkave Ausnehmungen vorgesehen sind. Die Klemmwirkung wird die Gewindebolzen 18c und 18d erzielt5> die mit einem gerändelten Kopf versehen sind. ;

I j

! Vertikale Bewegung des oberen und unteren Teils ι

¹ Oberhalb der Spritzenbuchsen ist der obere oder erste Schlitten 19 auf dem Ständer 13 angeordnet» Der erste Schlitten und der zwei* te Schlitten 12 sind durch die sich vertikal erstreckende Verbindungsstange IH miteinander verbunden, wobei der .erste Schlitten 19 ■ an dem oberen Ende der vertikalen Verbindungsstange und der zweite Schlitten 12 am unteren Ende der vertikalen Verbindungsstange an-

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geordnet sind.

■Durch die vertikale Verbindungsstange 14 wird eine gleichzeitige Aufwärts- und Abwärtsbewegung der beiden Schlitten 12 und 19 sichergestellt. Die auf den einen Schlitten, z.B. oberer Schlitten 19, ■ aufgebrachte vertikale Bewegung wird auf den unteren Schlitten !Übertragen. Um den oberen Schlitten 19 zu einer Verschiebung längs des Ständers 13 zu veranlassen, ist eine Kurbelanordnung vorgesehen. Von der Rückseite des Schlittens 19 erstreckt sich eine Welle j

■ - ■ ι

21b axial nach hinten.Auf. diese Welle ist ein erstes Kugellager 2o.

aufgesetzt, dessen äußerer Laufring in einer Kurbelstange 22 gelagert ist. In dem anderen Ende der Kurbelstange ist ein zweites Kugellager 21 gelagert, dessen innerer Laufring eine sich parallel zur Welle 21b erstreckende Welle 21a hält. Somit sind beide Wellen! mit Hilfe der Kugellager 2o und 21 mit der Kugelstange 22 verbunden. Die Welle 21a liegt unterhalb der Welle 21b.

Die Hubweite der Kurbelstange 22 wird durch eine Nockenanordnung bestimmt, zu der ein radialer Schlitz 26 gehört, in dem die Welle 21a verschiedene Radiallagen einnehmen kann. Die Einstellung der

Radiallage wird mit Hilfe einer Einstellschraube 23 erreicht, die durch ein fest angeordnetes Haltestück 24, das ein Verschieben der Einstellschraube bei Drehung derselben verhindert, und durch eine Mutter 2 5 geführt ist₉ die sich verschiebt, wenn die£instellschrau-(-

be 2 3 gedreht wird. ;

I - Io -

Hubeinstellung

Die Welle 21a ist so angeordnet, daß sie radial in dem Schlitz 26 in einem Drehnocken 27 bewegbar ist. Diese Anordnung kann am besten anhand der Fig. 4 verstanden werden. Das Haltestück 24 ist mit dem Nocken 2 7 verschweißt. Die Einzelschraube 2 3 ist nur durch das HaI-testück 24 hindurchgeführt und steht nicht im Gewindeeingriff mit ,diesem. Im Gewindeeingriff steht sie mit der Mutter 25, die an der

Welle 21a befestigt ist.

Bei Drehung der Einstellschraube 23 bewegt sich die Mutter 25 nach!

oben oder unten, so daß die Welle 21a eine entsprechende Radialbe-

wegung in dem Schlitz 26 ausführt. Dadurch wird die Kurbelstange j

¹ · ι

;2 2 bewegt, die ihrerseits die mit dem oberen oder ersten Schlitten

I 21b

19 verbundene Welle/anhebt oder absenkt. Da der obere oder erste !Schlitten 19 durch die Verbindungsstange 14 mit dem zweiten oder !unteren Schlitten 12 verbunden ist, wird auch der untere Schlitten¹ 'in vertikaler Richtung bewegt. Damit sich die Mutter 25 nicht in j

der Horizontalebene drehen kann, ist die Mutter mit einem Führungsf zapfen 28 versehen, der unterhalb der Welle 21a ebenfalls in den !Schlitz 26 eingreift. Der Drehnocken 27 ist mit einem Axialansatz , 29 versehen, der von einer Antriebswelle 3o angetrieben wird. Un- ί ter der Antriebswelle 3o ist ein Motorträger 31 für das Abstützen eines mit der Antriebswelle 3o verbundenen Elektromotors 32 an der Bodenplatte 15 befestigt. Auf der Rückseite des Motors ist eine Wechselspannungsspeiseleitung/vorgesehen. Dieser Texl der Vorrichtung, d.h. der Nocken und der Motor sind vorzugsweise in einem Ge-

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häuse 34 angeordnet, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Der Drett

nocken 27 wird auch im Zusammenhang mit einem Umgehungsschalter 35

benutzt, der ein Schaltrad 35a besitzt, das mit dem Nocken zusammenarbeitet .

V ent i!anordnung Am oberen Ende einer jeden Spritzenbuchse Ia₅Ib₅Ic ist ein An-

i ^3t> - · .

^!schluß^/für eine Rohrleitung vorgesehen, die zu dem in den Fign. 5a j5b und 5c gezeigten Drehventilanordnungen 37 führen» Die Drehven- I itile werden durch eine Ventilwelle 37a betätigt und in der Fig. 5b |ist ein einzelnes Ventil 37b dargestellt. Die Anzahl der Ventile !entspricht der Anzahl der vorgesehenen Spritzenbuchsen.

jDie Ventile 37 werden mit Hilfe eines Ventilmotors 38 betätigt, dei jdie Ventilwelle 37a und einen Ventilnocken 39 dreht=

'in der Mitte eines jeden Ventils dreht sich die Welle 37a. Die WeI

jIe dreht so viele Ventilkörper wie Spritzen vorgesehen sind. In den}¹

i- ■ . ■

■Fig. 5 ist eine genaue Darstellung.eines einzelnen Ventils zu seihen. Die Ventilbaugruppe weist drei Platten 4o,41 und 41a auf, wobei die Platten Ho und 41 aus Metall und die Platte UIa aus Kunststoff, wie ZoB. Polytetrafluoräthylen hergestellt sind» Jede der Platten 4o und 41 weist zwei Löcher 42₃43 bzw. 44,45 auf _s während die mittige Platte 41a nur eine Bohrung 46 aufweist. Weiterhin ist die mittige Platte mit einem Einschnitt oder einer Nut 47 versehen, um eine Keilverbindung der mittigen Scheibe mit der Welle 37a

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:zu ermöglichen. Die von dem Spritzenanschluß 36 herangeführte Lei- ·.

