DE69724028T2

DE69724028T2 - Sperrklinkenpipette

Info

Publication number: DE69724028T2
Application number: DE69724028T
Authority: DE
Inventors: Jukka TERVAMÄKI; Tapani Pullinen; Jouko Mikkonen; Kari Järvimäki
Original assignee: Thermo Labsystems Oy
Current assignee: Thermo Fisher Scientific Oy
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: EP0801983B1; EP0801983A1; DE69724028D1; US5879633A; FI961649A0

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft Techniken zum Handhaben von Flüssigkeiten und betrifft eine Schrittpipette, mit welcher Flüssigkeit, die in die Pipette gesaugt wurde, in einigen kleineren Teilen abgegeben werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schrittpipette, die ein Sperrklinkenrad und eine Sperrklinke, die in das Rad eingreift, sowie ein Getrieberad hat, das sich mit dem Sperrklinkenrad dreht und den Kolben der Pipette bewegt. Die Pipette kann in Laboratorien z. B. zum Abgeben von Proben oder Reagenzien verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
Bei solchen Pipetten ist es bekannt, dass sie einen Kolben, der in einem Zylinder beweglich ist, eine längliche Ritzelzahnstange an der Kolbenstange und eine Sperrklinke enthalten, die aufgrund der Kraft einer Feder in die Ritzelzahnstange eingreift. Die Sperrklinke ist mit einem Bedienungsglied verbunden, mit welchem die Sperrklinke gezwungen wird, die aufwärts gezogene Ritzelzahnstange und somit auch den Kolben in Schritten mit einer gewünschten Länge abwärts zu bewegen. Die Länge des Schrittes kann auch durch eine Abdeckplatte eingestellt werden, die an oder an der Seite der Ritzelzahnstange beweglich ist, oder durch einen Sperrklinkenheber, der die Position bestimmt, wo die sich abwärts bewegende Sperrklinke in die Ritzelzahnstange eingreift. Solche Pipetten sind zum Beispiel in den Veröffentlichungen DE-A-2926691, FI-A-844096 und FI-A-931650 dargestellt.
Auf dem Markt gab es auch eine Schrittpipette (Socorex Steppe 411), die ein Sperrklinkenrad und eine damit zusammenwirkende Sperrklinke, die an einer separaten Stange drehbar gelagert ist, und ein Getrieberad hat, das sich mit dem Sperrklinkenrad dreht und den Kolben der Pipette bewegt.
Die US-A-2175601 beschreibt eine Kreidepistole, die einen Bedienungsmechanismus zum Vorstellen eines Kolbens in einem rohrartigen Körper enthält. Der Mechanismus enthält einen drehbar angelenkten Hebel, eine Sperrklinke, die an dem Hebel drehbar angelenkt ist, und einen Zahnstangen- und Ritzelzusammenbau, um die Wirkung des Hebels zu vervielfachen. Der sich drehende Hebel ist um eine Achse des Körpers der Pistole drehbar angelenkt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Allgemeine Beschreibung
Nun haben wir die Sperrklinkenradpipette nach Anspruch 1 erfunden. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den anderen Ansprüchen angegeben.
Bei der Pipette gemäß der Erfindung hat der Kolben eine Verlängerung in der Form einer Stoß- oder Schubstange, ein Transmissionsrad, das mit der Schubstange kämmt, ein Sperrklinkenrad, das einen größeren Durchmesser als das Transmissionsrad hat und sich zusammen mit dem Transmissionsrad dreht und eine Umfangseingriffsoberfläche hat, und, drehbar angelenkt an derselben Stange wie das Sperrklinkenrad, einen Freigabe- oder -Ausgabehebel mit einer angebrachten Sperrklinke, die in die Eingriffsoberfläche des Sperrklinkenrades eingreift. Aufgrund des Transmissionsverhältnisses, das durch die Räder bereitgestellt wird, werden selbst kürzere Kolbenhübe so genau wie möglich durchgeführt. Aufgrund der Stelle des Ausgabehebels ist die Konstruktion einfach und kompakt. Vorzugsweise sind die Schubstange und das Transmissionsrad gezahnt, wodurch der Betrieb absolut genau ist. Vorzugsweise ist auch die Eingriffsoberfläche des Sperrklinkenrades gezahnt. Aufgrund des Transmissionsverhältnisses ist es selbst für einen kurzen Hub nicht erforderlich, sehr kleine Zahnungen zu machen, die schwierig herzustellen sind, unzuverlässig arbeiten können und in einer relativ kurzen Zeit verschleißen. Vorzugsweise sind das Transmissionsrad und das Sperrklinkenrad konzentrisch drehbar angelenkt.
