DE3781838T2

DE3781838T2 - Bewegbare reinigungsanordnung fuer aufsaugnadel.

Info

Publication number: DE3781838T2
Application number: DE8787108865T
Authority: DE
Inventors: Gary Wayne Howell
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Dade Behring Inc
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1987-06-20
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2007-06-21
Also published as: JPH0516746B2; JPS6325559A; ES2034992T3; US4820497A; DE3781838D1; EP0251087B1; EP0251087A2; EP0251087A3; CA1297391C; ATE80945T1; GR3006493T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Verwendung in einem chemischen Analyseinstrument vorgesehene Flüssigkeitsausgabevorrichtung mit einer Nadelreinigungsanordnung zum Reinigen der Ansaugnadel.
Die meisten Vorrichtungen, die zur Durchführung einer automatisierten chemischen Analyse von Flüssigkeitsproben betreibbar sind, verwenden eine Ansaugsonde oder -nadel, um vorbestimmte Mengen einer Flüssigkeitsprobe oder eines flüssigen Reagens in Behälter zu übertragen, die an verschiedenen Stellen an dem Instrument angeordnet sind. Die Ansaugsonde ist üblicherweise ein längliches nadelartiges Teil mit einem hohlen Durchlaß, durch welchen Flüssigkeit in die Sonde einziehbar und aus der Sonde ausgebbar ist.
Ein verbreitetes Problem solcher Ansaugnadelanordnungen ist die Gefahr einer "Verschleppung" von Flüssigkeit. Eine Verschleppung zeigt sich normalerweise als die Verunreinigung einer gegebenen Reagensmenge oder einer gegebenen Probenmenge durch das Einführen anderer Reagenzien oder Proben in diese. Verschleppung tritt auf, wenn eine mit Restspuren einer zuvor ausgegebenen Probe oder eines Reagens behaftete Nadel in eine Menge eines anderen Reagens oder einer Probe eingeführt wird.
Verschleppung ist auch dahingehend nachteilig, daß sie auch zum Einbringen einer ungenauen Menge einer Probe oder eines Reagens führen kann. Üblicherweise wird zusätzliche Flüssigkeit in einen Bestimmungsbehälter eingebracht, indem zusätzliche unerwünschte Tröpfchen von Proben oder Reagenzien an der Außenseite der Nadel vorhanden sind. Dieser Aspekt der Verschleppung ist insbesondere bei besonders volumenempfindlichen Analysen störend.
Um die Auswirkungen von Verschleppungen zu eliminieren oder zu mindern, war es bisher üblich, an geeigneten Stellen an dem Instrument Waschstationen vorzusehen. Die Waschstation kann ein schachtartiges Reservoir mit Reinigungsflüssigkeit, üblicherweise Wasser, aufweisen, in welche die Nadel eingetaucht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungsflüssigkeit durch die Nadel hindurch ausgetrieben werden, während sich diese an der Waschstation befindet. Wahlweise kann die Waschstation mit einer Anordnung versehen sein, mit der ein Strahl trocknender Luft unter Druck durch die Nadel oder auf deren Außenfläche gedrückt wird. Auf diese Weise werden auf der Oberfläche oder der Innenfläche der Nadel verbleibende Materialien entfernt. Die Nadel wird, wann immer erforderlich, während des Betriebs der Sondenanordnung in die Waschstation eingetaucht.
Typische Analyseinstrumente mit einer Waschstation der zuvor beschriebenen Art sind die in US-A-3,964,526, US-A-4,318,885 und US-A-3,552,212 beschriebenen Instrumente. Bei diesen typischen Beispielen ist die Waschstation jedoch relativ zur Nadel feststehend. Somit muß die Nadel bei jeder erforderlichen Reinigung zur Waschstation verbracht werden. Obwohl das Vorhandensein einer Waschstation unter dem Aspekt der Verschleppung vorteilhaft ist, beeinflußt die Erfordernis, daß die Nadel physisch zur Waschstation verbracht werden muß, den Gesamtdurchsatz des Instruments nachteilig.
In US-A-4 323 537 ist ein Analysesystem mit einer Reinigungsanordnung in der Form eines hohlen Kragens offenbart, der mit der Nadel bewegbar ist. Bei diesem System bewegt sich die Nadel beim Anheben und Absenken durch den Kragen hindurch. Ein vollständiges Eintauchen der Nadel in ein schachtartiges Reservoir ist jedoch durch die Ausbildung des Kragens verhindert.
In US-A-4 516 437 ist eine Mikroproben-Handhabungsvorrichtung offenbart, die eine Sonde zum Ansaugen einer Probe und einen Reinigungsmechanismus mit einer Reinigungskammer aufweist, welche die Struktur eines Kragens hat. Der Reinigungsmechanismus weist eine Fluidlenkeinrichtung und zwei Einrichtungen zum Aufbringen eines Unterdrucks auf, welche mit Unterdruckquellen oder Waschflüssigkeitsquellen verbindbar sind.