tung'ist mit den Bohrungen 42 und 43 der Platte 4·ο verbunden. Bei !Drehung der Welle 37a dreht sich die mittige Kunststoffplatte 41a. ' Die beiden anderen Platten Ho und 41 drehen sich nicht, da die seine Platte mit der Rohrleitung 48 und die andere Platte mit einer lAustrittsrohrleitung 49a,49b bzw. 49c und einer Eintrittsrohrlei- , jtung 5oa,5ob bzw. 5oc verbunden ist, die an die Bohrungen 4-4 bzw. :

|45 herangeführt sind. Die Öffnungen in den beiden Platten 4o,41, durch die die Ventilwelle 37a geführt ist,sind im Durchmesser größer als die Ventilwelle 37a, so daß diese ohne Drehung der beiden Platten ungehindert drehen kann. Die Platten werden auch an einer Drehung durch eine Klemmeinrichtung gehindert, die die drei Platter, !zusammenhält und eine Drehung der äußeren Platten verhindert. Aus der Fig. 5b ist abzulesen, daß der Durchmesser der mittleren Platte vorzugsweise kleiner ist als der Durchmesser der beiden außenliegenden Platten 4o und 41.

Ventilbetätigung

Die in der Fig. 5 gezeigte schematische Darstellung läßt eine einfache Erklärung der"Ventilbetätigung zu» Bei jedem Ventil sind die beiden Öffnungen in der ersten Metallplatte über die Rohrleitung

mit der zugeordneten Spritze verbunden. Die eine Öffnung in der zweiten Metallplatte 41 ist mit der Auslaßöffnung 49b verbunden, ■wenn das mittige Ventil in Betracht gezogen wird. Die andere Öffnung ist mit einer Einlaßrohrleitung 5ob und damit mit einem Berater 51b für die Aufnahme eines Reagens verbunden. In der gezeig-

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ten Lage, welches die Ausgabelage ist, bewegt sich der Kolben nach oben und drückt die Lösung durch die Öffnungen 4-2 und 44 hinaus. Bei Niedergang· des Kolbens dreht der Motor 38 die mittige Platte M-Ia derart, daß das Loch 4-6 nun eine Verbindung zwischen den Löchern 43 und 45 ermöglicht, die ja nicht bewegt worden sind. Der . Kolben bewegt sich nun unter Ansaugung der Lösung aus dem Behälter, 51b nach unten. Wenn der Ventilmotor 38 wieder erregt wird,"bewegt. sich die Bohrung 46 in der Platte 41a wieder zurück in die in der

■ ί

jFig. 5a gezeigte Anfangslage. Wenn nun der Kolben sich nach oben

bewegt, wird nun die Flüssigkeit durch die Löcher 42,46 und 44 in die zugeordnete Aus gangs leitung 4-9 b gedrückt.

;In der Fig. 5b ist der Ventilnocken 39 perspektivisch dargestellt,

I ■ ■

so daß zwei Einsenkungen und zwei Erhöhungen der Nockenbahn deutlich erkennbar sind. Das zugeordnete Schaltrad 52 des Ventilnocken-- !schalters ist in einer Lage gezeigt, in der es in eine der Einsendungen eingreifen sollte. Der Ventilmotor wird geschaltet, und der !Nocken 39 dreht so lange, bis das Schaltrad 52 erneut in eine Ein-

,Senkung eingreift, wodurch der Rotor gestoppt wird. Diese Betriebs-· .weise wird später diskutiert.

Anhand der Fig. 5c soll nun die Klemmeinrichtung zum Festlegen der verschiedenen Platten-der einzelnen- Ventile genauer besehrieben werden. Die Klemmeinrichtung 5 3 hält die¹drei Platten eng zusammeni Zu diesem Zwecke ist eine erste Klemmplatte 5.4 zusammen mit einer zweiten Klemmplatte 55 vorgesehen, durch die vier Gewindebolzen 56„ 57,58 und 59 geführt sind, d.h. die beiden Klemmplatten werden mit^:

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Hilfe der Gewindebolzen aufeinander zu gezogen₉ indem die auf den Enden der Gewindebolzen aufgeschraubten Rande limit tern angezogen werden. Zwischen den Muttern und den Klemmplatten sind Federn und Unterlegscheiben 60 vorgesehen, so daß beim Anziehen der Muttern die Ventilelemente federnd gegeneinander gedrückt sind, wodurch eine Einstellung der Ventilspannung derart möglich ist, daß idie Abdichtung zwischen den einzelnen Platten für die Verhinderung einer Leckage ausreicht und die gegenseitige Beaufschlagung nicht jso groß ist, daß der Ventilmotor 38 die mittigen Platten M-la'dre-

'hen kann. Die Klemmplatten 54· und 55 sind mit Ansätzen 61 und 62 jversehen, so daß die Klemmplatten nicht nur zur Beaufschlagung der^: ! · der

Ventilplatten dienen, sondern auch eine Drehung* Ventile verhin-

dern können. Die drei Ventile (je 1 für jede Spritze) werden durch eine horizontale starre Führungsstange 6 3 gehalten, wie es auch aus denfig. 7 ersichtlich ist. Die Führungsstange 63 ist in geeigneter:

Weise starr mit der Klemmeinrichtung zum Festklemmen der Spritzenbuchsen verbunden. Dadurch wird bei Drehung der mittigen Platte > durch die Ventilwelle 3 7a eine Drehung der gesamten Ventilanord-

j nung vermieden. Die Ansätze 61 und 6 2 weisen Bohrungen 64- und 64a ' auf, so daß die starre Führungsstange 63 durch sie hindurchgeschraubt werden kann. Die Betriebsweise und die Anordnung dieser Ventile kann auch aus der Fig. 7 entnommen werden. Für jedes Ventil ist dort nur eine Klemmeinrichtung dargestellt, um nicht die einzelnen Ventile an ihrem Arbeitsende, an dem die Flüssigkeiten ein- und austreten, abzudecken.