Das obere Ende der Schubstange kann durch den oberen Teil der Pipette vorstehen, wodurch die Pipette durch Ziehen der Stange gefühlt wird. Alternativ kann eine separate Bedienungsstange über ein Rad mit der Schubstange in Eingriff sein, wodurch die Pipette durch Drücken der Bedienungsstange gefühlt wird. Die Bedienungsstange kann in einer Weise realisiert werden, die z. B. in den Veröffentlichungen FI-A-790990, FI-A-844096 und FI-A-931650 dargestellt ist.
Die Pipette gemäß der Erfindung hat einen einzelnen Kanal oder mehrere Kanäle, und sie kann auf dem Luft- oder Flüssigkeitskolbenprinzip basieren.
Wenn die Eingriffsoberfläche des Sperrklinkenrades an ihrem inneren Umfang ist, führt dies zu einer kleinstmöglichen Größe. Ein größeres Transmissionsverhältnis wird erhalten, wenn die Eingriffsoberfläche an dem Außenumfang ist.
Die Pipette kann ein Steuerglied haben, mit welchem es möglich ist, die Position zu steuern, wo die Sperrklinke in die Eingriffsoberfläche des Sperrklinkenrades eingreift. Damit ist es möglich, die Länge des Hubes zu steuern.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist ein Glied zum Steuern des Schrittvolumens einer Sperrklinkenradpipette, so dass das Steuerglied ein Glied hat, das peripher an der Eingriffsoberfläche beweglich ist, um die Sperrklinke zu lösen.
Ferner kann die Pipette eine Anordnung enthalten, um den Kolben daran zu hindern, sich abwärts zu bewegen, wenn ein vollständiger Hub nicht weiter möglich ist. Dies könnte zum Bei spiel in der Weise realisiert sein, die in der Veröffentlichung FI-931650 gezeigt ist.
Ein drittes Ziel der Erfindung ist eine Anordnung zum Verhindern des letzten Hubes einer Schrittpipette, welche Verhinderungsanordnung in dem Körper einen Verhinderungshebel hat, der sich dreht, um die Sperrklinke des Ausgabehebels daran zu hindern, sich aus seiner obersten Position zu bewegen, wenn sich die Schubstange so weit nach unten bewegt hat, dass sie keinen vollständigen maximalen Hub mehr weiterbewegen kann.
Ein viertes Ziel der Erfindung ist eine Schrittpipette, in welcher das obere Ende der Fühlstange durch den oberen Teil der Pipette als ein Füllknopf hervorsteht, an welchem ein Anhang angebracht ist, mit welchem das Zahnstangenritzel mit einer Hand aufwärts und abwärts bewegt werden kann, wenn die Pipette gefüllt wird. Dies erleichtert die Handhabung von viskosen Flüssigkeiten.
Die Zeichnungen
Die enthaltenen Zeichnungen sind ein Teil der genauen Beschreibung. In den Zeichnungen:
1 zeigt eine Schrittpipette, die ein Sperrklinkenrad mit äußeren Zähnen hat;
2 zeigt eine Schrittpipette, die ein Sperrklinkenrad mit inneren Zähnen hat;
3 zeigt den Sperrklinkenmechanismus der Pipette in der 2, wenn der Ausgabehebel in seiner Bodenposition ist;
4 zeigt den Sperrklinkenmechanismus der Pipette in der 2, wenn der Ausgabehebel in seiner oberen Positi on ist, und wenn eine Bewegung des Ausgabehebels durch die Anordnung, die den letzten Hub verhindert, verhindert wird;
5 zeigt ein Detail der Anordnung, die den letzten Hub bei der Schrittpipette verhindert;
6 zeigt eine Draufsicht des Sperrklinkenmechanismus von 2;
7 zeigt ein kombiniertes Sperrklinken- und Transmissionsrad;
8 zeigt eine Draufsicht des Rades von 7; und
9 zeigt den Betrieb der Schrittpipette und des Belüftungsknopfes, der bei der Schrittpipette verwendet wird.