Solche Kragenstrukturen sind, obwohl sie geeignet sind einen aus der Sonde ausgetriebenen langsamen Strahl Reinigungsflüssigkeit aufzunehmen, nicht in der Lage, einen relativ schnell strömenden Flüssigkeitsstrahl aufzunehmen, der beim zyklischen Betrieb der Pumpe mit hohen Raten erzeugt wird. Daher muß die Flüssigkeitspumpe verlangsamt werden, um die Geschwindigkeit des aus der Sonde ausgetriebenen Reinigungsflüssigkeitsstrahls zu begrenzen. Demzufolge verlangsamt sich der Durchsatz des Instruments. Ferner verursacht ein mit hoher Geschwindigkeit strömender Reinigungsflüssigkeitsstrahl eine Reibwirkung auf das Innere der Sonde. Diese Reibwirkung tritt nicht mehr auf, wenn die Geschwindigkeit des ausgetriebenen Flüssigkeitsstrahls herabgesetzt wird.
Daher ist es im Hinblick auf die obigen Ausführungen vorteilhaft, eine Reinigungsanordnung zu schaffen, die ein geschlossenes schachtartiges Reservoir aufweist, das derart verwendbar ist, daß das Innere und Äußere der Nadel von Fremdmaterial gereinigt werden, während gleichzeitig der Durchsatz des Instrumente nicht nachteilig beeinflußt wird. Es wird daher als vorteilhaft angesehen, eine Reinigungseinrichtung für eine Sondenanordnung zu schaffen, die mechanisch in der Lage ist, einen mit hoher Geschwindigkeit strömenden Reinigungsflüssigkeitsstrahl aufzunehmen, wodurch ein Betrieb der Flüssigkeitspumpen mit der Maximalrate und dadurch eine maximale Reibwirkung auf das Innere der Sonde ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß ist eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Flüssigkeitsausgabevorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß
die Nadelaufnahmekammer eine schachtartige Kammer mit geschlossenem Boden ist,
die Reinigungsanordnung zwei Arme aufweist, die zur Bildung der schachtartigen Kammer zusammenwirken, wobei die Arme aus einer ersten, sogenannten Schließstellung in eine zweite, sogenannte Öffnungsstellung bewegbar sind, wobei die Reinigungsanordnung in der Schließstellung der Arme die geschlossene, schachtartige Nadelaufnahmekammer mit dem geschlossenen Boden bilden, während die Arme in der Öffnungsstellung von der Nadel beabstandet sind, um eine vertikale Verschiebung der Nadel in bezug auf die Stütze in die zweite Position zu ermöglichen; und ein auf die Bewegung der Nadel reagierender Betätiger die Arme aus der Schließin die Öffnungsstellung verschiebt.
In der Schließstellung wirken die Arme zur Bildung eines schachtartigen, geschlossenen Nadelaufnahmereservoirs zusammen, das derart ausgebildet ist, daß es die Nadel eng umschließend aufnimmt und ein Eintauchen der Nadel in das Reservoir ermöglicht. Das Reservoir ist mit einem Unterdruckbereich verbunden, so daß eine durch die Nadel ausgegebene Reinigungsflüssigkeit über die Außenfläche der Nadel gezogen wird, um eine Reinigung der Außenfläche und der Innenfläche der Nadel zu bewirken.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, die Teil der Anmeldung sind und welche zeigen:
Figur 1 - eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils eines Stützteils mit eIner Ansaugnadelanordnung, die in bezug zum Stützteil bewegbar angebracht ist und eine bewegbare erfindungsgemäße Nadelreinigungsanordnung aufweist;
Figur 2 - eine vergrößerte Seitenansicht entlang der Linien 2 - 2 in Fig. 1, welche die Nadelanordnung und die bewegbare Nadelreinigungsanordnung darstellt, wobei sich die Arme der Reinigungsanordnung in der Schließstellung befinden;
Figur 3 - eine Vorderansicht der Nadelanordnung und der Reinigungsanordnung entlang der Linien 3- 3 von Fig. 2;
Figur 4 - eine vergrößerte Draufsicht auf die Nadelanordnung entlang der Linien 4 - 4 von Fig. 2;
Figur 5 - eine Draufsicht auf die Reinigungsanordnung entlang der Linien 5 -5 in Figur 2, wobei die Arme der Reinigungsanordnung in der Öffnungsstellung angeordnet sind;
Figur 6 - eine vollständig geschnittene vergrößerte Vorderansicht entlang der Schnittlinien 6 - 6 von Fig. 5, wobei die detaillierte Ausbildung der Schachtköpfe der Reinigungsanordnung dargestellt ist;
Figur 7 - vergrößerte, isolierte, geschnittene Vorderansicht der in Fig. 6 dargestellten Schachtköpfe, wobei die Schachtköpfe getrennt sind;
Figur 8 - eine Schnittdarstellung der Schachtköpfe entlang der Schnittlinien 8 - 8 in Figur 7;
Figur 9 - eine vergrößerte Schnittdarstellung der Schachtkopfanordnung von Figur 6, wobei der Weg der Reinigungsflüssigkeit in der im Inneren der zusammengefügten Schachtköpfe gebildeten Kammer dargestellt ist;
Figuren 10A bis 10D - eine Reihe von Ansichten, welche die Öffnungssequenz der Arme der Reinigungsanordnung darstellen, wenn die Nadel relativ zum Stützteil aus der zurückgezogenen Stellung (Figur 10A) über die Zwischenstellung (Figuren 10B, 10C) und in die ausgefahrene Stellung (Figur 10D) bewegt wird.