Andere Ventilanoranungen

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In der Fig. 6a ist eine andere Ventilanordnung gezeigt. Das in der _: Fig. 6a gezeigte Ventil besitzt zwei Ventilkörper 6 5 und 65a aus j Gummi, die jeweils durch eine Feder 67 bzw. 6 7a beaufschlagt sind.: All das ist in einem Metallrahmen gehalten, der in einen LUER-Anschluß der Spritze eingeführt ist. Diese Ventilanordnung ist dann , der Spritze angepaßt und braucht keine andere Abstützung. Die Ein-, jlaßleitung 5o und die Auslaßleitung 49 werden so angeschlossen, daß , bei Bewegung des Kolbens nach unten das entstehende Vakuum den ^: Gummiventilkörper 65 von seinem Sitz abhebt und somit Flüssigkeit j in die Spritze einströmen läßt. Dasselbe Vakuum führt zu einem gleichzeitigen Aufsetzen des Ventilkörpers 65a, der von der Feder i 6 7a gehalten wird. Beim aufwärts gerichteten Hub führt das Zusam- ;

j ' ■ .

j menwirken von Feder und Druck zum Schließen des Ventils durch den

I zum

I Ventilkörper 65a und/Öffnen des anderen Ventils durch den Ventil-

; körper 65a, indem die Feder 67a zurückgedrängt wird, so daß Flüssigkeit durch die Rohrleitung 49 nach außen gedrückt werden kann. Die ganze Spritzenbaugruppe wird in einem festen Metallgehäuse gehalten, das direkt auf den Spritzenkopf paßt und keiner anderen Abstützung bedarf. Diese Art von Ventilanordnung ist kommerziell I verfügbar.

i -

In der Fig. 6b ist eine weitere Ausführuhgsform der Ventilanordnung - gezeigt, bei der ein Glasrohr 71 vorgesehen ist, indem zwei Kugelventxlkörper 72 in geeigneten Ventilkammern gelagert sind. j Das Rohr 71 ist mit dem weiblichen Anschluß 74 einer KugelverbindUng verbunden, während das männliche Gegenstück 75 mit der zugeord- , neten Spritzenbuchse la verbunden ist. Bei Abwärtsbewegung des ;

- 16 - ^:

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!Kolbens wird die Ventilkugel 72 angehoben und dioVentilkugel 73 abfjgesenkt. In diesem Falle fließt Flüssigkeit in die Spritze. Danach Ϊwird die Ventilkugel 7 3 angehoben und die Ventilkugel 72 abgesenkt

j so daß Lösung durch die Auslaßleitung 5o ausgedrückt wird. Die Bejfestigung der Ventilanordnung an der Kugelverbindung der Spritze j macht ein entfernendes Ventilsystem im Falle von Bruch oder fehlerihaften Arbeitens sehr leicht* Eine Klemme wird bereit gestellt und diese sind auch kommerziell für das Festklemmen der Kugelventile an Ort und Stelle käuflich erwerbbar; auch dadurch wird ein kompak·- ter Aufbau erreicht. In dem System nach Fig. 1 wird bei Verwendung einer solchen Anordnung ebenfalls ein kompakter Aufbau erreicht werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind drei derartige Ventilsätze erforderlich.
In der Fig. 6c wird eine Anordnung beschrieben, die ebenfalls sehr wirkungsvoll ist. Auf einer Platte werden Elektromagneten 75,76 und 77,78 paarweise montiert. Durch diese Elektromagneten können mehrere Rohrleitungen abgeklemmt werden₅ wenn sie in geeigneter Weise mit Druckelementen verbunden werden j auf diese Weise wird eine Ventilwirkung erzielt. Die Elektromagneten besitzen Weicheisenanke i 783So₅8I₉82, die paarweise mit Druckplatten 8 3 bzw. 84 verbunden sind. Bei Erregung der Elektromagnete werden die Anker 8o und 79 I in die Elektromagnete 9 3 und 76 und die Anker 81 und 8 2 in ' die Elektromagnete 77 und 78 hineingezogen, Bei dieser Ausführungs ' form sind die Einlaßleitungen 5oa,5ob und 5oc und die Auslaßleitungen 49a,49b und 49c in einer Richtung durchgehende Rohrleitungen. ' i Mit Hilfe von Y-Verbindungsstücken sind Seitenleitungen vorgese- ¹ hen, die zu den einzelnen Spritzen führen. Jede der Einlaßleitun- ^: - 17 -

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gen endet in einem Aufnahmebehälter 5la,5Ib bzw. 51c für die Auf- !

nähme von Reagenzien. Wie aus der Fig. 6c ersichtlich ist, werden ^l bei Abwärtsbewegung der Kolben die Elektromagnete 75 und 76 erregt,! so daß die Auslaßleitungen abgeklemmt sind. In diesem Falle tritt ; Flüssigkeit in.die Spritzen ein, z.B. aus dem Behälter 51a durch ■' die Einlaßleitung 5oa in die Spritze. Bei dem Aufwärtsschub werden | die Elektromagnete 77 und 78 erregt, so daß die Einlaßleitungen ab-; ■geklemmt werden. Die Elektromagnete 75 und 76 sind entregt, so daß | die Auslaßleitungen frei sind und Flüssigkeit durch die Auslaßleitungen 49,49c und 49 b ausgedrückt werden kann.

Der Mechanismus der in der Fig. 6c gezeigten Anordnung ist anhand der Fig. 6d verständlich. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Druckelemente 83 und 84- vorzugsweise keine Plattenform aufweisen, sondern mit einer scharfen Arbeitskante versehen sind, um ein siehe res Abklemmen der Leitungen zu ermöglichen. Daher sind in der Fig. 6 die Druckelemente mit einem dreieckigen Querschnitt versehen. In der Fig. 6c sind zwar zwei mit den Druckelementen 83 und 8M- zusammenwirkende Platten 85 und 86 dargestellt, die beiden Platten können jedoch selbstverständlxch zu einer Platte zusammengefaßt werder [Obwohl diese Ventilanordnung in der schematischen Darstellung gemäJS Fig. 6 sehr weitläufig aussieht₅ kann sie bei einer tatsächlichen Ausführung sehr kompakt und klein,hergestellt werden und in geeigbeter Weise betrieben werden« Die Anordnung ist leicht zu steuern und wirksam in dem angestrebten Arbeitszweck der erfindungsgemäßen

!Anordnung» Wie bereits dargelegt wurde_s liegt hier ein durchgehendes. Rohrsystem vor und die einzelnen Spritzen sind an die jeweilig^

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Hauptleitung mittels Y-Anschlußstücke 87,88 und 89 verbunden.

Die Druckplatten 8 3 und'8¹J- wirken auf die Hauptleitungen ein, wenn die einzelnen Elektromagnetpaare erregt sind. Die Elek-tromagnete selbst werden durch geeignete Zuleitungen 9o,91 bzw. 92,93 erregt.

Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Der Betrieb der Vorrichtung wird durch die Stellung eines Nocken-

motorumgehungsschalters 94 und eines Ventilmotorumgeheungssehalters 95 bestimmt (vgl. Fig.7b). Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung überbrückt der Nockenmotorumgehungsschalter 9M- den Umgehungs-' Ischalter 35 und der Elektromotor 32 wird erregt. Der Drehnocken 271

I j

!dreht sich so lange, bis das Schaltrad 35a des Umgehungs-schalters

i :

'wieder in eine Vertiefung zurückfällt, so daß der Elektromotor ge-

ι stoppt wird. Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform beweg]; !sich der Drehnocken 2 7 dann um 36o°. Bei einer anderen Aus führung sf-

!form kann der Drehnocken sich z.B. um 18o drehen. Dies wird mit

ider in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Drehnockens 27 erreicht , bei der zwei Vertiefungen Io9a und Io9b in der Nockenlauf-'bahn vorgesehen sind, die um 18o gegeneinander versetzt sind. Der Drehnocken 27 ist mit der Kurbelstange 22 verbunden, die sich auf 1 dem auf der Welle 21a angeordneten zweiten Kugellagerverschwenken kann. Wie bereits ausgeführt, ist die radiale Lage der Welle 21a bezüglich des Drehnockens 27 einstellbar₉ da die Welle 21a in dem

2 3 Schlitz 26 mit Hilfe der Einstellschraubeι auf- und niederbewegt werden kann. Die Einstellschraube wird durch das Haltestück

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24· derart gehalten, daß die Einstellschraube bei ihrer Drehung sicji

bezüglich des Drehnockens 27 weder vorschieben noch zurückziehen j kann. Wie aber aus der Figur ersichtlich und bereits kurz beschrief ben worden ist, führt die Drehung der Einstellschraube 23 zu einer entsprechenden Bewegung der Mutter 25, die die Welle 21 a auf- und niederbewegt. Bei der Bewegung der Mutter 25 gewährleistet der in den Schlitz 26 eingreifende Führungszapfen eine rüttelfreie Beweigung. Auf diese Weise kann der Drehkreis, mit dem das untere Ende der Kurbelstange 2 2 sich um die Achse der Antriebswelle 3o bewegt, verstellt werden. Dies wiederum führt zu einer Verkürzung oder Vergrößerung der Hubweite der Welle 21b, die mit Hilfe des ersten Kugellagers 2o drehbar in dem oberen Ende der Kurbelstange 2 2 gelajgert ist und starr mit dem ersten oder oberen Schlitten 19 verbunden ist. Die Bewegung des ersten Schlittens 19 führt zu einer synchronen Bewegung des zweiten Schlittens 12. Die Drehbewegung des Nockens 27 wird daher in eine Translationsbewegung der beiden Schlitten 19 und 12 längs des Ständers 13 übersetzt.

'Durch die Bewegung der Schlitten werden die Kolben in den Spritzen

j in Abhängigkeit von der Stellung des Drehnockens auf- und niederbejwegt.

Die Kolbenkopfbefestigungselemente 3a,3b und 3c sind vorzugsweise aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellt und werden in der beschriebenen Weise durch die Rändelschrauben 3d gehalten, die in dep

Fig. 4 dargestellt sind. j

'. ■ -j

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Die Hubstangenloa, lob und loc greifen in die Schlitze 7a,7b,7c : sin und bei Aufwärtsbewegung der Hubstangen bewegen sich diese so i Lange frei in den Schlitzen, bis sie einzeln die Volumeneinstell- ^lemente 5a,5b,5c berühren. Bei der Abwärtsbewegung der einzelnen

flubstangen bewegt sich diese in dem Schlitz nach unten, bis sie aufj

lern Boden des Schlitzes aufsitzt und somit die Tragplatte 11a,11b . lic nach unten zieht. Die Weite der möglichen Kolbenbewegung

durch die individuelle Verschiebung der Volumeneinstellelemen-te und anschließende Festlegung derselben an der Tragplatte mit 3ilfe der Feststellmut. «rern 6a,6b,6c und der Gewindebolzen 8a,8b,8c srreicht. Bei erneuter Einstellung wird die Feststellmutter gelokkert das Volumeneinstellelement längs der Tragplatte nach unten oder aben verschoben ₉ um die verbleibende effektive Schlitzlänge einzu-

stellen. Aus der Fig. 3a kann abgelesen werden, daß die Hubstange lob den Kolbenträger sofort nach Erregung des Elektromotors 32 anhebt. Die Hubstange loc bewegt sich aber um eine vorgegebene Bewe- !gungsweite in dem zugeordneten Schlitz 7c bis sie das Volumeneinstellelement 5c erfaßt und erst dann mit dem Anheben des zugeordneten Kolbens 2c beginnt.

Auf diese Weise bewegt sich der Kolben 2b um eine größere Hubweite jals der Kolben 2c, obwohl die beiden Hubstangen um dieselbe Bewe-

igungsweite nach unten und oben bewegt werden.

jDie in der Fig. 3a dargestellten Stangen weisen einen rechteckigen !Querschnitt auf. Damit wird eine glattere BewegungVexn geringeres !Rattern beim Anheben der Kolbenträger erreicht.

TO 9 8TS/0 4 4'Γ '

\ - 21 - 7351908

: Mechanische und elektrische Einzelheiten

: 9f .

;Der xn den Fign. 1 und 7b gezeigte Noekenmotorumgehungsschalter/ isij: !vorzugsweise als Fußschalter ausgebildet» Bei Betätigung des Schal4 ters 94 wird der Nockenschalter 35 überbrückt und damit der Motor :32 erregt. Der Motor 32 dreht so lange_s bis der Schalter 35 in eine .Vertiefung der Nockenlaufbahn des Drehnockens 27 einfällt, wodurch ider Kreis geöffnet und der Motor entregt wird. Bei jeder Betätigung

I des Fußschalters 9H läuft also ein vollständiger Ausgabezyklus ab.j Für die Betätigung der verschiedenen Einlaß- und Auslaßventile, die paarweise der einzelnen Spritze zugeordnet sind, werden die in den Fign. 5a,5b,5c,6a₉6b,6c und 7 gezeigten Ausführungsformen vor-

[geschlagene

In der Fig. 7 ist zunächst die stationäre Klemmbacke 18a der Klemmeinrichtung 18 dargestellt * die zum Festklemmen der einzelnen Spri zen dient» Die Ventilwelle 37a wird in Abweichung von der Ausführungsform gemäß Fig. 5a nicht direkt von einem Ventilmotor 38 angetrieben, sondern auf dem einen Ende der Ventilwelle 37a ist eine jerste Riemenscheibe loo befestigt₅ über die ein Riemen lol läuft.