Genaue Beschreibung
Die 1 und 2 zeigen Schrittpipetten, die einen länglichen Körper 1, ein Kolbenteil 2, einen Zylinder 3 und ein Spitzenreservoir 4 haben, das an dem Bodenende des Zylinders angebracht ist. Der Körper enthält ferner ein Sperrklinkenrad 5 und, zusammen mit dem Sperrklinkenrad rotierend, ein Transmissionsrad 6, mit kleinerem Durchmesser und angelenkt an derselben Querstange 7.
Das Sperrklinkenrad 5 hat Zähne an dem Außenumfang (1) oder an dem Innenumfang (2). Ein Steuerglied 8 ist mit dem Sperrklinkenrad verbunden.
Ferner ist ein Ausgabehebel 9 an der Stange 7 abseits des Sperrklinkenrades 5 und des Transmissionsrades 6 drehbar angelenkt. Eine Sperrklinke 10, die in die Zähne des Sperrklinkenrades eingreift, ist an den Ausgabehebel drehbar angelenkt. Wenn der Hebel abwärts gedrückt wird, greift die Sperrklinke in die Zähne ein, so dass das Sperrklinkenrad und somit auch das Transmissionsrad sich gezwungen durch die Sperrklinke drehen werden. Wenn der Hebel in seine obere Position zurückkehrt, bewegt sich die Sperrklinke frei über die Zähne, so dass sich die Räder nicht bewegen. Um den Eingriff und die freie Bewegung sicherzustellen, sind die Zähne geeignet abgeschrägt und ist die Spitze der Sperrklinke entsprechend den Zähnen geformt. Wenn der Hebel in seiner oberen Position ist, wird die Sperrklinke von den Zähnen gelöst und von dem Steuerglied 8 gehalten.
Das freie Ende des Ausgabehebels 9 steht durch einen länglichen Schlitz an der Seite des Körpers 1 vor. Die Oberseite und der Boden des Schlitzes bestimmen die obere bzw. die untere Position des Hebels.
Der Kolbenteil 2 hat ein Zahnstangenritzel 11, das mit dem Transmissionsrad 6 kämmt. Der obere Teil des Kolbenteils steht durch die Oberseite des Körpers 1 vor, und er hat einen Knopf, der ein Greifen erleichtert. Ein Kolben 12 in dem Zylinder 3 erstreckt sich vom uneren Ende des Zahnstangenritzels.
Wenn gewünscht wird, Flüssigkeit in die Pipette zu ziehen, wird der Ausgabehebel 9 in seiner angehobenen Position belassen, so dass die Sperrklinke nicht in das Sperrklinkenrad 5 eingreift, und wird dann der Kolbenteil 2 aufwärts gezogen. Dann erzeugt der Kolben 12 ein Saugen in dem Zylinder 3 und es wird Flüssigkeit in das Spitzenreservoir 4 gezogen.
Wenn gewünscht wird, Flüssigkeit aus der Pipette abzugeben, wird der Ausgabehebel 9 gedrückt. Dann greift, beginnend an einem bestimmten Bewegungspunkt, die Sperrklinke 10 in das Sperrklinkenrad 5 und zwingt es, sich zu drehen. Entsprechend zwingt das Transmissionsrad 6, das sich zusammen mit dem Sperrklinkenrad dreht, den Kolbenteil 2, sich abwärts zu bewegen, wodurch der Kolben 12 einen Druck in dem Zylinder erzeugt und Flüssigkeit von dem Spitzenreservoir in einer Menge ausgegeben wird, die der Verschiebung des Kolbens entspricht. Wenn der Ausgabehebel bis zu seiner Bodenposition gedrückt wird, sind die Länge des Hubes und somit die Verschiebung des Kolbens genau definiert.
