DE2651333B2

DE2651333B2 - Saugpipette

Info

Publication number: DE2651333B2
Application number: DE2651333A
Authority: DE
Inventors: Walter 5223 Nuembrecht Sarstedt
Original assignee: Walter Sarstedt Kunststoff Spritzgusswerk
Current assignee: Walter Sarstedt Kunststoff Spritzgusswerk
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2651333C3; US4133211A; DE2651333A1; NL7711854A; GB1587840A; FR2370517B1; FR2370517A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugpipette, die einen Zylinder mit einem konischen Ansatz zum Aufsetzen auswechselbarer Pipettenspitzen, einen im Zylinder

ίο zwischen zwei Grenzstellungen luftdicht verschiebbaren Kolben, eine damit verbundene, in jeder Stellung aus dem Zylinder herausragende und im Zylinder geführte Kolbenstange mit einem Bedienungsknopf an ihrem freien Ende sowie eine im Zylinder zwischen Kolben und Zylinderansatz angeordnete, sich einerseits an einem Absatz des Zylinders und andererseits am Kolben abstützende Schraubendruckfeder aufweist und wobei die Kolbenstange ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet ist und luftdicht verschiebbar einen Kolben mit Kolbenstange aufnimmt, die den Bedienungsknopf trägt, und wobei eine Schraubendruckfeder den inneren Kolben von dem mit einer Durchgangsöffnung versehenen äußeren Kolben fortdrückt und der Hub des inneren Kolbens durch Anschläge so begrenzt ist, daß ein vorbestjmmtes Hubvolumen erzielt wird, das klein gegenüber dem Hubvolumen des äußeren Kolbens im inneren Zylinder ist. Mit einer bekannten Saugpipette (DE-AS 19 52 774) läßt sich je nach Wunsch entweder ein kleines oder ein großes Flüssigkeitsvolumen aufsaugen und dann wieder abgeben. Man kann auch zunächst ein großes Flüssigkeitsvolumen aufsaugen und dann durch Verschieben nur des kleinen inneren Kolbens einmal oder mehrere Male nacheinander bis zum Verbrauch der aufgesaugten Flüssigkeit kleine Voluminar abgeben. Dabei zeigt sich jedoch der Nachteil, daß nach jedem Abgeben einer kleinen Flüssigkeitsmenge beim Zurückfedern des kleinen, inneren Kolbens Luft durch die Pipettenspitze angesaugt wird und entweder vollständig nach oben perlt oder aber auch teilweise am unteren Ende der Pipettenspitze hängen bleibt Dadurch entstehen dann erhebliche Dosierfehler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile einer solchen bekannten Saugpipeite zu beseitigen, die darin bestehen, daß beim Aufsaugen einer größeren Flüssigkeitsmenge und darauffolgenden mehrfachen Abgeben kleinerer Teilmengen durch den kleinen inneren Kolben Dosierfehler entstehen können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein von der inneren Kolbenstange gesteuertes erstes Ventil, das den von der äußeren zylinderförmigen Kolbenstange und dem darin verschiebbaren Kolben gebildeten Raum in der oberen Grenzstellung des Kolbens mit der Außenluft verbindet, jedoch dicht unterhalb dieser Grenzstellung während der Abwärtsbewegung des Kolbens geschlossen ist, und daß ein ebenfalls von der inneren Kolbenstange gesteuertes zweites Ventil, das den vorgenannten Raum in der unteren Grenzstellung des Kolbens mit dem mit der Pipettenspitze in Verbindung stehenden Raum verbindet, dicht unterhalb dieser Grenzstellung während der Aufwärtsbewegung des Kolbens geschlossen ist.
Diese beiden gesteuerten Ventile wirken ausschließlieh auf den inneren Kolben und bewirken in der nachstehend näher beschriebenen Weise, daß beim Abwärtsdrücken des inneren Kolbens die dosierte kleine Flüssigkeitsmenge abgegeben und bei der durch

die Schraubendruckfeder bewirkten Rückholung dieses Kolbens kein Vakuum in der aufgesetzten Pipettenspitze oberhalb <".- Flüssigkeit erzeugt wird, sondern die Luft von außen in den Raum unterhalb des inneren Kolbens einströmt. Sobald der innere Kolben aus seiner oberen Endstellung etv/as abwärts bewegt wird, wird das erste Ventil geschlossen. Bei weiterer Abwärtsbewegung entsteht unterhalb des inneren Kolbens ein Überdruck und dieser Kolben wird um ein Hubvolurnen verschoben, das gleich dem FlüssigKeitsvolumen ist, das abgegeben werden soll. Sobald der innere Kolben seine untere Endsteilung fast erreicht hat, wird das zweite Ventil geöffnet. Der Überdruck gleicht sich aus und die Luft schiebt die vorbestimmte Flüssigkeitsmenge aus der Pipettenspitze heraus.

