DE2830014C3 - Pipettiergerät - Google Patents
PipettiergerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Pipettiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Pipettiergerät ist bekannt (US-PS 27 900).
Ein solches Pipettiergerät ist bekannt (US-PS 27 900).
Bei diesem bekannten Pipettiergerät können Zwischenwerte zwischen den Markierungen der Flüssigkeitsvolumenskala
nur geschätzt werden.
Vergleichbare Pippettiergeräte, die in der einen oder anderen Hinsicht von diesem bekannten Pipettiergerät
abweichen, sind ebenfalls bekannt (LABO 1. Jahrgang 1970, Seite 751; DE-Gbm 19 42 737; US Patentschriften
52 901,35 74 334,37 29 022 und 39 87 934), bei diesen
ist die Einstellung und Ablesung der Flüssigkeitsvolumenskala mit vergleichbaren Mängeln behaftet.
Aus den US-PS 3! 91 807 und 32 83 727 ist ein vergleichbares
Ausgabegerät bekannt, bei denen zwischen dem Ausgabegerätkörper und der Plungereinheit eine
schraubbare Hülse vorgesehen ist, deren unteres Ende als verstellbarer Anschlag für die Plungereinheit dient.
An der Oberseite der Hülse ist eine kreisförmige Skala vorgesehen, die zusammen mit einer linearen Skala auf
dem aus der Hülse herausragenden Teil der Plungereinheit eine präzisere Ablesung erlaubt. Allerdings ist die
Plungereinheit gegenüber der Hülse nicht drehgesichert, so daß während des Einsatzes eine Dejustierung
auftreten kann.
Aus der US-PS 34 30 813 ist ein ähnliches Ausgabegerät
bekannt, bei dem jedoch die Hülse nicht innerhalb des Gerätekörpers verschiebbar ist, sondern auf dem
aus dem Gerätekörper herausragenden Teil der Plungereinheit mittels Schraubgewinde verstellbar ist Das
untere Ende der Hülse dient hierbei zusammen mit der Außenseite des Ausgabegerätekörpers als Anschlag für
die axiale Bewegung der Plungereinheit Auch hier besitzt die Plungereinheit eine lineare Skala in axialer
Richtung, während die Hülse an ihrem unteren Ende eine ringförmige Skala trägt, ähnlich wie bei einer „Mikrometer«-Schraube,
wodurch eine feine Einstellung möglich ist Auch hier ist allerdings während des Betriebes
eine nachträgliche Verstellung möglich.
Aus der US-PS 31 41 583 ist eine Injektionspistole bekanntgeworden, bei der ein längs verschieblicher
Plungerkolben in Axialrichtung eine Vielzahl von Kerben trägt, in die eine am Pistolengriff angebrachte
Sperrklinke eingreift Die Rückbewegung des Pistolengriffes und damit der maximal mögliche Hub der Plungereinheit
sind durch eine drehbare Hülse begrenzt, die je nach Dreiistellung verschieden weit vorragende Anschläge
für den Pistolengriff bildet. Zur Sicherung gegen Verdrehen dieser Hülse ist eine Arretiervorrichtung
vorgesehen, die aus Löchern in der Hülse und einer federbelasteten Kugel in dem Pistolengehäuse besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Pipettiergerät der genannten Art verfügbar zu machen, bei dem das
auszugebende Flüssigkeitsvolumen genauer und zuverlässiger eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.
Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden; es zeigt
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines
Flüssigkeitsausgabegerätes, bei dem verschiedene Aspekte der Erfindung verkörpert sind;
Fig.2 einen Schnitt durch das Ausgabegerät nach
Fig.l;
Fig.3 eine auseinandergezogene Darstellung der
so Montage des Flüssigkeitsausgabegerätes nach F i g. 1 und 2;
Fig.4 eine Aufsicht auf das Ausgabegerät nach
F i g. 1 bis 3 entsprechend der Linie 4-4 in F i g. 2;
F i g. 5,6 und 7 Schnitte durch das Ausgabegerät nach
F i g. 1 — 3 entsprechend den Linien 5-5, 6-6 bzw. 7-7 in Fig. 2; und
F i g. 8 einen Teilschnitt entsprechend der Linie 8-8 in Fig. 7.