An den Zähnen des Sperrklinkenrades 5 hat das Steuerglied 8 ein sich umfangsmäßig erstreckendes Zylindersegment, so dass, wenn der Ausgabehebel 9 über einer bestimmten Position ist, dann die Sperrklinke 10 an dem Zylindersegment ist. Das Steuerglied ist konzentrisch und frei drehbar an derselben Stange wie das Sperrklinkenrad 5 drehbar angelenkt. Das Zylindersegment erstreckt sich in der Richtung der Stange zu der Seite des Sperrklinkenrades, und es hat einen radialen Steuerknopf 13, dessen freies Ende von einem gebogenen Steuerschlitz in dem Körper 1 vorsteht. Der Steuerknopf hat einen elastischen Verriegelungsvorsprung nach einer Seite, und am Rand des Steuerschlitzes gibt es entsprechende Kerben 14. Somit kann das Steuerglied durch den Steuerknopf gedreht und in einer bestimmten Position verriegelt werden, die die Position bestimmt, in der die sich abwärts bewegende Sperrklinke in das Sperrklinkenrad eingreift. Entspechend bestimmt dies die Drehung des Sperrklinkenrades und den Kolbenhub, der einem Hub entspricht.
Die Ausstattung, die in der 2 gezeigt ist, hat ein zusätzliches Merkmal in der Anordnung 15, die einen Bodenhub verhindert, was den Kolben daran hindert, seinen letzten möglichen Hub durchzuführen. Die Tatsache ist, dass ein solcher Hub oft unvollständig wäre. Die Verhinderungsanordnung hat in dem Körper einen Verhinderungshebel 16 an der Seite des Zahnstangenritzels 11. Das Zahnstangenritzel hat eine einwärts gerichtete Stufe 17, so dass, wenn das Zahnstangenritzel sich so weit nach unten bewegt hat, dass es keinen vollständigen maximalen Hub mehr ausführen kann, dann die Stufe an der Nocke 18 in dem Verhinderungshebel angeordnet sein wird, und sich der Verhinderungshebel aufgrund der Wirkung der Feder 19 einwärts gegen das Sperrklinkenrad drehen wird. An dem Ausgabehebel 9 befestigt ist ein gebogener Vorsprung 20, der längs des Außen umfangs des Sperrklinkenrades verläuft. Das einwärts gedrehte Ende des Verhinderungshebels liegt gegen das untere Ende des Ausgabehebelvorsprungs an, welcher die Bewegung des Hebels verhindert (4).
Ein weiteres zusätzliches Merkmal ist der sich abwärts erstreckende U-förmige Anhang 21 (9) an dem Knopf des Kolbenteils 2, womit der Kolben 2 während des Befüllungsschrittes mit einem einhändigen Griff aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Auf diese Weise kann das Reservoir 4 belüftet und selbst mit einer viskosen Flüssigkeit wie Blut oder Serum, befeuchtet werden.
Der Kolben 12 ist gegenüber dem Zylinder 3 oben am Zylinder abgedichtet. Die Dichtungsanordnung enthält um den Kolben einen O-Ring gegen das obere Zylinderende und darüber einen Flansch und eine Feder um den Kolben, so dass die Feder, die mit ihrem oberen Ende gegen den Körper 1 anliegt, den O-Ring über den Flansch drücken wird.
Wenn das Sperrklinkenrad 5 und das Transmissionsrad 6 integral sind, können sie in einem einzelnen Schritt hergestellt werden.
Der Sperrklinke 10 ist ferner eine Feder 22 zugeordnet, die die Sperrklinke von dem Ausgabehebel 9 und gegen das Sperrklinkenrad drängt, um den Eingriff sicherzustellen.