!Der Riemen ist weiterhin über eine Riemenscheibe looa geführt, die auf der Aüsgangswelle eines Ventilmotors 98 sitzt« Bei Drehung des Ventilmotors werden die mittigen Platten der in der Fig, 7 dargestellten drei Ventile gedreht. Gleichzeitig wird der Ventilnocken j

■ ■ I ■39 gedreht3 um die Ventilmotorumgehungsschalter 95 und den Umge- i :hungsschalter 94- für den Hauptmotor 23 zu aktivieren oder zu reak»j tivieren. Dem Schalter 95 ist das Schaltrad 52 zugeordnet₉ xtfelches!

k © § i 1 i / 0 4 " "

jbereits in der Fig. 5b dargestellt ist. Die Relativlage der Scharträder der beiden Schalter wird so eingestellt, daß die Ventile sich gerade vor dem Anlauf des Hauptmotors 32 in ihrer gewünschten Lage befinden. Es ist sehr wichtig, daß die mittigen Scheiben gedreht
und damit die in der Fig. 5b näher bezeichneten Bohrungen aufeinander ausgefluchtet sind, e'he die Kolben zum Ansaugen der Flüssigkeiten nach unten bewegt werden.

|ln der Fig. 7 sind auch Abstands- oder Ausgleiclisstücke Io2 darge-

i '

stellt, die eine Verwendung von Spritzen unterschiedlichen Durch- j messers zulassen. Z.B. ist auf der linken Seite der Fig. 7 eine ;

1 ml Tuberculinspritze Io3 dargestellt. Die Ventilanordnung wird '· !durch 2 Seitenteile 1ο4· und Io5 abgestützt. I

Es wurde bereits erwähnt, daß der Drehnocken 27 nicht unbedingt

jeine volle 36o Drehung durchführen muß, sondern daß auch die in

!der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform möglich ist, bei der der Nok-

ken jeweils eine Drehung von nur 18o° durchführt. Eine solche An-

I i

lordnung kann oft von Vorteil sein. Wie auch aus der Fig. 2 ersieht4 ilich ist, kann der Umgehung s schalt er 35 in verschiedener Weise an-; ,geordnet sein. Es ist aber erforderlich, daS jeweils die mittige ;

j Ventilplatte 4-la gedreht und die Bohrungen in den Ventilplatten in i der 18o° Lage ausgefluchtet sind₃ so daß die einzelnen Kolben nach j oben bewegt werden■können und die Flüssigkeit ausgestoßen werden
kann. Wenn dieBohrungen in den Ventilplattesi bei Aufwärts- oder Abwärtsbewegung dev Kolben nicht aus geflucht ei: sind₉ wird sich natüri
lieh ©in Überdruck ausbilden «ad zu Problemen führen ο Dies wird da-"

18/0 4 4 7

23519

durch vermieden, daß der Ventilmotorschalter zuerst betätigt wird. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, daß bei Aufsetzen des Umgehungsschalters 94 auf dem Ventilnocken 39 der Schalter bei seiner Durch+ schaltung den Hauptmotor 32 aktivieren kann, indem der Umgehungsschalter 35 umgangen wird (vgl. Fig. 1). Wie aus der Fig. 7b ersichtlich ist, ist ein Fußschalter Io6 vorgesehen, der als Ventilumgehungsschalter zu bezeichnen ist. Bei momentanen Niederdrücken baut der Schalter Io6 eine Umgehungsverbindung für die in der Fig.

7 gezeigten Schalter 95 und Io8 auf. Dadurch wird der Ventilmotor 9 8 erregt..Bei.Drehung des Ventilmotors verläßt das Schaltrad 52 des Ventilmotorumgehungsschalters 95 eine/Vertiefung in der Nockenlaufbahn des Ventilnockens 39, so daß auch nach Freigeben des Venjtilumgehungsschalters Io6 der Ventilmotor 98 weiterhin erregt !bleibt. Der Motor bleibt so lange erregt, bis das Schaltrad ζ2 des Schalters 95 nach einer Drehung von 18o in die zweite Vertiefung der Nockenlaufbahn absinkt» In der Zwischenzeit ist aber der Nokkenmotorumgehungsschalter* 9¹* durch die Erhöhung der Nockenlaufbahn desselben Ventilnockens 39 betätigt worden_s und zwar mit einer Zeitverzögerung im Vergleich zur Betätigung^zeit des VentilmotoriUmgehungsschalters 95» Der Ventilmotor 98 dreht sich Z₀B₀ mit eine:

[Drehzahl von 25 Upm_s während der Hauptmotoz* 32 mit einer Drehzahl von nur 12 Upm dreht ο Wegen der Anordnung der Vertiefungen in der Nockenlaufbahn und den Unterschieden in den Drehzahlen dreht der 'Ventilmotor 98 um 18o° und kommt zur Ruhe, ehe sich der Hauptmotor in bemerkenswertem Ausmaß gedreht hat. Der Mockenmotorumgehungs- : schalter 9¹J schließt den Umgehungsschalter 35 kurz, so daß der Hauptmotor 32 anläuft. Dadurch steigt das Schaltrad 35a des Umge-

4 "

hungsschalters 35 aus der Einsenkung auf die Erhöhung der Nockenlaufbahn. Dies kann besonders gut aus der Fig. 2 abgelesen werden,

ibei der. die xn der Fig. 7 gezexgten Ventilanordnung verwendet wird» Bei kurzzeitiger Überbrückung dreht der-Drehnocken 27 so lange, bi& _;er nach einer Drehung um 18o wieder zur Ruhe kommt. Es war ja ge-S irade der Sinn der Ausbildung zweier Einsenkungen Io9a^: und Io9b in '.

jder Laufbahn des Drehnockens 27, anstelle der einen Einsenkung Io9 j, leine Drehung um nur 18o° zu erreichen.

Die Kolben werden nun ihre niedrigste Hubstellung erreichen und nor malerweise angehalten. Es ist aber der weitere Umgehungsschalter Io8 vorgesehen, der die Schalter 9 5 und Io6 kurzschließen kann. Wenn der untere Schlitten 12 seine unterste Lage erreicht hat, betätigt er den Umgehungsschalter Io8, wodurch der Ventilmotor 98 erneut überbrückt wird, so daß der Schlitten nach oben und von dem Umgehungsschalter Io8 fortbewegt wird, wodurch dieser geöffnet

wird. Der Drehnocken 27 dreht sich um 18o und kommt zur Ruhe, bis Ventil-

der^Motor durch den Fußschalter überbrückt wird. Diese Schaltkreijse sind in der Fig. 7b dargestellt.

