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HINTERGRUND
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Handpipetten und insbesondere eine
verbesserte Handpipette mit einer Magnetunterstützung, um einem/einer Pipettenbenutzer/in
beim Einstellen und Halten der Kolbeneinheit der Pipette in ihrer "Ausgangs"-Position von Hand,
bereit zum Ansaugen eines vorbestimmten Flüssigkeitsvolumens, zu helfen.
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Zum
Beispiel beschreiben die US-amerikanischen Patente US-A-3 827 305
und 4 909 991 handelsübliche
Einkanal-Handpipetten. Eine jede solche Pipette umfasst einen länglichen
in einer Hand haltbaren Pipettenkörper, der eine nach oben federbelastete
Kolbeneinheit beherbergt. Die Kolbeneinheit ist für eine axiale
Bewegung in dem Pipettenkörper zwischen
einer ersten oder oberen Anschlagposition, in der sich ein Endabschnitt
der Kolbeneinheit von einem oberen Ende des Pipettenkörpers erstreckt,
gelagert. Ein/e Pipettenbenutzer/in ergreift den Pipettenkörper mit
seinem/ihrem Daumen über
dem offenen Ende der Kolbeneinheit. Eine Daumenbewegung auf der
Kolbeneinheit nach unten bewegt die Kolbeneinheit von ihrer oberen
Anschlagposition gegen die nach oben gerichtete Vorspannung einer
Rückstellfeder
nach unten in eine zweite oder eine untere Anschlagposition, an
der die gesamte Flüssigkeit
von einer an der Pipette befestigten Spitze ausgestoßen wird.
Neben der unteren Anschlagposition befindet sich eine "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit, zu
der die Kolbeneinheit durch den/die Pipettenbenutzer/in zu Beginn
eines jeden Ansaugvorganges mit der Pipette zurückgestellt wird.
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Bei
den in den vorstehenden Patenten beschriebenen handelsüblichen
Pipetten ist die Ausgangsposition durch einen "weichen" Anschlag definiert. Wie bei solchen
Patenten beschrieben, umfasst der weiche Anschlag einen zweiten
relativ steifen Federmechanismus in dem Pipettenkörper, der
aktiviert wird, wenn die Kolbeneinheit die Ausgangsposition erreicht.
In dieser Hinsicht und wie in 4a hierin abgebildet
ist, kann, während
der/die Pipettenbenutzer/in die Kolbeneinheit von ihrer oberen Anschlagposition
durch Hinunterdrücken
mit seinem/ihrem Daumen auf dem offenen Ende der Kolbeneinheit von
Hand bewegt, der/die Pipettenbenutzer/in einen zunehmenden Widerstand
gegen die Bewegung der Kolbeneinheit, der einer Aktivierung der
zweiten Federanordnung, die einer weiteren Bewegung der Kolbeneinheit
nach unten entgegenwirkt, zugehörig
ist, "fühlen". Die Position der
Kolbeneinheit, in der der/die Benutzer/in die Aktivierung des zweiten
Federmechanismus fühlt,
definiert die Ausgangsposition für
die Kolbeneinheit. Einer weiteren Bewegung der Kolbeneinheit über die
Ausgangsposition hinaus zu der unteren Anschlagposition wird durch
eine Kombination aus der Rückstellfeder
und dem zweiten Federmechanismus ein Widerstand entgegengesetzt.
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Somit
ergreift der/die Pipettenbenutzer/in beim Pipettieren von Flüssigkeiten
mit solchen handelsüblichen
Pipetten das Pipettengehäuse
mit seinem/ihrem Daumen an der Oberseite des offenen Endes der Kolbeneinheit.
Durch Ausüben
von nach unten gerichtetem Daumendruck auf die Kolbeneinheit bewegt
der/die Benutzer/in die Kolbeneinheit gegen die Kraft der Rückstellfeder
von der oberen Anschlagposition weg. Der/die Benutzer/in erkennt
die Ausgangsposition für
die Kolbeneinheit während
der Bewegung der Kolbeneinheit von der ersten Anschlagposition weg,
indem er/sie den Beginn einer Zunahme der nach unten gerichteten
Kraft, die zum Bewegen der Kolbeneinheit erforderlich ist, spürt. Eine
solche Kraftzunahme ist das Ergebnis der Bewegung der Kolbeneinheit
gegen die Rückstellfeder und
den zweiten Federmechanismus, was allgemein als "Ausblas"-Federmechanismus bezeichnet wird. Ein
genaues Spüren
des Beginns der Zunahme der nach unten gerichteten Kraft, die erforderlich
ist, um die Kolbeneinheit zu bewegen, ist ein schwieriger Vorgang,
der erfordert, dass der/die Pipettenbenutzer/in große Sorgfalt
walten lässt.
Somit spürt
der/die Pipettenbenutzer/in mit seinem/ihrem Daumen auf der Oberseite
des offenen Endes der Kolbeneinheit sehr sorgfältig die Kolbeneinheit in der
Ausgangsposition, um sie dann von Hand in dieser zu halten. In der
Praxis ist ein beträchtlicher
Teil der einem Pipettiervorgang zugehörigen Gesamtzeit von dem/der Benutzer/in
beansprucht, der/die die Kolbeneinheit von Hand in der Ausgangsposition
hält, bereit
zum Eintauchen einer Spitze, die sich von der Pipette in die Flüssigkeit,
die von der Pipette angesaugt werden soll, hinein erstreckt. Dann
steuert der/die Benutzer/in, während
die Spitze in die Flüssigkeit
eingeführt
ist, von Hand die Rückstellgeschwindigkeit
der Kolbeneinheit von der Ausgangsposition in die obere Anschlagposition.
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Für eine Genauigkeit
und Wiederholbarkeit der Betätigung
der Pipette ist es wichtig, dass der/die Pipettenbenutzer/in die
Kolbeneinheit immer in die exakt gleiche Ausgangsposition bringt,
und der/die Pipettenbenutzer/in die Rückstellgeschwindigkeit der Kolbeneinheit
in die obere Anschlagposition in einer wiederholbaren Weise für jede Pipettenbetätigung von
Hand steuert. Dies ist notwendig, damit während jeder wiederholten Betätigung das
gleiche gewünschte
Flüssigkeitsvolumen
in die Pipettenspitze gesaugt wird. Es sollte einzusehen sein, dass
solch eine Betätigung
von Hand über
den Verlauf einer Serie von Pipettenbetätigungen, bei der eine Wiederholbarkeit
des Vorganges wesentlich ist, eine beträchtliche physische und mentale
Belastung für
den/die Pipettenbenutzer/in mit sich bringt. In Extremfällen kann
die physische Beanspruchung der Hand und des Handgelenks, die mit
einer ausgedehnten Pipettenbetätigung ü ber eine
lange Zeit verbunden ist, zur Entstehung eines Karpaltunnelsyndroms
beitragen oder dazu führen.