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in allen Figuren der Zeichnungen.
Figur 1 ist eine vollständig geschnittene Seitenansicht eines Teils eines chemischen Analyseinstruments 10 mit einer Ansaugnadelanordnung 12 und einer erfindungsgemäßen bewegbaren Nadelreinigungsanordnung 14. Die Reinigungsanordnung ist derart betätigbar, daß sie die Reinigung der Ansaugnadelanordnung 12 bewirkt, ohne daß ein Verbringen der Nadelanordnung an eine stationäre Reinigungsstelle nach jeder Flüssigkeitsausgabe aus die Nadelanordnung 12 erforderlich ist. Ferner weist die Reinigungsanordnung eine Struktur auf, die ein geschlossenes schachtartiges Reservoir, oder eine Kammer, mit geschlossenem Boden bildet, in welcher die Nadel aufgenommen wird. Die Kammer ist mit einem geschlossenen Boden versehen, der in der Lage ist, einem aus dem Inneren der Nadel ausgestoßenen, mit relativ hoher Geschwindigkeit strömenden Strahl von Spül- und Reinigungsflüssigkeit mechanisch zu widerstehen.
Das Instrument 10 weist einen Stützpfeiler 16 auf, durch welchen sich die vertikale Mittelachse VCL des Instruments 10 erstreckt. Ein Küvettenrad 20 ist in bezug auf den Stützpfeiler 16 drehbar auf einem geeigneten Lager 22 angebracht. Das Rad 20 ist mit einer Reihe von Ausnehmungen 24 versehen, die an seinem Umfangsrand angeordnet sind. Die Ausnehmungen 24 sind zur Aufnahme eines Probenbehälters 26 oder einer Küvette, zum Beispiel einem Teströhrchen oder einem ähnlichen Proben aufnehmenden Behälter, bemessen. In dem Rad 20 ist ein strahlungsdurchlässiges Fenster 28 ausgebildet, durch welches Abfragestrahlung in und durch den Inhalt der Küvette 26 geleitet werden kann. Das Rad 20 kann kontinuierlich oder schrittweise durch eine geeignete Antriebseinrichtung, zum Beispiel einen Schrittmotor, vorbewegt werden. Ein (nicht dargestelltes) Photometer ist in geeigneter Weise um die vertikale Achse VCL drehbar angebracht, so daß Abfragestrahlung auf die Küvette 26 gerichtet werden kann. Als Beispiel für ein dem beschriebenen Analyseinstrument ähnliches und zur Verwendung mit der Erfindung geeignetes Instrument sei das in EP-A-172 540 gezeigte angeführt.
Eine Reagensschale 30 ist an dem Stützpfeiler 16 angebracht. Die Schale 30 trägt ein Isolierteil 32, das mehrere mehrfach unterteilte Einweg-Reagenzgefäß 34 aufnimmt. Jedes Gefäß 34 weist mehrere darin ausgebildete Reagensaufnahmezellen 36 auf. Die einzelnen Gefäße 34 sind auf der Oberseite der Schale 30 gestützt und erstrecken sich in radialem Muster von der Achse VCL. Die Struktur des Gefäßes 34 ist in US-A-4 720 374 offenbart.
Auf dem Stützpfeiler 16 ist ein Gehäuse 40 befestigt. Das Gehäuse 40 ist durch eine Betätigerstützwand 42 und eine Lagerstützwand 44 in eine Betätigerkammer 46 und eine Bewegungskammer 48 für die Nadel unterteilt. Das Gehäuse 40 ist über wenigstens seine radial äußere Unterseite offen, wie bei 50 dargestellt, um ein Herausragen der Ansaugnadelanordnung 12 und der Nadelreinigungsanordnung 16, die in der Bewegungskammer 48 angeordnet sind, aus dieser zu ermöglichen. Das Gehäuse ist ebenfalls über seine Oberseite offen. Das Gehäuse 40 ist als gesamte Anordnung durch einen Antriebsmotor 54 auf einem Lager 52 um die Achse VCL drehbar. Die Welle des Motors 54 trägt ein Ritzel 56, das mit einem nahe der Spitze des Stützpfeilers 16 angebrachten kreisförmigen Zahnrad 58 kämmt.
Zwischen den Wänden 42 und 44 ist eine Führungswelle 64 befestigt. Eine transversal verlaufende Schneckenwelle 68 und eine Betätigungsgetriebewelle 70 erstrecken sich parallel zueinander und zur Führungswelle 64 durch die Bewegungskammer 48. Beide Wellen 68 und 70 sind drehbar an der Lagerstützwand 44 befestigt und stehen gestützt durch die Betätigerstützwand 42 vor. Das innere Ende der Welle 68 ist mit einem geeigneten Antriebsmotor 82 verbunden, der in der Betätigerkammer 46 befestigt ist. Der Motor 82 dient als Antriebsquelle für die der Ansaugnadelanordnung 12 auf noch zu beschreibende Weise vermittelte transversale Bewegung. In gleicher Weise ist das innere Ende der Welle 70 mit einem Motor 84 verbunden, der als Antriebsquelle für die der Ansaugnadelanordnung 12 vermittelte anhebende oder absenkende Bewegung dient, wie im folgenden beschrieben.