Sobald der Bedienungsknopf freigegeben wird und der innere Kolben seine Abwärtsbewegung unter der Wirkung der Schraubendruckfeder beginnt, wird das zweite Ventil, dicht oberhalb der unteren Grenzstellung, - geschlossen, so daß das bei der Aufwärtsbewegung des !Kolbens entstehende Vakuum nicht in der Lage ist, . Flüssigkeit bzw. Luft aus der Pipettenspitze aufzusau- ^!gen. Das sich bei der weiteren Abwärtsbewegung des inneren Kolbens unterhalb dessen aufbauende Vakuum wird schließlich, wenn der innere Kolben seine obere Grenzstellung fast erreicht hat, dadurch wieder beseitigt, daß das erste Ventil geöffnet wird und atmosphärische Luft einströmen läßt.

Durch entsprechende Bemessung der Ventile läßt es sich ohne weiteres erreichen, daß das Umschalten jeweils dicht oberhalb der unteren Grenzstellung bzw. dicht unterhalb der oberen Grenzstellung des innerer. ^Kolbens erfolgt und dadurch keine Dosierfehler entstehen. Die Ventile können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß das erste Ventil durch eine Erweiterung der den inneren Kolben aufnehmenden zylinderförmigen Kolbenstange an und dicht unterhalb der oberen Grenzstellung des Kolbens gebildet ist. Sobald sich der Kolben in diesen erweiterten Bereichen hineinbewegt, kann die Luft zwischen Kolben und erweiterter Zylinderwand ungehindert hindurchströmen.

Eine vorteilhafte andere Ausbildung des ersten Ventils besteht darin, daß in der Wand der zylinderförmigen Kolbenstange dicht unterhalb des in der oberen Grenzstellung befindlichen Kolbens eine Bohrung angeordnet ist Sobald der innere Kolben bei seiner ^Abwärtsbewegung diese Bohrung passiert hat, kann von außen Luft in den Raum unterhalb des inneren Kolbens einströmen.

Vorzugsweise wird ferner vorgeschlagen, daß das zweite Ventil ein federbelastetes Rückschlagventil ist, das durch einen unteren Ansatz am Kolben zwangsweise geöffnet wird, wenn sich dieser bei seiner Abwärtsbewegung kurz vor seiner unteren Grenzstellung befindet. Das Ventil wird also durch die eigene Feder geschlossen, sofern es nicht durch den unteren Ansatz des Kolbens zwangsweise geöffnet wird. Umgekehrt wird dadurch sichergestellt, daß bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens aus seiner unteren eo Grenzstellung kurz danach die Zwangsöffnung des Ventils freigegeben und dieses durch die eigene Feder geschlossen wird.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die das zweite Ventil schließende Feder nur so stark bemessen ist, daß das Ventil schon während des Abwärtshubes des Kolbens durch den von diesem erzeugten Überdrück öffnet Das hat zur Folge, daß schon während eines Teiles des Abwärtshubes des inneren Kolbens Flüssigkeit aus der Pipettenspitze abgegeben wird und nicht erst im letzten Augenblick, in dem der Ansatz des Kolbens das Ventil zwangsweise öffnet. Falls die Feder nämiich so stark bemessen wird, daß da& Ventil erst durch den Ansatz am Kolben geöffnet wird, kann durch die plötzliche Entspannung der komprimierten Luft unter Umständen ein Verspritzen von Flüssigkeit aus der Pipettenspitze erfolgen.