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Ähnliche
physische und mentale Stressprobleme sind mit anderen Handpipette
verbunden, die verschiedene Mechanismen umfassen, um die Kolbeneinheit-Ausgangsposition
zu definieren. Beispiele solch unterschiedlicher Mechanismen sind
in dem US-Patent 4 041 764 und in den Deutschen Patentanmeldungen
DD-A-239 539 und DD-A-239 540 beschrieben. Insbesondere das US-Patent
US-A-4 041 764 beschreibt eine magnetische Arretierung, die zwischen
einem oberen Anschlag und einer Ausgangsposition für einen
Pipettenkolben in Eingriff gebracht wird, und von dem/der Pipettenbenutzer/in, der/die
eine vergrößerte axiale
Kraft auf einen Druckknopf ausübt,
wenn es gewünscht
ist, den Kolben gegen die Kraft einer Rückstellfeder über die
Ausgangsposition hinaus zu bewegen, außer Eingriff gebracht wird.
Die Handkräfte,
die ein/e Benutzer/in der Pipette des US-Patents 4 041 764 auf ihren
Pipettenkolben (Kolben) beim Bewegen aus dessen oberer Anschlagposition
in und durch eine Ausgangsposition in eine untere Anschlagposition
ausüben
muss, sind in 4b hierin abgebildet.
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Die
deutschen Patentanmeldungen beschreiben anderseits jeweils eine
Hohlkolbenpipette mit ferromagnetischen Systemen an oberen und unteren
Anschlägen.
Der untere Anschlag ist ein "harter" unterer Anschlag
für den
Hohlkolben, in welchem keine Kolbenbewegung über den unteren Anschlag hinaus
erlaubt ist. Ein/e Benutzer/in der Hohlkolbenpipette muss keinen "weichen" Anschlag, der eine Ausgangsposition
für den
Hohlkolben definiert, "fühlen". Stattdessen definiert
der untere Anschlag die Ausgangsposition für die Hohlkolbenpipette. Somit ergreift
der/die Benutzer/in bei der Betätigung
der Hohlkolbenpipette einfach den Pipettenkörper und drängt durch Ausüben einer
nach unten gerichteten Daumen kraft auf einen Aktivierungsknopf den
Hohlkolben zu dem unteren Anschlag. Um Flüssigkeit in eine mit einem
unteren Konus der Hohlpipette verbundene Spitze anzusaugen, gibt
der/die Benutzer/in den Aktivierungsknopf einfach frei und erlaubt
einer Druckfeder den Hohlkolben von dem unteren Anschlag zu dem
oberen Anschlag zu bewegen. Die ferromagnetischen Systeme der oberen
und unteren Anschläge
stehen mit einem magnetisierten Arretierteil in Wechselwirkung und
steuert die Betätigung
einer Dichtungsscheibe beim Öffnen
und Schließen der Öffnung des
Hohlkolbens. Zum Beispiel hebt sich die Dichtungsscheibe, da die
Rückhaltekraft
des ferromagnetischen Systems des unteren Anschlags größer ist
als jene des Arretierteiles, und die axiale Bewegung des Arretierteiles
durch einen Anschlag begrenzt ist, von einem Flansch an dem Hohlkolben weg
und gibt die Öffnung
des Hohlkolbens frei, so dass ein erstes Zylinder-Kolben-System
mit einem Lumen der Pipettenspitze durch den Hohlkolben und Löcher, die
zu einem Entlüftungskanal
in die Atmosphäre
führen,
in Verbindung steht.
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Es
sollte angemerkt werden, dass der/die Benutzer/in bei allen vorangegangenen
Handpipetten fortgesetzt eine konstante nach unten gerichtete Kraft
mit seinem oder ihrem Daumen ausüben
muss, um die Pipettenkolbeneinheit in ihrer Ausgangsposition zu
halten, bereit zum Eintauchen einer Spitze der Pipette in die Flüssigkeit,
die durch eine kontrollierte nach oben gerichtete Bewegung der Kolbeneinheit, von
der Ausgangsposition in ihre obere Anschlagposition, von der Pipette
angesaugt werden soll.
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Indem
man die physische und mentale Belastung erkannt hat, die mit wiederholter
und ausgedehnter Betätigung
einer Handpipette durch eine/n Pipettenbenutzer/in verbunden ist,
wurden Mechanismen zum Hinzufügen
zu Handpipetten entwickelt, die automatisch die Rückstellgeschwindigkeit
einer Kolbeneinheit von ihrer Ausgangsposition in ihre obe re Anschlagposition
steuern. Beispiele solcher Mechanismen sind in dem US-Patent 4 763
535, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehört, und in
der Deutschen Offenlegungsschrift
DE 39 03 241 A1 veranschaulicht und beschrieben.
Das US-Patent US-A-4 763 535 beschreibt einen Mechanismus mit einem
Dämpfungsglied
zum automatischen Steuern der Rückstellgeschwindigkeit
eines Kolbens von seiner Ausgangsposition in obere Anschlagpositionen. Die
deutsche Patentanmeldung beschreibt einen Dämpfungsmechanismus zum automatischen
Verlangsamen der Geschwindigkeit einer Kolbenbewegung nach oben,
wenn dieser seine Ausgangsposition verlässt, um in seine obere Anschlagposition
zurückzukehren.
Eine bevorzugte Form des Dämpfungsmechanismus
umfasst eine Dämpfungs-
oder Bremsvorrichtung, die ein erstes Segment der Kolbenrückstellbewegung
direkt nach dem Beginn des Ansaugens von Flüssigkeit durch die zugehörige Pipette
dämpft.
Eine Ausführungsform
der in der deutschen Patentanmeldung beschriebenen Bremsvorrichtung
umfasst einen in dem Pipettengehäuse
befestigten Magneten, der mit einem an einem Pipettenkolben befestigten
Gegenelement in Kontakt tritt, wenn der Kolben vollständig in
seine Ausgangsposition niedergedrückt ist. Durch einen solchen
Aufbau wird eine Brems- oder Dämpfungskraft
erzeugt, die der Rückstellfeder
während
des ersten Segments der Kolbenrückstellbewegung
entgegenwirkt. Wie in der deutschen Patentanmeldung beschrieben,
soll eine solche Dämpfungskraft
die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung steuern, wenn er die Ausgangsposition
verlässt,
um unerwünschtes
stoßweises
Einströmen
von Flüssigkeit
in die Pipettenspitze zu verhindern, wobei dieses stoßweise Einströmen von
Flüssigkeit
wird im Allgemeinen als "Fontänenbildung" bezeichnet wird.