Wichtige Einzelheiten der Arbeitsweise

Wichtig ist dann zu merken, daß die drei Ventile auf einer Welle gehalten sind. Die Welle wird in einer solchen Weise gedreht, daß ι ,eine durch einen Fußschalter ausgelöste Überbrückung eine 18o° Drei-[hung der Ventilkörper der Ventile auslöst und in den Ventilelemen-!

ten vorgesehene Bohrungen aufeinander ausfluchtet, wodurch ein Zu-j

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Λ - 25 -

!rückziehen der Kolben für das Einsaugen der Lösung ermöglicht wirdJ

I - ■ . ■ "

iWenn der einzelne Kolben seine tiefste Stellung erreicht hat, wird; ierneut ein Überbrückungsschalter I08 betätigt, der den Ventilmotor_; 9 8 erneut anlaufen läßt. Dadurch wird der eigentliche Ventilkörper· ;41a erneut gedreht und der Hauptmotor 32 ein zweites Mal angelas- ' ;sen, so daß die Kolben sich in den Spritzen.unter Austreiben der !eingesaugten Flüssigkeit nach oben bewegen und danach die Vorrichtung angehalten wird. Die Vorrichtung wird so lange nicht erneut i in Tätigkeit gesetzt, bis der Motorumgehungsschalter zum Ven-j· [tilmotor erneut niedergedrückt wird. Wenn der Schalter Io8 in Fort-· fall kommt, kann die Vorrichtung in der Weise betrieben werden, daß mit einem Niederdrücken des Fußschalters eine Bewegung der Kolben !nach unten und mit einem zweiten Niederdrücken des Fußschalters !eine Bewegung der Kolben nach oben ausgelöst wird.

iAus dem Vorstehenden geht hervor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mit großem Voria.1 in chemischen Analysesystemen benutzt werden kann, bei denen eine Vielzahl von Reagenzien gleichzeitig und !in verschiedenen Mengen zugegeben werden müssen, wobei Ventile be- !nutzt werden, die allen Zwecken gerecht werden und mit denen alle möglichen Flüssigkeiten einschließlich Säuren, Laugen und Lösungen ■.ausgegeben werden können» Es werden mehrere Spritzen benutzt, die unter£rfassung der Spritzenbuchsen sichel? festgeklemmt werden. Für das Festlegen eines jeden der Kolben ist eine besondere Klemmein- j

richtung vorgesehen, diese Klemmeinrichtung wird an einem Kolben- ' kopf träger befestigt', der vorzugsweise Teil eines rechtwinklig gebogenen Metallstückes ist» In dem einen vertikal ausgerichteten

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' 4098 ΙΈ / 0 44 7 "" '" "'"

Schenkel des Winkelstückes ist ein Schlitz vorgesehen, der eine Verschiedene" Einstellung der Bewegungsweiten nach oben und unten tier einzelnen Kolben ermöglicht. Das Ausmaß der freien Bewegung in jedem Schlitz bestimmt das Zeitintervall, während dessen der einzel ne Kolben nicht angehoben wird. Die Bewegung eines jeden Kolbens kann daher mit Hilfe der beschriebenen Hubstangen individuell verändert werden. Ein Nocken betätigt zwei Schlitten, die zur Führung der aufwärts und abwärts gerichteten Bewegung der Hubstangen dienen e beiden Schlitten sind mit Hilfe einer Verbindungsstange verbunden. Sie werden mit Hilfe eines großen Drehnockens auf- und ab verschoben, mit dem sie über eine Kurbelstange verbunden sind. An dem j prehnocken ist eine Schlitz-Schraubenanordnung vorgesehen, so daß

i ■ ι

der Drehkrexs des an dem Drehnocken befestigten Endes der Kurbelstange im Durchmesser verändert werden kann. Damitfeine weitere

Einstellmöglichkeit der Bewegungsweite der Kolben in den Spritzen gegeben. Zusätzlich wird eine besonders große Flexibilität dadurch erreicht, daß die Klemmstücke zum Festlegen der Spritze an dem Stänj der der Spritzen engen oder weiten Durchmessers festlegen können. jBelbst bei gleichem Hubweg für alle Kolben kann somit eine Ausgabe verschiedener Flüssigkeiten in verschiedenen vorgegebenen Mengen erfolgen.

Bei der bevorzugten Ventilanordnung weist jedes Einzelventil drei Scheiben oder Platten auf, wobei die äußeren Platten, mit zwei Bohrungen und die innere Platte mit einer Bohrung versehen ist, so daß abwechselnd die eine Bohrung mit einem Paar von Bohrungen der feststehenden Platten und mit dem anderen Paar in den äußeren festste-

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ihenden Platten und mit dem anderen Paar den äußeren feststehenden !

!Platten ausgefluchtet ist, wobei die beiden Stellungen um 18o° vonf

;einander verschieden sind. Damit kann jedes einzelne Ventil als j Einlaß- und Auslaßventil arbeiten, das das Einsaugen der Lösung in ι ;die Spritze und das Ausstoßen aus der Spritze in Abhängigkeit von i •der Auf- und Abbewegung des Kolben ermöglicht. Ein getrennter Ven-j itilmotor dreht die innenliegende Scheibe dieser Ventile, um die j Einzelbohrung in zwei um 18o verschiedene Stellungen zu bringen. \ Ein Ventilnocken dreht sich um dieselbe Achse wie die mittige j Scheibe, wodurch die Einstellung und Synchronisierung der Ventilbewegung mit dem den Drehnocken 27 bewegenden Hauptmotor 32 erreicht bar ist. Bei einer Stellung der mittigen Scheibe und dem Rückzug des Kolbens wird Flüssigkeit eingesogen, und nach erneuter Drehung jdes mittigen Ventilkörpers wird ein anderer Durchlaß aufgebaut, jder bei Aufwärtsbewegung des Kolbens das Ausstoßen der eingesaugte^ Flüssigkeit erlaubt. Diese Ventile können auf einer Achse angeordnet werden, wodurch ihre Montage erleichtert wird und die Ventilanordnung zu einem kompakten integralen Bestandteil der Vorrichtun wird. Ein typisches Ausführungsbeispiel war anhand der Fig. 7 be

schrieben worden. Dort wurde die Tuberculinspritze Io3 mit Hilfe i .

eines Ausgleichsstückes Io2 gehalten. Die Tuberculinspritze hatte ■nur eine Kapazität von 1 ml. Die anderen Spritzen hatten eine Kapa zität von Io ml. Bei vollem Hub stoßen daher die anderen Spritzen Io cm an Flüssigkeit aus. Die Tuberculinspritze aber kann so ein-