Wie aus den Figuren 2, 3 und 4 ersichtlich, weist die Ansaugnadelanordnung 12 eine Basisplatte 88 mit sich trichterförmig nach außen erstreckenden Ansätzen 92A und 92B. Ein Befestigungsband 94 steht von der Basisplatte 88 ab und nimmt eine Ultraschallhornanordnung 96 auf. Eine zur Verwendung als Nadelanordnung 12 geeignete ist die in EP-A-212 280,veröffentlicht am 4.3.87, offenbarte Ultraschallsondenanordnung.
Das Horn 96 hat eine längliche nadelähnliche Düse 98 mit einem zentralen hohlen Durchgang 98P (Figur 9). An der Rückseite der Basisplatte 88 ist eine Zahnstange 100 durch Schrauben 102 befestigt. Die Seitenkanten 106A und 106B der Basisplatte 88 haben Nockenflächen 108A und 108B, die zu noch zu erläuternden Zwecken auf diesen vorgesehen sind.
Ein Schlitten 110 weist einen sich entlang der vorderen Fläche des Schlittens hinunter erstreckenden im wesentlichen T-förmigen Kanal 112 auf. Eine Radialantriebsmutter 114 ist durch Schrauben 116 (Figur 2) an dem hinteren Ende des Schlittens 110 befestigt. Die Antriebsmutter 114 nimmt die Welle 68 auf. Auf dem Schlitten 110 ist ein Element 118 vorgesehen, durch welches sich die Führungswelle 64 erstreckt.
Eine Bohrung 120 in dem Schlitten 110 nimmt die Betätigungsgetriebewelle 70 auf. Ein oberes und ein unteres Ritzel 122A und 122B sind jeweils innerhalb des Schlittens 110 auf Wellen 124A und 124B angebracht (Figur 2). Die Ansätze 92 der Basisplatte 88 der Nadelanordnung 12 sind in dem Kanal 112 in dem Schlitten 110 derart aufgenommen, daß die Zahnstange 100 über die Ritzel 122A und 122B in getriebener Verbindung mit der Getriebewelle 70 steht. Das Vorsehen des oberen und unteren Ritzels 122A und 122B vergrößert die Weglänge der Platte 88. Die Seiten des Schlittens 110 sind jeweils mit oberen Befestigungsanschlägen 126A und 126B und unteren Befestigungsanschlägen 128A und 128B versehen. Durch die Anschläge 126A, 128A und 126B, 128B erstrecken sich jeweils miteinander fluchtende Bohrungen 130A und 130B.
Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung und den Zeichnungen ergibt, bewirkt eine Rotation der Schneckenwelle 68, daß sich der Schlitten 110 und die darauf angebrachte Nadelanordnung 12 geradlinig hin und her bewegt, wie durch die Pfeile 138L und 138R angegeben. Durch die Verbindung der Zahnstange 100 mit der Getriebewelle 70 über die Ritzel 122A und 122B hebt und senkt die Drehung der Getriebewelle 70 die Nadelanordnung 12 in entgegengesetzten geradlinigen Richtungen, wie durch die Pfeile 140U und 140D dargestellt.
Die erfindungsgemäße Nadelreinigungsanordnung 14 ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel an dem Schlitten 110 zur Bewegung mit diesem, und damit mit der Ansaugnadelanordnung 12, angebracht. Die Reinigungsanordnung 14 weist zwei Arme 152A und 152B auf, die aus einem geeigneten Material gebildet sind, wie zum Beispiel einem Acetalharzmaterial wie das von E. I. du Pont de Nemours and Company unter dem Warenzeichen "Delrin" vertriebene Material. Jeder Arm 152A und 152B weist jeweils eine Befestigungsschulter 154A und 154B auf. Jede Schulter 154A, 154B weist jeweils eine sich durch diese erstreckende Mittelbohrung 156A, 156B auf. Die jeweilige Bohrung 156 fluchtet mit den entsprechenden Bohrungen 130 in den Befestigungsanschlägen 126, 128 des Schlittens 110. In der Schulter 154 jedes Arms ist eine obere und eine untere Gegenbohrung 158 und 160 vorgesehen.
Die sich vor den Schultern 154 erstreckenden Hauptabschnitte 166A, 166B der Arme 152A, 152B weisen jeweils eine Schräge Nockenfläche 170A, 170B auf (Figur 4). Die vorderen Endabschnitte der Arme bilden Befestigungsblöcke 172A und 172B. Die einander gegenüberliegenden Flächen 173A, 173B der Blöcke 172A, 172B sind bei 174 jeweils gebohrt. Ein Bewegungsbegrenzungsanschlagteil 178A, 178B (Figur 5) ist jeweils neben den einander gegenüberliegenden Flächen 173A, 173B der Arme 152A, 152B zu einem noch zu beschreibenden Zweck angebracht.
Zwei zusammenpassende Schachtköpfe 184 und 186, die an den Armen 152A und 152B jeweils durch gelenkige Kugelgelenke 188A und 188B angebracht sind. Jedes Gelenk 188A, 188B weist ein Gelenkpfannenteil 190A, 190B auf, das jeweils in den Schachtköpfen 184, 186 ausgebildet ist. Jede Gelenkpfanne 190A, 190B nimmt jeweils das Kugel-Kopfende eines Kugelschafts 194A, 194b auf. Das dem Kugelende entgegengesetzte Ende der Schafte 194A, 194B ist mit einem Verbindungsstück 196A, 196B versehen. Die Verbindungsstücke 196A, 196B sind jeweils in die Bohrungen 174A, 174B eingeschraubt, welche in den Flächen 173 der an den Enden der Arme 152 angeordneten Befestigungsblöcke 172 vorgesehen sind. Es liegt selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß nur einer der Schachtköpfe mit einer gelenkigen Verbindung versehen ist.