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In
der jüngsten
Vergangenheit wurde, um die physische und mentale Belastung, die
mit der Betätigung
von Handpipetten verbunden ist, deutlich zu reduzieren, und um die
Notwendigkeit zu beseitigen, dass der/die Pi pettenbenutzer/in einen
Pipettenkolben physisch in einer Ausgangsposition halten muss, ein
Schnappmechanismus, der wirksam wird, wenn der Pipettenkolben die
Ausgangsposition erreicht, entwickelt, der in der dem Inhaber der
vorliegenden Erfindung gehörenden
US-A-5 364 596 beschrieben und veranschaulicht ist. Wie in der US-A-5
364 596 beschrieben, hält
der Schnappmechanismus lösbar einen
Kolben in der Ausgangsposition, ohne irgendeine von einem/einer
Benutzer/in auf den Kolben ausgeübte
Kraft, die der Kraft der Rückstellfeder entgegenwirkt.
Solch eine verbesserte Handpipette kann ferner einen Geschwindigkeitsregler
zum automatischen Steuern der Geschwindigkeit der Rückstellbewegung
des Kolbens von der Ausgangsposition in die obere Anschlagposition
des Kolbens nach dem Lösen
des Schnappmechanismus umfassen.
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Während solche
verbesserte Handpipetten mit Schnapp- und Dämpfungsglied-Mechanismen und
anderen Geschwindigkeitsreglern die Wiederholbarkeit und Verlässlichkeit
der Betätigung
von Handpipetten verbessern, und die physische und mentale Belastung
auf Pipettenbenutzer/innen dort, wo die Wiederholbarkeit eines Vorganges
wesentlich ist, reduzieren, führen
sie zu deutlichen Steigerungen der Fertigungskosten für Handpipetten,
die sich in erhöhten
Preisen für
solche verbesserte Handpipetten gegenüber ihren einfacheren Vorgängern widerspiegeln.
Demgemäß besteht
ein fortgesetzter Bedarf an einer verbesserten Handpipette, die
einen einfachen Aufbau aufweist, deren Fertigungskosten gering sind,
und die dennoch für
eine deutliche Verringerung der physischen und mentalen Belastung
auf einen/eine Pipettenbenutzer/in über den Verlauf einer Serie von
Pipettenbetätigungen,
wenn die Wiederholbarkeit des Vorganges wesentlich ist, sorgen.
Um solche Bedürfnisse
zu befriedigen, stellt die vorliegende Erfindung eine Handpipette
gemäß Anspruch
1, dessen Oberbegriff den Stand der Technik der US-A-5 369 596 wiedergibt,
bereit.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wie
vorhergehende herkömmliche
Handpipetten umfasst die vorliegende Erfindung einen in einer Hand
haltbaren Pipettenkörper
mit einer von einer Rückstellfeder
federbelastete Kolbeneinheit, die darin für eine axiale Bewegung von
einer ersten oder oberen Anschlagposition getragen ist. Wie bei
vorhergehenden Handpipetten drückt
ein/e Pipettenbenutzer/in, der/die die Pipette der vorliegenden
Erfindung hält,
auf einen Kolbenbetätigungsknopf,
um die Kolbeneinheit von der ersten Anschlagposition gegen die Rückstellfeder
in eine zweite oder untere Anschlagposition, in der die gesamte
Flüssigkeit,
die in einer Pipettenspitze enthalten ist, von der Spitze ausgestoßen wird,
zu bewegen. Der/die Pipettenbenutzer/in erlaubt dann der Rückstellfeder,
den Kolben in eine "Ausgangs"-Position neben der
unteren Anschlagposition zurückzustellen.
Die "Ausgangs"-Position ist durch
einen "weichen" Anschlag definiert, und
ist die Startposition, in die die Kolbeneinheit für den Beginn
eines jeden aufeinander folgenden Ansaugvorganges mit der Pipette
zurückgestellt
wird. Bei vorhergehenden herkömmlichen
Handpipetten muss der/die Benutzer/in eine relativ starke nach unten
gerichtete Daumenkraft auf die Kolbeneinheit ausüben, um sie in Entgegenwirkung
zu der Rückstellfeder
und einer relativ starken "Ausblas"-Feder, die den "weichen" Anschlag definiert,
in der "Ausgangs"-Position zu halten. Insbesondere aktiviert
jegliche Bewegung des Kolbens nach unten über die "Ausgangs"-Position hinaus die "Ausblas"-Feder, die eine
starke nach oben gerichtete Kraft in Entgegenwirkung auf eine solche
Bewegung der Kolbeneinheit nach unten erzeugt. Der/die Pipettenbenutzer/in spürt oder "fühlt" den Beginn der Zunahme der Rückstellkraft,
der dem/der Benutzer/in ein Anzeichen dafür gibt, dass die Kolbeneinheit
angekommen ist und sich in der "Ausgangs"-Position befindet.
Bei der vorliegenden Erfindung umfasst die Pipette der vorliegenden
Erfindung jedoch, anstatt dass der/die Benutzer/in sorgfältig den
exakten Beginn einer plötzlichen Zunahme
einer Kraft in Entgegenwirkung zu einer Bewegung einer Kolbeneinheit
nach unten fühlen muss,
um die "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit einzustellen,
und anstatt dass der/die Benutzer/in eine starke Kraft von Hand
ausüben
muss, um die Kolbeneinheit in ihrer "Ausgangs"-Position gegen die Rückstellfeder
zu halten, einen Magnetunterstützungsmechanismus,
der, wenn die Kolbeneinheit ankommt und sich in der Ausgangsposition
befindet, eine nach unten gerichtete magnetische Kraft in Entgegenwirkung
zu der Kraft der Rückstellfeder
erzeugt. Die magnetische Kraft ist geringer als die von der Rückstellfeder
erzeugte nach oben gerichtete Kraft. Die von der Magnetunterstützung erzeugte
entgegenwirkende Kraft spiegelt sich in einer Reduktion der nach
unten gerichteten Kraft wieder, die erforderlich ist, um die Kolbeneinheit
zu bewegen, während sie
sich der Ausgangsposition nähert,
und hilft dem/der Pipettenbenutzer/in beim Spüren der Ausgangsposition. Ferner
reduziert die von der Magnetunterstützung erzeugte entgegenwirkende
Kraft die Kraft von Hand, die der/die Pipettenbenutzer/in ausüben muss,
um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition zu halten. Die Magnetunterstützung reduziert dadurch
wesentlich die physische und mentale Belastung auf dem/der Pipettenbenutzer/in über den Verlauf
einer Serie von Pipettenbetätigungen,
bei denen die Wiederholbarkeit des Vorganges wesentlich ist. Der
Magnetunterstützungsmechanismus
ist einfach im Aufbau und kostengünstig. Somit reduziert die
vorliegende Erfindung deutlich die mit herkömmlichen Handpipetten im Hinblick
auf physische und mentale Belastung verbundenen Probleme mit nur einer
geringen Zunahme der Fertigungskosten und einer relativ geringen
Preisänderung
für die
resultierende verbesserte Handpipette.