■"."·■· ■ "i

gestellt werden, daß ihr Kolben sich während des Arbeitshubs nur j

,um ein Zehntel der Hubweite bewegt, so daß sie nur o,l ml ausstößt,. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann also ein Flüssigkeitsver-

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hältnis von looo:l in praktisch durchführbarer Weise gleichzeitig

lausgegeben werden, während sich die Hubstangai um denselben Betrag jbewegen. Es soll festgehalten werden, daß die Einstellung auf dem ^!großen Drehnocken mit Hilfe des Schlitzes und der Einstellschraube !erforderlich ist₅ um das untere Ende der benutzten Spritzen annähernd !festlegen zu können, da Spritzen verschiedene Längen aufweisen < können. Einzelne Sätze an Spritzen können unter Umständen nicht in

! j

,geeigneter Positionierung ausgefluchtet werden. Mit Hilfe dieser · zusätzlichen Einstellmöglichkeit wird die Spritze mit der größten Hubweite festgestellt und der Maximalhub am Drehnocken 27 entsprechend den Daten dieser Spritze eingestellt. Andere Spritzen können natürlich auf kürzeren Hub eingestellt werden. Beide Volumeneinstellungen, d.h. die Einstellung am Nocken und die Einstellung am unteren Ende der Spritzen_}sind wesentlich und wünschenswert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch in einer Weise benutzt werden, bei der die Volumeneinstellelemente unter jeder Spritze nicht in unterschiedliche Lagen gebracht werden. In diesem Falle . werden die Kolben der Spritzen alle um dieselbe Hubweite bewegt:. Diese Hubweite wird mit Hilfe der Einstellschraube verändert. Wenn

jz.B. 4 ml aus 5 ml-Spritzen abgegeben werden sollen, braucht nicht jede Spritze einzeln eingestellt zu werden. Die Einstellung erfolg" j für alle Spritzen gleichzeitig durch Betätigung der Einstellschrau·- ^:be 23, so daß alle Kolben/^die gleiche Bewegungsweite bewegt werdenj. Andererseits können bei Verwendung zweier Spritzen unterschiedlichen Volumens unterschiedliche Volumen ausgegeben werden, ohne daß; :auf die Volumeneinstellelemente zurückgegriffen werden muß. Die ¹ Einstellmöglichkeit mit Hilfe der Volumeneinstellelemente gibt

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aber eine wesentlich größere Flexibilität hinsichtlich der Einsatz* mögliehkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Selbstverständlich kann dieVorrichtung ganz nach Wunsch in einer weniger flexiblen Arbeitsweise in Betrieb genommen werden.

Zusammenfassung

^;Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform dreht sich der Drehnocken 27 jedes Mal dann um 36o°, wenn der Umgehungsschalter 35 überbrückt wird. In der Fig. 1 sind drei Spritzen dargestellt, aus Übersichtlichkeitsgründen ist aber keine Ventilanordnung dargestellt. Die Fig. 2 bietet eine Aufsicht auf eine Nockenausfühjrungsform. Bei dieser Ausführungsform dreht sich der Nocken bei ;jeder Überbrückung jeweils um 18o°» da in der.Nockenlaufbahn zwei Ausnehmungen vorgesehen sind. Fig. 3a ist eine Darstellung der jKlemmeinrichtung zum Festlegen der Spritzen und Fig. 3&zeigt die Abstützung der Kolben der Spritzen und die Einrichtung zum Einistellen des Hubs der einzelnen Kolben.' In der Fig. 4 ist ein Quer·)· !schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, wobei aljlerdings wieder nur die Spritzen dargestellt sind, die Ventile abei>

-aus den oben ausgeführten Gründen erneut nicht dargestellt worden sind. Die Fig. 5a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Ventilanordnung, während Fig. 5b eine dreidimensionale Explosions- '' darstellung eines einzelnen Ventils bietet. Fig. 5c zeigt die j

Klemmeinrichtung zum Festlegen der einzelnen Ventilelemente„ ; _;Eine andere Ausführungsform der Ventilanordnung ist in der Figo 6aj

40

- 3ο -

dargestellt, wobei Gummistopfen als Ventilkörper benutzt werden, welche auf Sitze passen. Der ganze Mechanismus ist eine kompakte Baugruppe aus Metall, die direkt auf die einzelne Spritze paßt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 6b ist mit der Ausführungsform gemäß Fig. 6a vergleichbar, mit der Ausnahme, daß diese vollständig aus Glas hergestellt worden ist und eine Kugel-Verbindung für die Verbindung des Ventils mit der Spritze vorgesehen ist. In der Fig. 6c ist eine dritte Ausführungsform dargestellt, bei der auf mehrere !Leitungen einwirkende Druckelemente vorgesehen sind, die in Abhän-; jgigkeit von der aufwärts oder abwärts gerichteten Bewegung der KoI*

1 ;

ben den Einfluß und Ausfluß von Flüssigkeiten aus den einzelnen [

!Ventilen steuern. Die Druckelemente werden mit Hilfe der Anker von ί i

^Elektromagneten bewegt und die Bewegung der Anker ist mit der Bewe+ gung der Kolben der Spritzen synchronisiert. Schematisch ist die

Betriebsweise dieser bevorzugten Ventilanordnung in der Fig. 6d |

: I

!dargestellt. Die in der Fig. 7 gezeigte Ausfuhrungsform der Ven- <

itilanordnung ist auf einer der Klemmbacken angeordnet und wird vorf ;zugsweise bei Zentrifugen verwendet. Auch wird dort der Antriebs- ι mechanismus für die Synchronisierung der Bewegung der Ventilkörper' mit der Bewegung der Spritzen näher dargestellt. Die Fig. 7a zeigt die Anordnung des Überbrückungsschalter Io8, der bei der Abwärts-, bewegung der Schlittenanordnung 19,14,12 nach unten betätigt wird,' wenn die Schlittenanordnung ihre unterste Stellung erreicht. In der Fig. 7b ist die elektrische Schaltanordnung der Ausführungsform gemäß Fig. 7 genauer dargestellt.

31

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Die Zeichnungen zeigen eine kompakte und vielseitig einsetzbare ;Flüssigkeitsausgabevorriehtung für die Ausgabe von abgemessenen Mengen mehrerer Flüssigkeiten.

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Claims (1)

1. Patentanwälte

   Dr. Ing. H. Negendank

   DIpI. Ing. H. Hs tick - Did Phys. W. S'-hmltr

   Dipl. Ing.E. Greal-s-^i,-^: \- ■-.}. /·. .Vehnert

   $ Munch:-: ^ 2, ·,.- .. ..' jidUi 23

   Telefon5 SS 05 30

   Rohe Scientific Corporation
   926 South Lyon St.