Wie in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt ist der Schachtkopf 184 am linken Arm 152A angebracht, obwohl er falls erwünscht auch am anderen Arm anbringbar ist. Der Schachtkopf 184 weist eine ebene Verbindungsfläche 202A mit einer darin ausgebildeten Mittelrille 204A auf. Die Rille 204A wird von einem schrägverlaufenden Kanal 206A und zwei schrägverlaufenden Schlitzen 208A und 208B geschnitten. Das untere Ende des Schachtkopfes 184 weist einen zur Seite vorstehenden Flansch 210 mit einer planaren Fläche 212 auf. Ein Unterdruckanschluß 214 erstreckt sich durch eine Öffnung 216 in den Schachtkopf 184 und steht in Verbindung mit der darin ausgebildeten Rille 204A.
Der Schachtkopf 184 ist an dem anderen Arm 152B angebracht. Dieser Schachtkopf 186 ist gleichermaßen mit einer passenden Verbindungsfläche 202B mit einer darin vorgesehenen Mittelrille204B versehen. Die Rille 204B wird von einem schrägverlaufenden Kanal 206B und zwei entsprechenden Schlitzen 208C und 208D geschnitten. Das untere Ende des Schachtkopfes 186 ist mit einem Ausschnitt 218 versehen. Der Ausschnitt 218 ist derart ausgebildet, daß er das Ende des sich von dem Schachtkopf 184 her erstreckenden Flansches 210 aufnimmt.
Die Schachtköpfe 184, 186 nehmen in ihren jeweiligen Ausnehmungen 192A, 192B die Gelenkpfannenabschnitte 190A, 190B der Gelenke 188A, 188B. Durch die Gelenke 188A, 188B ist jeder der Schachtköpfe 184, 186 in bezug zu dem jeweiligen zugehörigen Arm 152A, 152B gelenkig bewegbar. Werden die Arme 152A, 152B in noch zu erläuternder Weise aufeinander zu bewegt, werden die einander gegenüberliegenden Verbindungsflächen 202 in eng anliegenden Eingriff miteinander gebracht. Jeglicher Versatz oder Abweichung von einer parallelen Anordnung der planaren Verbindungsflächen 202A, 202B wird durch die gelenkige Anbringung der Schachtköpfe 184, 186 an den Gelenken 188 ausgeglichen. Die dreidimensionale gelenkige Bewegung der Schachtköpfe ist entweder durch die Anschlagteile 178A, 178B oder einander gegenüberliegenden Flächen 173A, 173B der Arme 152A, 152B (Figur 5) begrenzt.
Befinden sich die Schachtköpfe 184, 186 in der Schließstellung, ist im Inneren der zusammengesetzten Schachtköpfe durch die zusammenwirkende fluchtende Anordnung der Mittelrillen 204A, 204B eine Kammer 220 ausgebildet. Die Kammer 220 ist an ihrer unteren Begrenzung durch die planare Fläche 212 des am Schachtkopf 184 ausgebildeten Flanschs 210 geschlossen. Die derart gebildete Kammer 220 weist somit im wesentlichen eine schachtartige Ausbildung auf, das heißt, sie ist auf allen Seiten von dem Material der Schachtköpfe 184, 186 begrenzt und am Boden durch die ebene Fläche 212 des Flanschs 210 geschlossen. Die Kammer 220 steht mit der Umgebungsluft über die Kanäle 206A und 206B sowie zwei durch die fluchtende Anordnung des schrägverlaufenden Schlitzes 208A mit dem Schlitz 208C und des Schlitzes 208B mit dem Schlitz 208D gebildete Kanäle in Verbindung. Darüber hinaus steht die Kammer 220 über den in der Öffnung 216 aufgenommenen Unterdruckanschluß 214 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung. Die Schachtköpfe 184, 186 sind jeweils aus einem leitenden Material hergestellt und, wie in Fig. 10 dargestellt, derart verbunden, daß sie ein Teil einer elektrischen Schaltung 221 bilden, die derart betreibbar ist, daß sie eine Anzeige 222 liefert, wenn die Schachtköpfe 184, 186 zur Bildung der Kammer 220 zusammengefügt sind.
Die Arme 152 sind jeweils in bezug zum Schlitten 110 schwenkbar angebracht. Zum Erleichtern dieser Anbringung ist eine Drehstange 232A, 232B (Figuren 3, 4 und 5) durch die Bohrungen 156A, 156B in jeder Schulter 154A, 154B und die sich durch die Befestigungsanschläge 126A, 126B und 128A, 128B erstreckenden Bohrungen 130A, 130B geführt. Eine Spulenfeder 236A, 236B, 236C und 236D ist in jeder der Gegenbohrungen 158A, 158B, 160A und 160B der Schultern 154A, 154B der Arme 152A, 152B aufgenommen. Ein Ende jeder der Spulenfedern 236 wirkt gegen die jeweilige Schulter 154 in der die Feder 236 angeordnet ist, während das andere Ende der Feder 236 gegen den Schlitten 110 wirkt. Figur 5 zeigt eine typische Anordnung, bei der die Federn 236A und 236B jeweils gegen die Arme 154A und 154B und die jeweiligen Seiten des Schlittens 110 wirken. Die Federn 236 dienen dem Vorspannen der Arme 152 in die in den Figuren 2, 3 und 5 gezeigte Schließstellung.