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Insbesondere
ist die durch die verbesserte Handpipette der vorliegenden Erfindung
bereitgestellte Magnetunterstützung
einstellbar, um ein/e steuerbare/s magnetisches Feld und Gegenkraft
zu der Rückstellfeder
zu er zeugen. In dieser Hinsicht kann durch geeignete Einstellung
der Magnetunterstützung
von Hand das Ausmaß der
Gegenkraft der Rückstellfeder
zwischen einem Wert von im Wesentlichen Null bis zu einem im Wesentlichen
gleichen aber geringfügig
kleineren Wert als die von der Rückstellfeder
auf den Kolben erzeugte Kraft, gesteuert werden. Demgemäß kann bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Magnetunterstützung
ein/e Pipettenbenutzer/in die Gegenkraft nach seinem/ihrem Belieben
steuern, um für
einen gesteuerten Grad an Entgegenwirkung zu der Rückstellfeder
und daher einen gesteuerten Grad an Unterstützung beim Einstellen der "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit und
beim Halten der Kolbeneinheit mit einer Hand in der exakt gleichen "Ausgangs"-Position über eine Serie
von Betätigungen
der Pipette, wo exakte Wiederholbarkeit gewünscht ist, zu sorgen. Ferner
kann der/die Pipettenbenutzer/in durch eine solche maßgeschneiderte
Magnetunterstützung
die Magnetunterstützung
nach seinem/ihrem Belieben steuern, so dass er oder sie besser in
der Lage ist, die Rückstellgeschwindigkeit
der Kolbeneinheit von ihrer Ausgangsposition in ihre obere Anschlagposition
zu steuern, und dadurch die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der
Betätigung
der Handpipette beim Ansaugen der exakt gleichen gewünschten
Mengen an Flüssigkeit
in die Spitze der Pipette bei jeder Serie von Ansaugvorgängen mit
der Pipette erhöht
wird.
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Um
eine solche Einstellbarkeit der Magnetunterstützung für die verbesserte Handpipette
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, umfasst die Magnetunterstützung im
Grunde genommen vorzugsweise einen Magneten und ein Zugstück, die
relativ zueinander axial bewegbar sind, mit einer Bewegung der Kolbeneinheit
zwischen der Ausgangsposition und der oberen Anschlagposition für die Kolbeneinheit.
In dieser Beziehung ist entweder der Magnet oder das Zugstück an der
Kolbeneinheit für
eine Bewegung mit dieser relativ zu dem anderen Teil von dem Magneten
oder dem Zugstück,
das in einem axial einstellbaren Halter, der von dem Pipettengehäuse getragen
ist, sitzt, befestigt. Vorzugsweise ist der Halter in einem unteren
Anschlag für
die Kolbeneinheit getragen, der so aufgebaut ist, dass er durch
eine Erweiterung von der Kolbeneinheit (z. B. das Zugstück oder
der Magnet) in der Ausgangsposition der Kolbeneinheit in Eingriff
gebracht werden soll. Durch Steuern der axialen Anordnung des Halters
kann der Abstand zwischen dem Magneten und dem Zugstück in der
Ausgangsposition selektiv gesteuert werden, um den magnetischen
Kreis, der durch das Zugstück und
den Magneten in der Ausgangsposition gebildet ist, und daher die
Größe der Gegenkraft,
die von der Kombination Magnet und Zugstück in der Ausgangsposition
erzeugt wird, zu regulieren.
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Zusätzlich zum
Bereitstellen einer verbesserten Handpipette, die einfach und wirtschaftlich
die physische und mentale Belastung, die normalerweise mit ausgedehnter
Betätigung
und Verwendung von Handpipetten verbunden ist, überwindet oder wesentlich reduziert,
ist die bevorzugte Form der Magnetunterstützung, die in der verbesserten
Pipette enthalten ist, demgemäß einstellbar,
um die Größe der Gegenkraft
zu regulieren und dem/der Pipettenbenutzer/in beim Spüren der
Annäherung
an die und beim Einstellen der Ausgangsposition der Kolbeneinheit,
sowie beim Halten der Kolbeneinheit in der Ausgangsposition, bereit
zum wiederholten Ansaugen mit der Pipette während einer Serie von Pipettenbetätigungen
zu helfen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer Handpipette, teilweise geschnitten, mit
der Magnetunterstützung
der vorliegenden Erfindung. Die Handpipette ist in einer Position
gerade unterhalb des oberen Anschlags oder der Startposition für eine in
der Pipette enthaltene Kolbeneinheit veranschaulicht.
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2 ist
eine fragmentarische Seitenansicht der Handpipette von 1,
die die Kolbeneinheit in ihrer Ausgangsposition zeigt, wobei die
Magnetunterstützung
wirksam ist, um einem/einer Pipettenbenutzer/in zu helfen, die Kolbeneinheit
in der Ausgangsposition zu halten.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht
des unteren Anschlags der in den 1 und 2 veranschaulichten
Handpipette, die den Aufbau der Magnetunterstützung zeigt, die ihre Einstellbarkeit
durch Erzeugen einer präzise
gesteuerten Gegenkraft zu der Rückstellfeder,
die die Kolbeneinheit kontinuierlich in Richtung der oberen Anschlagposition
drängt,
erlaubt.
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4a, b und c sind
Diagramme, die die Größe der Betätigungskraft
darstellen, die ein/e Benutzer/in auf eine Kolbeneinheit beim Bewegen
der Kolbeneinheit von ihrem oberen Anschlag in ihre Ausgangsposition
und dann in ihre untere Anschlagposition ausüben muss. 4a stellt
die einer Standard-Handpipette zugehörige Betätigungskraft dar. 4b stellt
die der in dem US-Patent US-A-4 041 764 beschriebenen Pipette zugehörige Betätigungskraft
dar. 4c stellt die der Handpipette mit Magnetunterstützung der
vorliegenden Erfindung zugehörige
Betätigungskraft
dar.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine
bevorzugte Ausführungsform
der Handpipette der vorliegenden Erfindung durch die Ziffer 10 veranschaulicht
und dargestellt. Die Pipette 10 umfasst einen Pipettenkörper 12,
der bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial besteht. Der Körper 12 ist
axial verlängert
und so geformt, dass er mit einer Hand gehalten werden kann, wobei
ein Flüssigkeitsende 14 mit
einem unteren Ende des Körpers 12 zusammenhängt und
sich axial davon erstreckt, um eine wegwerfbare Pipettenspitze 15 aufzunehmen.