Gemäß Fig.l ist ein Ausgabegerät 11 mit dem unteren Ende auf den Hals einer Flasche 13 aufgeschraubt,
aus der Flüssigkeit ausgegeben werden soll. Das Ausgabegerät 11 besteht aus zwei Haupt-Bestandteilen:
der erste ist eine Ausgabegerätkörpereinheit 15, die mit Bezug auf die Flasche 13 stationär gehalten wird,
der zweite Hauptteil ist eine Plungereinheit 17, die innerhalb des Pumpenkörpers 15 hin und her geht, um
Flüssigkeit daraus zu pumpen. Die Flüssigkeit wird mit einem Einlaßrohr 19 in das Ausgabegerät 11 eingesaugt,
das sich bis zu der Flüssigkeit in die Flasche 13 nach unten erstreckt Diese Flüssigkeit wird aufgrund einer
Pumpaktion der Plungereinheit 17 angesaugt, wenn dieser erlaubt wird, sich nach aufwärts zu bewegen, um
in ihre normale senkrechte Ruhelage gemäß F i g. 1 zurückzukehren. Diese Flüssigkeit wird dann durch ein
Auslaßrohr 21 abgegeben, wenn die Plungereinheit 17 nach unten in die Ausgabegerätkörpereinheit 15
hineingedrückt wird Das Ausgabegerät 11 weist die Struktur auf, die eine Feineinstellung des auszugeben- ι ο
den Flüssigkrstsvolumens durch eine Betätigung der Plungereinheit 17 für hochpräzisen Betrieb erlaubt
Aufbau und Wirkungsweise des Gerätes soll nun anhand von Fig.2—7 erläutert werden. Das Ausgabegerät
11 weist als Hauptkomponente eine zylindrische Plungertrommel 23 auf, dessen unteres Ende in einer
FlUssigkeitspassage 25 innerhalb eines Basisteils des Ausgabegerätkörpers 15 mündet Flüssigkeit kommt
von der Flasche 13 durch den Einlaß 19 durch ein Ventil 27 in die Passage 25. Das Ventil 27 öffnet, wenn ein
zylindrischer Plunger 29 innerhalb der Plungertrommel 23 zurückgezogen (nach oben bewegt) wird. Der
Flüssigkeitsauslaß 21 steht ebenfalls mit der Passage 25 in Verbindung, und zwar durch ein federbelastetes
Auslaßventil 31, das öffnet, um Flüssigkeit zu erlauben, durch das Auslaßrohr 21 auszutreten, wenn der Plunger
29 innerhalb der Plungertrommel 23 nach unten bewegt wird. Während der Flüssigkeitseinnahme bleibt das
Auslaßventil 31 geschlossen und während der Flüssigkeitsausgabe bleibt das Einlaßventil 27 geschlossen.
Ein zylinderförmiger Mantel 33 bildet das Außeng«;-häuse
des Oberteils des Ausgabegerätkörpers 15. Auf der Oberseite sind eine kalibrierte Deckkappe 35 und
eine kalibrierte Kappenbasis 37 vorgesehen. Zwischen diesen beiden Elementen befindet sich ein Arretierungsring
39.
Die Plungereinheit 17 besteht prinzipiell aus einer Hülse 41 und dem Plunger 29. Diese beiden Elemente
sind mit einer Plungerkappe 43 miteinander verbunden. Ein Plungerkragen 45 ist ebenfalls am oberen Ende der
Plungerhülse 41 befestigt Die Hülse 41 paßt in eine kooperierend geformte Öffnung entsprechender Größe
innerhalb der Deckkappe 35. Sie weist einen inneren Vorsprung auf, um eine Fläche zu bilden, die mit einem
oberen Ende einer Feder 47 in Berührung kommt, die zwischen der Plungerhülse 41 und dem Ausgabegerätkörper
15 zusammengepreßt gehalten wird. Die Plungereinheit 17 ist also normalerweise nach oben
gedrängt.
Die obere Ruhelage der Plungereinheit 17 ist durch die Position einer Einstellmutter 49 festgelegt Die
Mutter 49 weist ein Außengewinde auf, um in Gewinde an der Innenfläche des Mantels 33 einzugreifen. Wie am
besten in F i g. 6 erkennbar ist, ist die Mutter 49 auf die Außenseite der Plungerhülse 41 aufgekeilt, so daß die
Mutter aufgrund einer Drehung der Plungereinheit 17 gedreht wird. Die Keilverbindung zwischen der
Plungerhülse 41 und der Innenfläche der Mutter 49 erlaubt jedoch der Plungereinheit 17 auch, sich frei auf
und ab zu bewegen. Die Unterseite der Mutter 49 dient als oberer Anschlag, gegen den die Oberseite eines
Flansches 51 anschlägt, der ein Teil des Unterteils der Plungerhülse 41 ist.