Die Funktion der in den Figuren dargestellten Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf Figur 1 in Verbindung mit den Figuren 10A bis 10D deutlich. Die Nadelanordnung 12 befindet sich zunächst in einer in bezug zum Stützgehäuse 40 zurückgezogenen Stellung, wie in Fig. 10A dargestellt, und in dem in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 240 bezeichneten Bereich. In der zurückgezogenen Stellung befindet sich das untere Ende der Nadel 98 oberhalb des Gefäßes 34, derart, daß eine Bewegung der Nadelanordnung 12 und der daran befestigten Relnigungsanordnung 14 in Richtung der Pfeile 138L und 138R erfolgen kann, ohne daß die Nadel 98 gegen das Gefäß 34 stößt. Die Nadelanordnung 12 kann in die Richtungen 138L oder 138R durch Betreiben des mit der Schneckenwelle 68 verbundenen Betätigers 82 bewegt werden. Dies bewirkt eine Drehung der Welle 68 in die gewünschte Richtung und eine Verschiebung der Anordnung 12 in der gewünschten Richtung entlang der Führungswelle 64. Die Nadelanordnung 12 kann somit in jegliche vorbestimmte axiale Position entlang der Führungswelle 64 gebracht werden. Zum Beispiel kann die Nadelanordnung 12 in der zurückgezogenen Stellung oberhalb eines jeden der in dem Gefäß 34 ausgebildeten Behälter 36 oder oberhalb einer am Umfang des Rades 20 gehaltenen Küvette 26 angeordnet werden.
Hat die Anordnung 12 die gewünschte Stelle an der Welle 64 erreicht, kann die Nadelanordnung 12 durch die Rotation der Getriebewelle 70 in die Richtungen 140U und 140D angehoben oder abgesenkt werden. Die Zähne der Welle 70 greifen (durch die Ritzel 122) mit den Zähnen der Zahnstange 100 zusammen, um ein Anheben oder Absenken des unteren Endes der Nadel 98 in Abhängigkeit von der Richtung der Drehung der Welle 70 zu bewirken. In einem typischen Fall wird die Nadel 98 axial an einer vorbestimmten Stelle über einem der Behälter 36 angeordnet, in den Behälter abgesenkt, um eine bei 242 in Fig. 1 gezeigte vorbestimmte Flüssigkeitsmenge anzusaugen, in die bei 242 on Fig. 1 dargestellte Transportstellung angehoben, axial zum Umfangsrand des Rades 20 hin über eine der Küvetten 26 verschoben und, wie bei 244 in Figur 1 dargestellt, in die Küvette 26 abgesenkt, wo die zuvor angesaugte Flüssigkeit ausgegeben werden kann. Die Nadel 98 kann selbstverständlich über einer bestimmten Küvette angeordnet und eine Flüssigkeit durch die Nadel 98 in die Küvette 26 gepumpt werden.
Die zur Bewegung mit der Nadelanordnung 12 angebrachte Reinigungsanordnung 14 ist aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung und somit aus dem Bereich der vertikalen Bewegung der Nadelanordnung 12 bewegbar. Beim Absenken der Nadelanordnung 12 in der Richtung 140D durch die Getriebewelle 70 werden die schrägen Nockenflächen 108 des unteren Endes der Befestigungsplatte 88 in Kontakt mit den schrägen Nockenflächen 170 der Arme 152 gebracht. Dieser in Reaktion auf die Bewegung der Nadel erfolgende Vorgang hat zur Folge, daß die Arme 152 in Richtung der Pfeile 248 aus der Schließ- in die Öffnungsstellung gedrückt werden. Sind die Nockenflächen 108 bis unterhalb der Flächen 170 der Arme 152 abgesenkt, dienen die Seitenkanten 106 Befestigungsplatte 88 zum Halten der Arme 152 in der Öffnungsstellung entgegen der Kraft der Vorspannungsfedern 236.
Sind die Arme 152 geöffnet, kann die Nadel 98 so weit abgesenkt werden, wie es die Struktur des Instruments ermöglicht oder zuläßt. Wäre die Nadelanordnung zum Beispiel in der in Figur 1 bei 242 dargestellten Position angeordnet, würde der Behälter 36 die Bewegung der Nadel 98 begrenzen, während bei 244 eine weitere Bewegung der Betätigungsgetriebewelle 70 in Absenkrichtung ein Vorstehen der Nadel 98 in die Küvette 26 bewirken würde. Wesentlich hierbei ist, daß die Arme 152 der Reinigungsanordnung aus ihrer Schließ- in ihre Öffnungsstellung bewegbar sind (Figuren 10A und 10B bzw. 10C), um eine ungehinderte vertikale Bewegung der Nadelanordnung 12 zu ermöglichen.
Die Reinigungsanordnung 14 bewirkt die gründliche Reinigung der Nadel 98, ohne daß eine Verschiebung der Nadel an eine vorbestimmte feststehende Reinigungsstelle erforderlich ist. Beim Zurückziehen der Nadel in die Aufwärtsrichtung 140U aus der vollständig vorgeschobenen Stellung (Figur 10D) oder der vertikalen Zwischenstellung (Figur 10B) berühren die Nockenflächen 108 der Befestigungsplatte 88 erneut die Nockenflächen 170 der Arme 152. Die Arme 152 beginnen aufgrund der Wirkung der Vorspannfedern 236 sich zu schließen. Die Nocken 108, 170 gewährleisten ein allmähliches Schließen der Arme 152.