Schließlich wird vorgeschlagen, eine Rastvorrichtung anzuordnen, die die zylindrische Kolbenstange mit einer vorbestimmten Kraft in ihrer oberen Endlage festhält, bei Überwindung dieser Kraft diese jedoch freigibt. Wenn jetzt der Bedienungsknopf gedrückt wird, wird die untere Grenzsteilung des inneren Kolbens auch dann leicht fühlbar, wenn die den äußeren Kolben spannende Schraubendruckfeder nicht übermäßig stark bemessen ist. Man kann also letztgenannte Schraubendruckfeder schwächer bemessen und damit die Bedienung erleichtern, ohne befürchten zu müssen, daß bei der Abgabe der kleinen Flüssigkeitsmengen der Bedienungsknopf nach Erreichen der unteren Endstellung des inneren Kolbens versehentlich noch weiter abwärts gedruckt und damit der äußere Kolben ebenfalls in Bewegung gesetzt wird.

Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung n£.her erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Saugpipette mit gesteuerten Ventilen und

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den oberen Teil der Saugpipette mit einer anderen Ventilausführung.

Die in F i g. 1 dargestellte Saugpipette umfaßt einen Zylinder la mit konischem Ansatzstück 2a am unteren Ende, einen im Zylinder la verschiebbar und luftdicht geführten Kolben 6a mit einer Axialbohrung 7a, eine mit diesem Kolben 6a verbundene, zylinderförmige Kolbenstange 9a, einen in dieser verschiebbar und luftdicht geführten Kolben 11a mit Kolbenstange 12a und Bedienungsknopf 15a. Zwischen dem Zylinder la und dem konischen Ansatz 2a befindet sich ein Absatz 3a, auf dem sich eine zylindrische Auskleidungshülse 20 abstützt. Dies Hülse 20 wird durch das mit zwei Dichtungsringen versehene Verschlußstück 21 luftdicht mit dem Zylinder la verbunden. Der Kolben 6a trägt in einer Umfangsnut einen Dichtungsring 40 aus weichelastischem Werkstoff, der den Kolben 6a luftdicht in der Ausklcidungshüise 20 führt Der Kolben 6a ist oberseitig mit Gewinde versehen und unter Zwischenlage eines Dichtungsringes 30 in ein entsprechendes Gewinde in der zylinderförmigen Kolbenstange 9a eingeschraubt Unterseitig besitzt der Kolben 6a einen Ansatz mit Außengewinde, auf den eine zum Kolben 6a zugehörige Kappe 36 mit der bereits erwähntem Axialbohrung 7a aufgeschraubt ist Der eigentliche Koiben 6a besitzt ebenfalls eine axiale Bohrung, die einen Stößel 3! verschiebbar führt, der unterseitig mit einem Ventilkörper 33 mit Dichtungsring 41 fest verbunden ist Der Ventilk·..rper 33 mit Stößel 31 wird durch eine in der Kappe 36 untergebrachte Schraubendruckfeder 34 aufwärts gegen die Unterkante des Kolbens 6a gedrückt und verschließt damit die Führungsbohrung für die Stößel 31 luftdicht. In der Führungsbohrung für den Stößel 31 befindet sich außerdem eine Längsnut 35, die bei abgehobenem Ventil 33 * uft in axialer Richtung hindurchtreten läßt. Damit sind dann die Räume R1 oberhalb des Kolbens 6a und R 2 unterhalb des Kolbens 6a bzw. der Kappe 36 miteinander verbunden und es

kaiin ein Druckausgleich erfolgen.

Der in der zylinderförmigen Roibenstange 9a verschiebbare Kolben Ha trägt in einer Umfangsnut einen Dichtungsring 42 aus weichelastischem Werkstoff und wird durch eine Schraubendruckfeder 16a, die sich unterseitig auf den Kolben 6a abstützt, aufwärts gedrückt Unterseitig trägt der Kolben 11a einen Ansatz 32, der zum Anschlag an dem Stößel 31 bestimmt ist

Der Raum R1 in der zylinderförmigen Kolbenstange 9a ist am oberen Ende, an dem sich in Fi g. 1 der Kolben Ma in seiner oberen Grenzstellung befindet, mit einer Erweiterung 28 versehen. Diese Erweiterung 28 gestattet einen Durchtritt von Luft zwischen dem Dichtungsring 42 und der Wand der zylinderförmigen Kolbenstange 9a, so da8 über die Nut 29 am oberen Ende der Kolbenstange 9a ein Druckausgleich zwischen dem Raum R1 und der Außenluft gewährleistet wird. Sobald sich der Kolben etwas abwärts bewegt, gelangt der Dichtungsring 42 in Berührung mit der Innenwand der zylinderförmigen Kolbenstange 9a und dichtet damit ab.