Eine Kolbeneinheit 16, die durch eine Rückstellfeder 18 in Richtung
nach oben vorgespannt ist, ist für
eine axiale Bewegung in dem Pipettenkörper 12 zwischen einem
oberen Anschlag 20 und einem unteren Anschlag 24 getragen.
An dem oberen Anschlag 20 ist ein oberes Ende eines vergrößerten Abschnittes 33 eines
Kolbens 34 der Kolbeneinheit 16 mit dem oberen
Anschlag in Eingriff gebracht, wobei sich ein Endabschnitt der Kolbeneinheit 16 von
einem oberen Ende des Pipettenkörpers 12 weg
erstreckt, um einen Betätigungsknopf 22 aufzunehmen.
Der Körper 12 und
der Betätigungsknopf 22 sind
derart geformt, dass, wenn ein/e Pipettenbenutzer/in den Körper 12 ergreift,
sich sein/ihr Daumen über
die Oberseite des Betätigungsknopfes
erstreckt, so dass eine Wirkung des Daumens des Benutzers/der Benutzerin
eine nach unten gerichtete Kraft auf die Kolbeneinheit 16 ausüben wird,
um die Kolbeneinheit in Richtung von dem oberen Anschlag 20 gegen
die Wirkung der Feder 18 nach unten zu dem unteren Anschlag 24 zu bewegen.
An dem unteren Anschlag 24 greift ein unteres Anschlagelement 46,
das mit der Kolbeneinheit 16 bewegbar ist, in eine ringförmige Schulter 45 in dem
Pipettenkörper 12 ein
und definiert den unteren Anschlag, um eine weitere Bewegung der
Kolbeneinheit in dem Pipettenkörper
nach unten zu begrenzen.
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In
dem Pipettenkörper 12 ist
auch ein Magnetunterstützungsmechanismus 26 angeordnet,
der beim Einstellen der "Ausgangs"-Position der Kolbeneinheit
und beim Halten der Kolbeneinheit 16 in der "Ausgangs"-Position gegen die permanente nach oben
gerichtete Federvorspannung der Rückstellfeder 18 hilft.
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Nebenbei
bemerkt ist die "Ausgangs"-Position die axiale
Position der Kolbeneinheit 16 in dem Pipettenkörper 12,
wo die Pipette 10 bereit dazu ist, dass ihre Spitze 15 in
eine Flüssigkeit
getaucht werden soll, für
ein Aufnehmen durch die Pipette 10 und darauf folgendes
Abgeben in einen Behälter.
Sie ist auch die Rückstellposition
für die
Kolbeneinheit 16 während
wiederholter Pipettenbetätigungen
beim Ansaugen von Flüssigkeit
in und Abgeben von Flüssigkeit
aus einer Reihe von Wegwerfspitzen, wie die Spitze 15.
In dieser Beziehung umfasst die Pipette 10 eine verbesserte
Pipettenspitzenabwurfvorrichtung 27 wie die verbesserte
Abwurfvorrichtung, die in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer
08/451 573, eingereicht am 26. Mai 1995 und dem Inhaber der vorliegenden
Erfindung gehörend,
beschrieben ist. Wie es beim Pipettieren von Flüssigkeiten allgemeine Praxis
ist, wird folgend auf jede Pipettenbetätigung die Wegwerfspitze von
der Pipette abgeworfen und durch eine neue Spitze ersetzt, um sich
gegen Verunreinigungen der Serie von Flüssigkeitsproben, die durch
die Pipette abgegeben wird, abzusichern.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt, ist der Magnetunterstützungsmechanismus 26 entworfen,
um eine Gegenkraft zu der nach oben gerichteten Kraft der Rückstellfeder 18 zu
erzeugen. Die Gegenkraft ist kleiner als die von der Rückstellfeder
erzeugte nach oben gerichtete Kraft. Ferner ist, wie hierin später in größerem Detail
beschrieben wird, die von dem Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte
Gegenkraft von einer Kraft mit einem Wert von nahezu Null bis zu
einem Wert, der im Wesentlichen gleich aber geringfügig kleiner
ist als die nach oben gerichtete Kraft, die von der Rückstellfeder 18 erzeugt
wird, wenn sich die Kolbeneinheit 16 in der Ausgangsposition
befindet, einstellbar. Durch eine solche Steuerung ist der/die Pipettenbenutzer/in
in der Lage, die Handpipette 10 und die dadurch bereitgestellte
Magnetunterstützung,
nach seinem oder ihrem Belieben maßzuschneidern. Im Hinblick
darauf spürt
der/die Pipettenbenutzer/in die Gegenkraft, die von der Magnetunterstützung 26 erzeugt
wird, wenn sich die Kolbeneinheit 16 ihrer "Ausgangs"-Position nähert, als
eine Abnahme der nach unten gerichteten manuellen Handkraft, die
ausgeübt
werden muss, um die Kolbeneinheit zu bewegen. Dies signalisiert dem/der
Benutzer/in die Annäherung
an die "Ausgangs"-Position und hilft
beim exakten Einstellen der Ausgangsposition. Ferner reduziert die
von der Magnetunterstützung 26 erzeugte
Gegenkraft wesentlich die manuelle Handkraft, die von dem/der Pipettenbenutzer/in
erzeugt werden muss, um die Kolbeneinheit 16 in der Ausgangsposition,
bereit zum Ansaugen von Flüssigkeit
in die Pipettenspitze 15 während wiederholter Betätigungen
der Pipette, zu halten. Da ferner die von dem Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte
Gegenkraft kleiner ist als die von der Rückstellfeder 18 erzeugte
nach oben gerichtete Kraft, behält
der/die Pipettenbenutzer/in die manuelle Kontrolle über die
Position der Kolbeneinheit 16 in dem Pipettenkörper 12,
sowohl in der Ausgangsposition für
die Kolbeneinheit 16 wie auch während der nach oben gerichteten
Rückstellung
der Kolbeneinheit von der Ausgangsposition zu der oberen Anschlagposition.