Beim Schließen der Arme 152, konvergieren die Schachtköpfe 184, 186 auf das untere Ende der Nadel 98 zu, um diese zu umschließen. Jegliche Abweichungen von einer parallelen Anordnung der Flächen 202 der Schachtköpfe werden durch geringfügige Gelenkbewegungen der Schachtköpfe 184, 186 in bezug zu den zugehörigen Armen 152A, 152B durch die gelenkigen Verbindungen wie zuvor beschrieben ausgeglichen. Der Flansch 210 am Schachtkopf 184 erstreckt sich in den Ausschnitt 218 des anderen Schachtkopfes 186, und ist in diesem aufgenommen, um den Boden der Kammer 220 zu schließen. Bei in der Kammer 220 aufgenommener Nadel 98, wird ein Sog über den Anschluß 214 gesogen. Gleichzeitig kann eine Reinigungsflüssigkeit durch die Nadel 98 geleitet werden. Beim Verlassen der Öffnung des Durchgangs 98P (Figur 9) der Nadel 98 wird die Reinigungsflüssigkeit in der Kammer 220 nach unten gerichtet, wo es auf die planare Fläche 212 des Flanschs 210 trifft, welche die untere Begrenzung der Kammer 220 bildet.
Durch den Flansch 210 und die Wände der Rillen 204 wird die Reinigungsflüssigkeit in zwei Stufen von 90 um im wesentlichen 180º umgelenkt. Da die Kammer (über den Anschluß 214) in Fluidverbindung mit einem Druck steht, der geringer als der Atmosphärendruck ist, wird durch die Kanäle 206A und 206B sowie die durch die fluchtende Anordnung der Schlitze 208A-208D gebildeten Kanäle Luft in die Kammer 220 gesaugt. Die von der planaren Fläche 212 des Flanschs 210 und der Oberfläche der Rille umgelenkte Reinigungsflüssigkeit fließt somit über die Außenfläche der Nadel 98 nach oben zum Anschluß 214, während Luft in die Kammer 220 gesaugt wird. Vorzugsweise liegt die planare Fläche 212 des Flanschs 210 im wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden der Rille 202 im Schachtkopf 184. Somit wird die aus der Öffnung der Nadel 98 ausgetriebene Flüssigkeit wie geschildert durch zwei rechtwinklige Richtungsänderungen umgeleitet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch auch möglich, daß die planare Fläche 212 des Flanschs 210 eine anderen als einen Winkel von 90º bezüglich der Wand der Rille einnimmt und dennoch den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht verläßt.
Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Reinigungsanordnung den Durchsatz des Instruments verbessert, indem die Erfordernis des Verschiebens der Nadelanordnung an eine vorbestimmte feste Reinigungsstelle entfällt. Da die Reinigungsanordnung in bezug zum Gehäuse frei bewegbar ist, sich vorzugsweise sogar mit der Nadel bewegt, entfällt das Verbringen der Nadel zur Reinigungsstation, da sich die Reinigungsstation zur Nadel hin bewegt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Reinigungsanordnung nicht, wie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, direkt an der Nadel angebracht sein muß. Jeder Aufbau, bei dem die Reinigungsnordnung bezüglich der Nadel bewegbar angebracht ist, so daß die Notwendigkeit des Verschiebens der Nadel zu einer fixen Reinigungsstation hin entfällt, liegt innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung.
Darüber hinaus ist dem Fachmann aus der vorangehenden Beschreibung verständlich, daß die Reinigungsanordnung 14 durch den erfindungsgemäßen Aufbau mit einer bewegbaren, geschlossenen, schachtartigen Reinigungskammer nach Art eines Reservoirs versehen ist. Das heißt, die durch die zusammenwirkende Verbindung der zusammengefügten Schachtköpfe gebildete Kammer weist eine geschlossene untere Begrenzung auf. Ein solcher Aufbau ist mechanisch in der Lage, den Kräften zu widerstehen, die von einer Reinigungsflüssigkeit ausgeübt werden, wenn diese aus dem Ende einer Nadel 98 ausgetrieben wird, während die Möglichkeit des Auslaufens minimiert ist. Dementsprechend muß die Flüssigkeitsausgabepumpe des Instruments nicht mit einem Pumpdruck betrieben werden, der geringer ist als ihr Normalpumpdruck, wie dies bei einer Reinigungsanordnung mit einem Kragen mit offenem Boden erforderlich ist. Da eine Verringerung des Pumpdrucks nicht erforderlich ist, wird die auf das Innere der Nadel aufgebrachte Wirkung der Wirbelstromreinigung durch einen mit relativ hoher Geschwindigkeit strömenden Reinigungsflüssigkeitsstrahl beibehalten, wodurch die Reinigung der Nadel verbessert ist.
Die Fähigkeit der Reinigungsanordnung, sich mit der Ansaugnadel zu bewegen, in Verbindung mit der Fähigkeit der mit einem geschlossenen Boden versehenen Kammer, mechanisch den Kräften zu widerstehen, die von der ausgetriebenen Reinigungsflüssigkeit ausgeübt werden, ermöglicht eine gründliche Reinigung der Nadel bei gleichzeitiger Verbesserung des Durchsatzes des Instruments.