Der Zylinder la setzt sich an seinem oberen Ende durch ein eingeschraubtes Verschlußstück 5a mit einem Grifflansch 23 fort Das in der in F i g. 1 dargestellten Lage in Höhe dieses Griffflansches 23 befindliche abgesetzte Ende der zylinderförmigen Kolbenstange 9a ist mit einer äußeren Ringnut 27 versehen, in die eine Kugel 24 unter der Wirkung einer durch die Schraube 26 gehaltene Feder 25 einrastet

Die vorstehend beschriebene Saugpipette arbeitet folgendermaßen:

Nach dem Aufsetzen einer (nicht dargestellten) Pipettenspitze auf den konischen Ansatz 2a wird der Bedienungsknopf 15 abwärts gedrückt Kurz vor dem Anschlag des Bedienungsknopfes auf dem oberen Ende der Kolbenstange 9a berührt der Ansatz 32 am Kolben 11a den Stöße! 31 und schiebt ihn während des letzten geringen Teilhubes der Kolbenstange 12a etwas abwärts, so daß der Ventilring 41 abgehoben wird und eine Luftverbindung zwischen den Räumen Ra und R 2 besteht

Durch weiteres Abwärtsdrücken des Bedienungsknopfes 15a wird, unter Überwindung der Rastung 24, 27 die zyünderförnjige Kolbenstange 9s and mit dieser der Kolben 6a abwärts gedrückt, bis die Unterseite des Bedienungsknopfes auf der Oberseite des Griffflansches 23 anliegt Jetzt wird die Pipettenspitze in die aufzusaugende Flüssigkeit eingetaucht und der Bedienungsknopf 15a freigegeben. Die vorher gespannten Federn 8a und 16a drücken die beiden Kolben 6a und Ha aufwärts und bewirken ein Einsaugen der Flüssigkeit in die Pipettenspitze.

Nach Beendigung dieser Bewegung können dosierte Teilmengen aus der Saugpipette abgegeben werden, indem der Bedienungsknopf 15a bis zur Anlage an der Oberkante der Kolbenstange 9a gelangt

Zu Beginn der Abwärtsbewegung des Knopfes 15a und damit der Kolbenstange 12a und des Kolbens Ha gelangt der Dichtungsring 42 in dichtende Berührung mit der zylinderförmigen Kolbenstange 9a. Von nun an s kann keine Luft mehr aus dem Raum R1 nach oben durch die Nut 29 entweichen, sondern wird in dem Raum R1 komprimiert Kurz vor Ende des Hubes gelangt der Ansatz 32 zur Anlage auf dem Stößel 31 und öffnet damit das Ventil 33, 41, falls dieses nicht schon vorher unter der Wirkung des Überdrucks in Raum R1 selbst igeöffnet haben sollte (das hängt von der Bemessung der Schraubendruckfeder 34 ab).

Die durch die Abwärtsbewegung des Kolbens Ha im Raum R1 komprimierte Luft dehnt sich über die Nut 35, das geöffnete Ventil 33,41, die Bohrung 7a in den Raum R 2 und weiterhin bis in die aufgesetzte Pipettenspitze aus und treibt eine Flüssigkeitsmenge aus dieser Pipettenspitze heraus, die gleich dem Hubvolumen des Kolbens 11 a ist Die Abwärtsbewegung des Kolbens 11a wird kurz nach der Berührung des Ansatzes 32 mit dem Stößel 31 dadurch begrenzt, daß der Bedienungsknopf 15a auf der zylindrischen Kolbenstange 9a aufliegt

Nach dem Auslaufen der dosierten Flüssigkeitsmenge wird der Bedienungsknopf 15a losgelassen und durch die Schraubendruckfeder 16a wird der Kolben Wa mit Kolbenstange 12a wieder aufwärts bewegt Kurz nach Beginn dieser Bewegung schließt sich bereits das Ventil 33, 41, so daß praktisch durch den Aufwärtshub des Kolbens lla kein Unterdruck in dem Raum R2 und damit in der Saugpipette erzeugt und keine Luftblase durch die Flüssigkeit in der Pipettenspitze hindurchgeperlt wird. Sodann löst sich der Ansatz 32 vom Stößel 31 und der Kolben lla bewegt sich, unter Erzeugung eines Unterdrucks im Raum R1, weiter aufwärts. Schließlich gelangt der Dichtungsring42 des Kolbens lla kurz vor der Endstellung des Kolbens in den erweiterten Teil 28 und es kann nun ein Druckausgleich durch Einströmen von Außenluft durch die Nut 29 in den Raum Ri erfolgen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Saugpipette ist in der oberen Grenzlage des Kolbens HZ» mit Dichtungsring 42b keine Erweiterung in der zylindri-