Der untere Anschlag, der die maximale Distanz definiert, um die die Plungereinheit 17 in den
Ausgabegerätkörper 15 hineingedrückt werden kann, ist fest. Dieser Anschlag wird durch eine Reihe von
Anschlägen 53—57 gebildet, gegen die die Unterseite der Plungerhülse 41 anschlägt wenn die Plungereinheit
17 voll niedergedrückt ist
Das Flüssigkeitsvolumen, das durch den Auslaß 21 bei
jedem Niederdrücken der Plungereinheit 17 aus der Ruhelage in ihre maximal niedergedrückte Position
ausgegeben wird, wird also durch die Position der Mutter 49 festgelegt die durch Drehung der Plungereinheit
17 von oben kontrolliert wird. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist ist eine Grobvolumenskala 61 längs der
Außenseite der Plungerhülse 41 in vertikaler Richtung längs deren Länge vorgesehen. Diese Volumenanzeige
wird durch ihren Schnitt mit der benachbarten Oberseite der kalibrierten Deckkappe 35 abgelesen. Auf
der gleichen Fläche befindet sich eine kreisförmige Skala 63 mit einer Vielzahl von um den Umfang
verteilten Markierungen für verschiedene Volumenintervalle. Die Feineinstellskala 63 wird durch Ausfluchtung
mit der Skala 61 abgelesen. Selbstverständlich weist jede der Volumenmarkierungen auf den beiden
Skalen 61,63 Zahlen auf, die die Volumeneinstellung des Gerätes anzeigen, der Einfachheit halber sind diese
Zahlen jedoch von der Zeichnung weggelassen worden.
Die Abstände der Markierungen auf der vertikalen Skala 61 sind so gewählt, daß die Anzeige sich von einer
Markierung bis zur nächsten, benachbarten Markierung bewegt wenn die Plungereinheit 17 eine volle
Umdrehung mit Bezug auf den Ausgabegerätkörper 15 ausführt Dieser Volumenschritt wird durch die Steigung
der Gewinde der Mutter 49 und der Innenseite des Mantels 33 festgelegt. Die Markierungen und Volumenzahlen
auf der kreisförmigen Feineinstellskala 63 unterteilen das Volumen zwischen benachbarten Markierungen
der Skala 61 in feinere Schritte. Es ist sehr zweckmäßig, zehn solche Markierungen und Unterteilungen
in der Kreisskala 63 vorzusehen, so daß, was immer für ein Intervall auch auf der Vertikalskala 61
zwischen benachbarten Markierungen vorgesehen ist, dieses Intervall weiter in Zehntel unterteilt wird.
Besonders aus Fig.3 und 5 ist ersichtlich, daß der Arretierungsring 39 die Drehposition der Plungereinheit
17 an einer der Markierungen der Kreisskala 63 hält, jedoch eine Betätigung der Plungereinheit 17
erlaubt. Zehn Kerben, beispielsweise die Kerbe 65, sind auf der Innenseite der kalibrierten Kappenbasis 37
vorgesehen, dis gleiche Anzahl wie die der getrennten
Volumeneinstellmarkierungen auf der Feineinstellskala 63. Ein oder mehrere Vorsprünge 67 sind auf der
Außenseite des Arretierungsrings 39 vorgesehen, um in diese Schlitze einzugreifen. Der Arretierungsring 39
weist vier intern vorstehende Vorsprünge auf, beispielsweise den Vorsprung 69, die dazu vorgesehen sind, in
vier sich in Längsrichtung erstreckende Schlitze auf der Außenseite der Plungerhülse einzugreifen. Dadurch
ergibt sich eine Drehverbindung zwischen der Plungereinheit 17 und dem Arretierungsring 39, gleichzeitig ist
dem Plunger 29 jedoch erlaubt, vor und zurück betätigt zu werden, während der Arretierungsring vom Ausgabegerätkörper
gefangen gehalten wird. Die vier äußeren Plungerhülsenschlitze sind die gleichen, die mit
den Innenvorsprüngen der Mutter 49 in Eingriff kommen, wie in F i g. 6 dargestellt Die flexible Natur
des dünnen Arretierungsrings 39 macht es leicht, den Vorsprung 67 davon freizumachen, wenn die Plungereinheit
17 mit genügend Kraft gedreht wird. Das Resultat besteht darin, daß, wenn die Plungereinheit 17
gedreht wird, ein fester Klick jedes Mal gefühlt wird, wenn der Vorsprung 67 in eine der zehn Kerben 65
hineinfällt. Die Teile sind so orientiert, daß die Skala 61
jedes Mal dann, wenn dieser Arretierungseingriff mit einer der zehn Kerben 65 stattfindet, gegenüber einer
der Markierungen der Skala 63 angehalten wird.