Claims

1. Flüssigkeitsausgabevorrichtung mit:

einem Stützteil;

einer Ausgabenadel (98), die in bezug auf das Stützteil von einer ersten in eine zweite Position verschiebbar ist;

einer in bezug auf das Stützteil bewegbar angebrachten Reinigungsanordnung (14);

wobei die Reinigungsanordnung (14) an der Ausgabenadel (98) zur Bewegung mit dieser angebracht ist;

wobei die Reinigungsanordnung (14) eine abgeschlossene Nadelaufnahmekammer (220) aufweist, die zur Aufnahme der Nadel (98) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Nadelaufnahmekammer (220) eine schachtartige Kammer (220) mit geschlossenem Boden ist,

die Reinigungsanordnung (14) zwei Arme (152A, 152B) aufweist, die zur Bildung der schachtartigen Kammer (220) zusammenwirken, wobei die Arme aus einer ersten, sogenannten Schließstellung in eine zweite, sogenannte Öffnungsstellung bewegbar sind, wobei die Reinigungsanordnung (14) in der Schließstellung der Arme (152A, 152B) die geschlossene, schachtartige Nadelaufnahmekammer (220) mit dem geschlossenen Boden bilden, während die Arme (152A, 152B) in der Öffnungsstellung von der Nadel (98) beabstandet sind, um eine vertikale Verschiebung der Nadel (98) in bezug auf die Stütze in die zweite Position zu ermöglichen; und ein auf die Bewegung der Nadel (98) reagierender Betätiger die Arme (152A, 152B) aus der Schließ- in die Öffnungsstellung verschiebt.

2. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Nadel in der zweiten Position zum Ausgeben einer vorbestimmten Menge Flüssigkeit in ein Aufnahmegefäß (26) betätigbar ist.

3. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Arm (152A, 152B) einen Schachtkopf (184, 186) aufweist, wobei jeder der Schachtköpfe (184, 186) eine darin ausgebildete Nut (204A, 204B) aufweist, wobei einer der Schachtköpfe (184, 186) einen Flansch (210) und der andere der Schachtköpfe (184, 186) einen darin ausgebildeten entsprechenden Ausschnitt (218) aufweist, wobei, in der Schließstellung der Arme, der Flansch (210) des einen Schachtkopfs (184) in dem Ausschnitt (218) des anderen Schachtkopfs (186) aufgenommen ist und die Nuten (204A, 204B) in den Schachtköpfen (184, 186) zur Bildung der schachtartigen, einen geschlossenen Boden aufweisenden Nadelaufnahmekammer (220) in Deckung miteinander sind.

4. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 3, bei der wenigstens einer der Schachtköpfe (184, 186) an dem zugehörigen Arm (152A, 152B) mittels einer gelenkigen Verbindung (188A, l88B) verbunden ist.

5. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, zum Übetragen einer an einer ersten Stelle gespeicherten Flüssigkeit in ein Aufnahmegefäß, das sich an einer davon beabstandeten zweiten Stelle befindet, bei der

die Ausgabenadel (98) geradlinig in einer ersten Richtung in bezug auf das Stützteil von der ersten zur zweiten Stelle verschiebbar ist, wobei die Nadel (98) an der ersten Stelle zum Einziehen eines vorbestimmten Flüssigkeitsvolumens und an der zweiten Stelle zum Ausgeben eines vorbestimmten Teils der Flüssigkeit in das Aufnahmegefäß (26) betätigbar ist,

die Nadel (98) in bezug auf das Stützteil auch in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung aus einer zurückgezogenen Anfangspositon in eine ausgefahrene Endposition bewegbar ist, und

an der Nadel (98) ein Betätiger angebracht ist, der mit den Armen (152A, 152B) in Eingriff bringbar ist, um diese bei der Bewegung der Nadel von der zurückgezogenen in die ausgefahrene Position aus der Schließin die Öffnungsstellung zu verschieben.

6. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, bei der einer der Schachtköpfe (184, 186) eine Öffnung (216) aufweist, über welche die Kammer (220) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der niedriger als der Atmosphärendruck ist.

7. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, bei der sich durch einen der Schachtköpfe (184, 186) wenigstens ein in Fluidverbindung mit der Kammer (220) stehender Kanal (206A, 206B) erstreckt, durch welchen Luft in die Kammer (220) saugbar ist, wenn die Kammer (220) mit einem Druck beaufschlagt ist, der niedriger als der Atmosphärendruck ist.

8. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, bei der sich durch jeden der Schachtköpfe (184, 186) wenigstens ein in Fluidverbindung mit der Kammer (220) stehender Kanal (206A, 206B) erstreckt, durch welchen Luft in die Kammer (220) saugbar ist, wenn die Kammer (220) mit einem Druck beaufschlagt ist, der niedriger als der Atmosphärendruck ist.

9. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-8, bei der der Flansch (210) eine planare Oberfläche (212) aufweist, die senkrecht zu einer Verbindungsfläche (202A) des Schachtkopfes (184) ist.

10. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, bei der die Nadel (98) an einer Platte (88) mit einer Nockenfläche (108A, 108B) angebracht ist und jeder der Arme (152A, 152B) mit einer entsprechenden Nockenfläche (170A, 170B) versehen ist, wobei der Betätiger zum Verschieben der Nadelplatte (88) betätigbar ist, derart, daß die Nockenfläche (108A, 108B) der Platte in zusammenwirkenden Eingriff mit den Nocken (170A, 170B) der Arme (152A, 152B) angeordnet werden, um die Arme (152A, 152B) aus der Schließ- in die Öffnungsstellung zu verschieben.

11. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Seiten der Platte (88) derart ausgebildet sind, daß sie Haltefläche bilden, die zum Halten der Arme (152A, 152B) in der Öffnungsstellung geeignet sind.

12. Flüssigkeitsausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-11, ferner mit einer Bewegungsbegrenzungsanschlagfläche (178A, 178B), die an dem die gelenkige Verbindung (188A, 188B) aufweisenden Arm (152A, 152B) zur Begrenzung der gelenkigen Bewegung des jeweiligen Schachtkopfes (184, 186) vorgesehen ist.