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verlaufende Bohrung 37. Diese Bohrung 37 sitzt dicht unterhalb des Dichtringes 426 bei der in Fig.2 dargestellten oberen Grenzlage des Kolbens Hb. Die Bohrung 37 wird bei Abwärtsbewegung des Kolbens 116 schon nach einem ganz geringen Hub verschlossen

so und dann überfahren, so daß der Raum unterhalb des Kolbens 116 dann nach oben hin luftdicht verschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Anordnung einer Längsnut in dem die Kolbenstange 12/> umgebenden Ende der zylindrischen Kolbenstange 9b nicht mehr erforderlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Saugpipette, die einen Zylinder mit einem konischen Ansatz zum Aufsetzen auswechselbarer Pipettenspitzen, einen im Zylinder zwischen zwei Grenzlagen luftdicht verschiebbaren Kolben, eine damit verbundene, in jeder Stellung aus dem Zylinder herausragende und im Zylinder geführte Kolbenstange mit einem Bedienungsknopf an ihrem freien Ende sowie eine im Zylinder zwischen Kolben und Zylinderansatz angeordnete, sich einerseits an einem Absatz des Zylinders und andrerseits am Kolben abstützende Schraubendruckfeder aufweist und wobei die Kolbenstange ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet ist und luftdicht verschiebbar einen Kolben mit Kolbenstange aufnimmt, die den Bedienungsknopf trägt, und wobei eine Schraubendruckfeder den inneren Kolben von dem mit einer Durchgangsöffnung versehenen äußeren Kolben fortdrückt und der Hub des inneren Kolbens durch !Anschläge so begrenzt ist, daß ein vorbestimmtes \ Hubvolumen erzielt wird, das klein gegenüber den Hubvolumen des äußeren Kolbens im inneren Zylinder ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der inneren Kolbenstange (\2a) gesteuertes erstes Ventil (29), das den von der äußeren zylinderförmigen Kolbenstange (9a) und dem darin verschiebbaren Kolben (11 abgebildeten Raum (R 1) in der oberen Grenzstellung des Kolbens (lla) mit der Außenluft verbindet, jedoch dicht unterhalb dieser Grenzstellung während der Abwärtsbewegung des Kolbens (11 abgeschlossen ist, und daß ein ebenfalls von der inneren Kolbenstange (YIa) gesteuertes zweites Ventil (35), das den vorgenannten Raum (Ri) in der unteren Grenzstellung des Kolbens (Wa) mit dem mit der Pipettenspitze in Verbindung stehenden Raum (R 2) verbindet, dicht oberhalb dieser Grenzstellung während der Aufwärtsbewegung des Kolbens (Ua)geschlossen ist.

2. Saugpipette, nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (29) durch eine Erweiterung der den inneren Kolben (11a,} aufnehmenden zylindrischen Kolbenstange (9a) an und dicht unterhalb der oberen Grenzstellung des Kolbens (llajgebildet ist.

3. Saugpipette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (29) durch eine Bohrung in der Wand der zylinderförmigen Kolbenstange (9a) dicht unterhalb des in der oberen Grenzstellung befindlichen Kolbens (HaJ gebildet ist.

4. Saugpipette nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (35) ein federbelastetes Rückschlagventil ist, das durch einen unteren Ansatz im Kolben (HaJ zwangsweise geöffnet wird, wenn sich dieser bei seiner Abwärtsbewegung kurz vor seiner unteren Grenzstellung befindet.

5. Saugpipette nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das zweite Ventil (3S) schließende Feder (34) so stark bemessen ist, daß das Ventil (35) schon während des Abwärtshubes des Kolbens (Ha) durch den von diesem erzeugten Überdruck geöffnet wird.

6. Saugpipette nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Rastvorrichtung (24,25,26,27), die die zylinderförmige Kolbenstange (9a) mit einer vorbestimmten Kraft in ihrer oberen Grenzstellung festhält, bei Überwindung dieser Kraft diese jedoch freigibt.