Das bedeutet, dass der/die Pipettenbenutzer/in die Kontrolle über die
Geschwindigkeit der Bewegung der Kolbeneinheit nach oben während des
Ansaugens der Flüssigkeit
in die Pipettenspitze 15 behält, während die Magnetunterstützung 26 den Betrag
der Kraft, die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen muss, um für eine solche
Kontrolle zu sorgen, reduziert. Demgemäß ist es viel einfacher für den/die
Pipettenbenutzer/in, (i) den Pipettenkolben während einer Serie von Ansaugvorgän gen in
der exakt gleichen Ansaugposition zu halten und (ii) der Kolbeneinheit
zu erlauben, während
aufeinander folgender Ansaugtätigkeiten
mit der Handpipette mit dem selben Geschwindigkeitsprofil zu der
oberen Anschlagposition zurückzukehren.
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Die
vorstehend beschriebene Einstellung der Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in
beim Betätigen
der Handpipette der vorliegenden Erfindung mit der Magnetunterstützung 26 erzeugen
muss, ist in 4c dargestellt. Die Vorteile,
die die vorliegende Erfindung bietet, können durch einen Vergleich
der 4c mit den Diagrammen der 4a und 4b, die
Handpipetten nach dem Stand der Technik mit "weichen" Anschlägen, die eine "Ausgangs"-Position definieren,
zugehörige
Kolbeneinheitaktivierungskräfte
darstellen, eingesehen werden. Wie in 4c dargestellt,
ist, wenn die Kolbeneinheit in der Handpipette der vorliegenden
Erfindung von ihrer oberen Anschlagposition bewegt wird, die Handkraft,
die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen muss, diejenige, die erforderlich
ist, um die bei 80 dargestellte Rückstellfeder, die in allen
veranschaulichten Diagrammen die selbe ist, zu überwinden. Wenn sich die Kolbeneinheit
in der Handpipette der vorliegenden Erfindung jedoch ihrer Ausgangsposition
nähert,
erzeugt die Magnetunterstützung 26 eine
gesteuerte Gegenkraft, die sich als eine graduelle Reduktion der Handkraft 80,
wie bei 82 gezeigt, bis die "Ausgangs"-Position erreicht ist, widerspiegelt.
Um die Kolbeneinheit in der "Ausgangs"-Position zu halten, muss
der/die Pipettenbenutzer/in nur die reduzierte bei 83 angegebene
Handkraft ausüben.
Nur dann und nur wenn der/die Pipettenbenutzer/in es wünscht, ein "Ausblasen" von Flüssigkeit
in der Spitze der Pipette 10 zu bewirken, muss der/die
Benutzer/in eine erhöhte
Handkraft wie bei 84 in Entgegenwirkung zu der Rückstellfeder
und einem Ausblasmechanismus, der vorzugsweise eine Ausblasfeder 70 umfasst,
wie später
beschrieben wird, ausüben.
Somit spiegelt 4c deutlich die Reduktion der
Handkraft auf die Kolben einheit wider, was dem/der Pipettenbenutzer/in
die Annäherung
an die "Ausgangs"-Position signalisiert,
sowie die Reduktion der Handkraft, die erforderlich ist, um die
Kolbeneinheit in der Ausgangsposition im Vergleich mit den in den 4a und 4b dargestellten
Handpipetten nach dem Stand der Technik zu halten. Überdies
stellt 4c die von der Magnetunterstützung 26 erzeugte Gegenkraft
dar, wie in den Abschnitten 82' und 82'' des
Diagrammes widergespiegelt. In dieser Hinsicht kann die von der
Magnetunterstützung 26 erzeugte Gegenkraft
gesteuert werden, um (i) deutlich die Kraft zu reduzieren, die der/die
Benutzer/in aufwenden muss, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition
(83') zu
halten, oder um (ii) die erforderliche Kraft (83'') nur geringfügig oder (iii) auf einen beliebigen
Wert dazwischen (z. B. 83) zu reduzieren.
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Unter
noch speziellerer Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst
die Kolbeneinheit 16 einen axial verlängerten Kolben 34,
der an seinem oberen Ende in dem Betätigungsknopf 22 und
an seinem unteren Ende in einer Kolbenrückstellung 36 endet.
Die Kolbenrückstellung 36 ist
an dem oberen Ende eines in dem Flüssigkeitsende 14 axial
mit dem Kolben 34 bewegbaren Kolben 38 befestigt.
Die Rückstellfeder 18 umgibt
den Kolben 38, wobei ein Ende an einer ringförmigen Schulter
der Kolbenrückstellung 36 und ein
gegenüber
liegendes Ende an einer Dichtungshalterung 40, die an einer
Schulter 42 in dem Flüssigkeitsende 14 sitzt,
getragen ist. So begrenzt übt
die Rückstellfeder 18 kontinuierlich
eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben 38 aus,
damit die Kolbenrückstellung 36 und
daher der Kolben 34 die Kolbeneinheit 16 kontinuierlich
nach oben in Richtung des oberen Anschlags 20 drängen, wobei
der obere Anschlag durch eine axial einstellbare Schulter 44 in dem
Körper 12 der
Pipette definiert ist.
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Wie
am deutlichsten in den 1 und 2 veranschaulicht,
wird die "Aus gangs"-Position des Kolbens 16 durch
das untere Anschlagelement 46 definiert. Das untere Anschlagelement 46 weist
im Allgemeinen eine zylindrische Form auf, und besitzt eine nach
innen abgestufte Innenfläche
um eine zentrale Öffnung 47 herum,
um ein unteres Ende des Kolbens 34 und einen Halter 48 aufzunehmen,
wie am deutlichsten in 3 veranschaulicht ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, erstreckt sich das untere Anschlagelement 46 axial
in das untere Ende eines Zylinders 50, der in dem Pipettenkörper 12 befestigt
ist, um den Kolben 34 axial aufzunehmen. In dieser Hinsicht
ist ein ringförmiger
Flansch 52, der sich von einer Unterseite des unteren Anschlagelementes 46 erstreckt,
mit einer unteren ringförmigen Fläche 54 des
Zylinders 50 in Eingriff gebracht und begrenzt die nach
oben gerichtete axiale Bewegung des unteren Anschlagelementes in
den Zylinder und relativ zu dem Pipettenkörper 12. Wie am deutlichsten
in 3 gezeigt, weist das untere Ende der zentralen Öffnung 47 einen
verringerten Durchmesser auf, und umfasst einen Gewindeabschnitt 55,
der mit ähnlichen
Gewinden an einer Außenfläche eines
axialen Ansatzes 56 des Halters 48 zusammenpasst.