Eine weitere Markierung ist auf der Skala 63 für eine »Verriegelung« vorgesehen. Das betätigt auch eine
Drehposition der Plungereinheit 17, die es erlaubt, sie um einen maximalen Betrag in den Ausgabegerätkörper
15 hineinzudrücken und gegen die Kraft der Feder 47 in dieser Position zu verriegeln. Dieser Verriegelungsmechanismus
ist zur Lagerung oder zum Versand des Gerätes außerordentlich erwünscht, weil in diesem
Zustand das Gerät viel kürzer ist. Wie hauptsächlich aus Fig.8 erkennbar ist, weist der Anschlagpfosten 54
einen Haken auf, der kooperativ zu dem eines sich nach unten erstreckenden Hakens 71 vom Boden der
PiungerhUlse 41 geformt ist Wenn die Plungereinheit 17
voll niedergedrückt ist, und im Uhrzeigersinn gedreht
wird, ergreifen ersichtlich die beiden Haken 54 und 71 einander, um die Feder 47 daran zu hindern, die
Plungereinheit 17 nach außen zu drücken, wie sie normalerweise tut.
Aus der unterbrochenen Darstellung 29' in F i g. 2, die die unterste Position des Plungers 29 repräsentiert, kann
entnommen werden, daß der Plunger 29 sich bis zur unteren Kante der Auslaßöffnung in die Passage 25
erstreckt Derzeitige Pipetten lassen den Plunger 29 nicht so weit nach unten reichen, sondern begrenzen
dessen Lauf auf den Boden der Plungertrommel 23. Es wurde festgestellt, daß dadurch daß dem Plunger 29
erlaubt wird, sich um diese weitere Distanz nach unten zu erstrecken, wie in Fig.2 dargestellt, es erheblich
leichter ist, Luft aus dem Instrument zu spülen, wenn es erstmals verwendet wird, wenn vorher keine Flüssigkeit
darin war.
35
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
40
50
55
Claims (4)
1. Pipettiergerät bestehend aus einem Ausgabegerätkörper mit einer Plungerkammer als Teil einer
Struktur, die mit ihrem unteren Teil am Oberteil einer Rasche befestigbar ist, einer Plungereinheit,
deren Plunger in der Plungerkammer hin und her bewegbar ist, und von der ein Ende aus der
Oberseite des Ausgabegerätkörpers hinaus hervorsteht, einer Ventileinrichtung, einer Einrichtung zur
Festlegung einer festen Maximalposition der Plungereinheit im Ausgabegerätkörper, einer elastischen
Einrichtung innerhalb des Ausgabegerätkörpers, mit der die Plungereinheit in eine Ruhelage außerhalb
des Ausgabegerätkörpers gedrängt wird, wobei die Ruhelage durch Drehung der Plungereinheit einstellbar
ist, und einer vertikalen Flüssigkeitsvolumenrkala
auf dem aus dem Ende des Ausgabegerätkörpers vorstehenden Teil der Plungereinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß eine kreisförmige Skala (63) um die Oberseite des Ausgabegerätkörpers
(15) herum vorgesehen ist, die das vorstehende Ende der Plungereinheit (17) umgibt,
und eine positive, durch Handkraft überwindbare Arretiervorrichtung (39) für eine Anzahl stabiler
Drehpositionen der Plungereinheit (17) innerhalb des Ausgabegerätkörpers (15) vorgesehen ist
2. Pipettiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Weges
der Plungereinheit (17) im Ausgabegerätkörper (15) eine Verriegelungseinrichtung (54) vorgesehen ist, in
die in einer vorgegebenen Drehstellung der Plungereinheit (17) ein an dieser befindliches
Verriegelungsmittel (71) eingreift.
3. Pipettiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Verriegelungs-Drehstellung
auf der Kreisskala (63) markiert ist.
4. Pipettiergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupunarkierungen
auf der vertikalen Flüssigkeitsvolumenskala (61) einen Abstand haben, der gleich der Distanz ist, um
die die Plungereinheit (17) bei einer Umdrehung vorgeschoben wird.
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