   Santa Ana, Kalifornien, USA 15. Oktober 1973

   Anwaltsakte M-284¹+

   Patentansprüche

   1.) Kompakte Flüssxgkextsausgabevorrxchtung für die Ausgabe von abgemessenen Mengen mehrerer Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ständer (19) eine Klemmeinrichtung (18a-18d) für das Festklemmen von mindestens zwei Aufnahmebuchsen (la,Ib) befestigt . ist* in denen längliche Kolben (2a,2c) verschiebbar gelagert sind, deren Kolbenköpfe jeweils aus einem Ende der Aufnahmebuchse hervorragen, daß für jeden Kolben ein gesonderter beweglicher Träger (M^a₉Ub) derart angeordnet ist, daß er mit dejn zugeordneten Kolbenkopf zusammenwirken kann, daß gesonderte horizontale Hubstangen (loa,lob) mit je einem der beweglichen Träger in Eingriff stehen, die jeweils einen einstellbaren länglichen Schlitz (7a,7b) aufweisen, daß die länglichen Schlitze in einer im wesentlichen zur Ebene der länglichen Kolben sich er-

   streckenden Ebene liegen und jede Hubstange in einen Schlitz _s j eingreift, um die vertikale Bewegungsweite vor dem Eingriff der Hubstange mit dem zugeordneten beweglichen Träger einzustellen,!

   - 33 - '

   409816/044?

   daß mit den Hubstangen ein Schlitten (12,14· ,19) für das Anheben und Absenken.der Hubstangen verbunden ist und daß ein Drehnockeij (27) und eine an den Schlitten angekoppelte Kurbelanordnung (2o,j 21,21a,21b,22) vorgesehen sind, wobei mit dem Drehnocken ein Nockenschlitz (26) für die Einstellung der Lage der Kurbelanordnung vorgesehen ist und die in den Schlitz ^eingreifende Kurbelanordnung den Hub des vertikal verschiebbaren Schlittens bestimmt.

   2. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der .Nockenschlitz (26) im wesentlichen radial erstreckt, eine außenliegende Welle (21b) mit dem Schlitten (12, 14,19) verbunden ist und in den Schlitz (26) eine innenliegende j Welle (21a) eingreift, daß eine Kurbelstange die innen und außer liegenden Wellen (21a,21b) miteinander verbindet, daß eine Einrichtung zum Festlegen der radialen Positim der innenliegenden Welle (21b) in dem Nockenschlitz (26) vorgesehen ist.

   J3. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten aus einem oberen und einem unteren Einzelschlitten (19,12) und einer Verbindungsstange (14 besteht, die die beiden Einzelschlitten miteinander verbindet und daß die äußere Welle (21a) mit einem der Einzelschlitten verbunden ist.

   . Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.j dadurch gekennzeichnet_s daß der Ständer (13) ein im wesentlichen sich vertikal erstreckender Ständer ist₉ und sich die in

   _ 3-4 -

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   ι .ihrer Länge einstellbaren. Schlitze (7a;7b) im wesentlichen vertikal erstrecken.

   5. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,; dadurch gekennzeichnet, daß dem *anderen Ende einer jeden der Buchsen (la,lb)eine Ventilanordnung (37b) zugeordnet ist.

   $. Flüssigkeitsausgäbevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung zum Pumpen von j stark korrosiven Flüssigkeiten aus einem nicht korrosiven Mate-

   ! rial hergestellt ist und zwei Kugelventilanordnungen (72,73) ümfaßt. ■ ;

   7. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung zwei federbeaufschlagte Gummiventilkörper (65,65a) aufweist.

   8. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, '. dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung jeweils mit dem anderen Ende der Buchsen (Ia₅Ib) über Y-Verbindungsstücke (87,88, 89) verbundene Leitungen aufweist derart₅ daß eine durchgehende . Verbindung zwischen den einsaugenden Enden (5oa,5ob,5oc) und den' Auslaßenden (H9a,H9b,49c) der Leitung und dem anderen Ende der Buchsen besteht und daß eine Einrichtung (84-,85) für das zeitlich versetzte Aufbringen von Druck auf die Rohrleitungen vorgesehen sind., die mit der Bewegung der Kolben (2a,2b) synchronisiert sind, um eine stetige₉ in. eine Richtung gerichtete Pump-.

   - 35 -

   4Ό9 818/044 7 -

   wirkung von Flüssigkeiten in den Buchsen zu erzielen.

   Flussigkeitsabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (37) eine von einem Antrieb (38;98) drehbare Ventilwelle (37a) aufweist, daß auf der Ventilwelle (37a) mehrere zylindrisch ausgestaltete Ven-i tile (37b) angeordnet sind, die jeweils aus zwei außenliegenden Platten (¹Kj₉ ¹H) und einer innen liegenden Platte (M-Ia) bestehen, ; welche Platten durch eine Klemmeinrichtung (5 3) fest zusammenge-j halten werden, daß die außenliegenden Platten (4o;41) drehfest gehalten sind und in der mittigen Platte (41a)eine Nut für die Nutkeilverbindung der Platte (41a) mit der Ventilwelle (37a) vorgesehen sind und daß in den beiden außenliegenden Platten (4a[ 41) jeweils aufeinander ausgefluchtete Bohrungen (42,43;44,45) vorgesehen sind, daß in der mittigen Platten (41a) nur eine Bohrung (46) vorgesehen XSt₃ so daß bei Drehung der mittigen Platte (41a) eine Verbindung zwischen den einander zugeordneten Bohrungen in den äußeren Scheiben möglich ist, um zwei voneinander abweichende Strömungspfade zu bestimmen, und daß das andere Ende einer jeden Behälterbuchse (la,lb) mit den ^beiden Öffnungen in der ersten außenstehenden Platte (4o) verbunden ist und daß die eine (44) der beiden Bohrungen in der zweiten äußeren Platte (41) mit einem Gefäß zur Aufnahme der auszugebenden Flüssigkeit verbunden ist und daß eine Programmgebereinheit für die Synchronisierung der Bewegung der innenliegenden Platten (41a) der Bewegung der Kolben vorgesehen ist derart, daß bei dem nach unten gerichteten Hub der Kolben eine Verbindung zwischen der Aufnahme-

   AO9816/0U7

   buchse (Ia₅Ib) und einem Vorrat (51b) der auszugebenden Flüssigkeit aufgebaut wird. ·

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   sy

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