In dieser Hinsicht weist der Halter 48 ebenso wie das untere
Anschlagelement 46 eine im Allgemeinen zylindrische Form
auf und besitzt eine nach innen abgestufte Innenfläche um eine
zentrale Öffnung 57 herum,
um ein unteres Ende des Kolbens 34 aufzunehmen und eine
ringförmige
Schulter 58 zwischen einer Oberseite eines Halters und
dem Ansatz 56 zu definieren. Die Schulter 58 definiert
eine ebene Tragfläche
für entweder
einen Magneten oder ein Zugstück umfassende
Komponenten des Magnetunterstützungsmechanismus 26 der
vorliegenden Erfindung. Bei der in 3 veranschaulichten
Ausführungsform der
Erfindung stellt die Schulter 58 eine Unterstützung für einen
ringförmigen
Magneten 60 mit einer zentralen Öffnung zur Aufnahme des Kolbens 34 und einer
oberen Fläche,
die sich geringfügig über die obere
ringförmige
Fläche
des Halters 48 erstreckt, bereit. Eine Kolbenführungsbuchse 64 sitzt
fest in der Öffnung
des Ansatzes 56 und sorgt für eine Gleitfläche für den Kolben 34.
Ein O-Ring 66 sitzt in einem ringförmigen Schlitz in einer Außenfläche des
Halters 48 und sorgt für
eine Reibung zwischen dem Halter und dem unteren Anschlagelement 46,
um die Einstellung des Halters relativ zu dem Anschlagelement zu
sichern.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, sitzt das untere
Element 46 normalerweise in dem Zylinder 50, wobei
sein ringförmiger
Flansch 52 gegen eine untere ringförmige Fläche 54 des Zylinders
eine "Ausgangs"-Position für das untere
Anschlagelement 46, und, wie hierin später im Detail beschrieben wird, auch
für die
Kolbeneinheit 16 definiert. Um für eine solche Anordnung für das Anschlagelement 46 zu sorgen,
umfasst die Pipette 10 etwas, das man im Allgemeinen als
Ausblasmechanismus zum Entwickeln der zweiten Kraft, die der Bewegung
des unteren Elementes 46 und der Kolbeneinheit 16 über die
Ausgangsposition hinaus entgegenwirkt, bezeichnet. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
der Pipette 10 und wie in den 1 und 2 veranschaulicht
umfasst der Ausblasmechanismus die Schraubenfeder 70, die
relativ zu der Rückstellfeder 18 schwach
sein kann. Wie gezeigt, liegt die Schraubenfeder 70, die als
die "Ausblas"-Feder bezeichnet
werden kann, auf der unteren ringförmigen Fläche des Anschlagelementes 46 und
gegen eine ringförmige
Schulter 72, die an einer Innenfläche des Pipettenkörpers 12 unmittelbar
unterhalb des unteren Anschlags 24 ausgebildet ist. So
angeordnet drängt
die Ausblasfeder 70 das unter Anschlagelement mit dem ringförmigen Flansch 52 gegen
die untere ringförmige
Fläche 54 des
Zylinders in dem Zylinder 50 nach oben. Wie zuvor erklärt, definiert
dies die "Ausgangs"-Position für das untere
Anschlagelement 46 wie auch für die Kolbeneinheit 16.
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Anstatt
die Ausblasfeder 70 zu umfassen, kann der Ausblasmechanismus
einen sekundären Magnetkreis
umfassen, der aus einem zweiten Magneten und einem zweiten Element
aus ferromagnetischem Material besteht, wobei das Eine in dem Zylinder 50 und
das Andere in dem unteren Anschlagelement 46 angeordnet
ist. Die Funktion eines solchen sekundären Magnetkreises wäre es, wenn
die Kolbeneinheit 16 von der "Ausgangs"-Position
zurückgezogen
und das Zugstück 74 von
dem Magneten 60 getrennt ist, ein unteres Anschlagelement
gegen den Zylinder 50 zu halten. Bei einer solche Ausführungsform
ist es die magnetische Kraft des zweiten magnetischen Kreises, die
von einer nach unten gerichteten Kraft der Kolbeneinheit, welche
die Kolbeneinheit über
die "Ausgangs"-Position hinaus
bewegt, erzeugt und überwunden
wird.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
der Pipette 10 mit einem Ausblasmechanismus ohne die Ausblasfeder 70 umfasst
den in den 1 und 2 dargestellten
Aufbau ohne die Ausblasfeder 70. Bei dieser Ausführungsform
umfasst der Ausblasmechanismus die Innenfläche des Zylinders 50 und
die Außenfläche des
unteren Anschlagelementes 46, die mit der Bewegung des
unteren Anschlagelementes relativ zu dem Zylinder relativ zueinander
gleiten. Bei einer solchen Ausführungsform
würde eine
zwischen dem unteren Anschlagelement 46 und den Innenwänden des
Zylinders 50 erzeugte Reibungskraft einer nach unten gerichteten
Bewegung des unteren Anschlagelementes über seine "Ausgangs"-Position hinaus entgegenwirken, wobei
das Zugstück 74 gegen
die obere ringförmige
Fläche
des unteren Anschlagelementes unmittelbar neben dem Magneten 60 anliegt.
Die Reibungskraft würde
die zweite Kraft definieren, die der nach unten gerichteten Bewegung der
Kolbeneinheit von oder jenseits der "Ausgangs"-Position
entgegenwirkt. Der durch den Magneten 60 und das Zugstück 74 definierte
magnetische Kreis würde
eine Haltekraft zwischen der Kolbeneinheit und dem unteren Anschlagelement 46 ausüben, und
das untere Anschlagelement in seine Ausgangsposition wie in 1 gezeigt,
zurückstellen,
mit einer Rückstellung
der Kolbeneinheit von ihrer "Ausgangs"-Position. Die Reibungskräfte zwischen
dem unteren Anschlagelement 46 und den Innenwänden des
Zylinders 50 würden
das untere Anschlagelement in seiner Ausgangsposition halten, mit einer
Rückstellung
der Kolbeneinheit 16 in ihre obere Anschlagposition.
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Mit
der so weit beschriebenen Pipette 10 und unter Bezugnahme
auf die 1, 2 und 4c bewegt
ein/e Pipettenbenutzer/in durch die Wirkung des Hinunterdrückens des
Daumens auf dem Betätigungsknopf 22 den
Kolben 34, die Kolbenrückstellung 36 und
den Kolben 38 in Richtung nach unten, bis eine seitliche
Erweiterung von dem Kolben 34 (z. B. ein Zugstück oder
ein Magnet der Magnetunterstützung)
mit dem unteren Anschlagelement 46, das den "Ausgang" für die Pipette
definiert, in Eingriff gelangt (siehe 2). Eine
weitere Bewegung des Kolbens 34 in Richtung nach unten
in Ansprechen auf die Wirkung des Daumens des Benutzers/der Benutzerin
drückt
die relativ schwache Feder 70 zusammen, während die
beiden Kolben sich weiter in Richtung nach unten bewegen, bis das
untere Anschlagelement 46 mit dem unteren Anschlag 24 in
Eingriff gelangt, um eine untere Anschlagposition für die Kolbeneinheit 16 zu
definieren. Bei einer normalen Betätigung der Pipette 10 bewirkt
die Bewegung des Kolbens von der "Ausgangs"-Position in die untere Anschlagposition
ein "Ausblasen" der gesamten verbleibenden
Flüssigkeit
in der in dem unteren Ende des Flüssigkeitsendes 14 befestigten
Pipettenspitze, und die Feder 70 wird als eine "Ausblas"-Feder bezeichnet.
Bei der Freigabe des Betätigungsknopfes 22 kehrt
die Kolbeneinheit 16 unter dem Einfluss der Rückstellfeder 18 und
der Ausblasfeder 70 in Richtung der "Ausgangs"-Position
zurück.
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Wenn
die Kolbeneinheit 16 die "Ausgangs"-Position erreicht, spürt der/die
Pipettenbenutzer/in eine Änderung
der nach oben gerichteten Rückstellkraft
auf dem Kolben 34. Eine solche Änderung der Kraft findet an
der "Ausgangs"-Position wie in 2 dargestellt
statt, wobei der ringförmige Flansch 52 an
dem unteren Anschlagelement 46 mit dem unteren Ende 54 des
Zylinders 50 in Eingriff gelangt. An dieser Stelle übt die Ausblasfeder 70 keine weitere
nach oben gerichtete Rückstellkraft
auf den Kolben 34 aus. Die Rückstellfeder 18 jedoch übt weiterhin
eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben 34 aus,
der durch den/die Pipettenbenutzer/in widerstanden werden muss,
um die Kolbeneinheit in der "Ausgangs"-Position zu halten.
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Wie
vorstehend beschrieben, hilft der Magnetunterstützungsmechanismus 26 der
vorliegenden Erfindung dem/der Pipettenbenutzer/in beim Einstellen
der "Ausgangsposition" und ist wirksam,
um die nach unten gerichtete Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in
in Entgegenwirkung zu der nach oben gerichteten Kraft der Rückstellfeder 18 aufbringen muss,
um den Kolben 34 in seiner "Ausgangs"-Position zu halten, zu reduzieren.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst der Magnetunterstützungsmechanismus 26 die
Kombination aus dem Magneten 60 und einem Zugstück 74.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sitzt der Magnet 60 in dem Halter 48, wie in 3 gezeigt
ist, und das Zugstück 74 ist
an dem Kolben 34 neben dem vergrößerten Abschnitt des Kolbens
befestigt, wie in den 1 und 2 dargestellt
ist. In der "Ausgangs"-Position wie in 2 gezeigt,
gelangt das Zugstück 74 mit
der oberen ringförmigen
Fläche
des unteren Anschlagelementes 46 in Eingriff. Wenn sich
die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition befindet, ist das Zugstück 74 vorzugsweise
etwas von der oberen Fläche
des Magneten 60 beabstandet. Das Zugstück 74 besteht aus einem
ferromagnetischen Material, das von dem Magneten 60 angezogen
wird. Ein Magnetfluss von dem Magneten 60 fließt durch
den Halter 48 zu dem Zugstück 74, um den magnetischen
Flusskreis zu schließen.
Je kleiner der Abstand zwischen dem Magneten 60 und dem
Zugstück 74 ist,
umso größer ist
der magnetische Feldfluss und umso größer ist die magnetische Kraft,
die der Rückstellfeder 18 entgegenwirkt. Je
größer der
Abstand zwischen dem Magneten 60 und dem Zugstück 74 in
der Ausgangsstellung ist, umso kleiner ist der magnetische Fluss
und umso kleiner ist die magnetische Kraft, die der Rückstellfeder
entgegenwirkt. Auf Grund der Schraubverbindung des Halters 48 mit
dem unteren Anschlagelement 46 kann der Abstand zwischen
dem Magneten 60 und dem Zugstück 74 in der "Ausgangs"-Position derart
eingestellt werden, dass die durch den Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte
magnetische Kraft zwischen einem Wert, der geringfügig kleiner
ist als die nach oben gerichtete Kraft der Rückstellfeder 18, und
einem Wert, der etwas größer ist als
Null, gesteuert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die
relative axiale Position des Halters 48 in dem unteren
Anschlagelement 46 durch Einsetzen der Stifte eines Drehwerkzeuges
in ein Paar gegenüber
liegender, Stift aufnehmender Öffnungen 76 in
dem Boden des Halters eingestellt wird, während Stifte eines anderen
Werkzeugs in ähnliche
Stiftöffnungen 78 in
der unteren Fläche
des unteren Anschlagelementes 46 eingesetzt werden. Drehen
des Halters 48 relativ zu dem unteren Anschlagelement 46 erzeugt
dann eine axiale Bewegung des Halters relativ zu dem unteren Anschlagelement
und steuert daher die axiale Position des Magneten 60 relativ
zu dem Zugstück 74 bei
Anordnung in der "Ausgangs"-Position.
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Es
sollte aus dem Vorhergehenden einzusehen sein, dass, während bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Magnetunterstützung 26 der
Magnet 60 von dem Halter 48 getragen ist, und
das Zugstück an
dem Kolben 34 befestigt ist, der Magnet und das Zugstück vertauscht
werden können,
wobei der Magnet an dem Kolben 34 befestigt ist, und das
Zugstück in
dem Halter 48 sitzt. Die Funktion der Magnetunterstützung 26 ist
in beiden Fällen
die gleiche. In beiden Fällen
hilft der Magnetunterstützungsmechanismus 26 den
Pipettenbenutzer/innen beim Einstellen der "Aus gangs"-Position für die Kolbeneinheit 16,
wirkt der Kraft der Rückstellfeder
entgegen, um die Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen
muss, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition, bereit zum Ansaugen,
zu halten, zu reduzieren, und reduziert die nach unten gerichtete
Kraft, die von dem/der Pipettenbenutzer/in ausgeübt werden muss, um die Geschwindigkeit
der nach oben gerichteten Bewegung der Kolbeneinheit während des
Ansaugens von Flüssigkeit
in die Spitze 15 der Pipette 10 zu steuern.
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Demgemäß kann ein/e
Benutzer/in mit der verbesserten, den Magnetunterstützungsmechanismus 26 umfassenden
Pipette 10 der vorliegenden Erfindung die Pipette wiederholt
mit minimaler physischer und mentaler Belastung und mit verbesserter Genauigkeit
und Wiederholbarkeit der Ergebnisse betätigen.