Zum Entfernen der Spitze kann die Pipette ferner eine Anordnung 23 haben, mit welcher das Spitzenreservoir bequem entfernt werden kann, ohne es manuell zu berühren (siehe z. B. die Veröffentlichung FI-A-770510).
Der Pipettenkörper 1 ist geformt, um in die Hand zu passen, so dass der Ausgabehebel durch den Daumen angewandt werden kann, und so dass der Betrieb des Ausgabehebels 9, des Steuerknopfes 13, des Kolbenteils 2 und der Spitzenentfernungsanordnung so leicht wie möglich ist. Der Körper hat im allgemeinen einen Fingerhaken 24, der die Hand stützt.
Der Ausgabehebel 9 ist ferner eine Rückführfeder 25 zugeordnet, die mit einem Ende bezüglich des Körpers 1 fixiert ist und die den Ausgabehebel in die obere Position (6) drängt. Auf diese Weise kehrt der Ausgabehebel nach einem Hub wieder zu der oberen Position zurück.

Claims

Sperrklinkenradpipette mit einem Grundkörper und in diesem einem Zylinder (3) und einem Kolben (12) und einer Füll- und Entnahmeanordnung zum Einsaugen von Flüssigkeit in den Zylinder und zu deren Freigabe in kleineren Teilmengen mit der Hilfe des Kolbens, wobei die Pipette eine Stoßstange (11) als eine Verlängerung des Kolbens, ein Transmissionsrad (6) im Zusammenwirken mit der Stoßstange, ein Sperrklinkenrad (5) mit einem Durchmesser, der größer als der des Transmissionsrades ist, das mit dem Transmissionsrad dreht und das eine Eingreifumfangsfläche in der Art von Zahnrädern hat, sowie schließlich einen Freigabehebel (9) einschließt, der auf- und abwärts zwischen einer oberen und einer unteren Stellung bewegbar ist und der mit einem mit der Eingreiffläche des Sperrklinkenrades zusammenwirkenden Sperrklinke (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Freigabehebel (9) auf derselben Welle wie das Sperrklinkenrad (15) drehbar gelagert ist, sodass bei Abwärtsbewegung des Freigabehebels, in einem bestimmten Punkt dieser Bewegung beginnend, die Sperrklinke (10) mit der Eingreiffläche des Sperrklinkenrades zusammenwirkt und das Sperrklinkenrad und damit das Transmissionsrad (6) zum Drehen veranlaßt, während bei einer Aufwärtsbewegung des Freigabehebels die Sperrklinke das Sperrklinkenrad nicht dreht.
Pipette nach Anspruch 1, wobei das Transmissionssrad (6) und das Sperrklinkenrad (5) konzentrisch zueinander drehbar gelagert sind.
Pipette nach Anspruch 2, wobei das Transmissionsrad (6) und das Sperrklinkenrad einstückig sind.
Pipette nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Eingreiffläche des Sperrklinkenrades auf dessen Außenumfang sich befindet.
Pipette nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Eingreiffläche des Sperrklinkenrades auf dessen Innenumfang sich befindet.
Pipette nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pipette ferner ein Regelglied (8) einschließt, mit dessen Hilfe es möglich ist, den Punkt zu bestimmen, in dem die nach unten sich bewegende Sperrklinke mit der Eingreiffläche des Sperrklinkenrades zum Zusammenwirken kommt.
Pipette nach Anspruch 6, wobei das Regelglied (8) ein Sperrklinkenfreigabeglied einschließt, das auf der Eingreiffläche des Sperrklinkenrades in Umfangsrichtung bewegbar ist, wobei das Freigabeglied die Bewegung des Sperrgliedes nach unten erlaubt, um den Beginn des Eingreifens der Eingreiffläche nur in einem bestimmten Punkt zuzulassen.
Pipette nach Anspruch 7, wobei dem Sperrklinkenfreigabeglied ein Regelknopf (13) zugeordnet ist, der aus der Pipette herausragt und einen federnden Vorsprung aufweist, der am Pipettengrundkörper anstößt, der Gegeneinkerbungen (14) für den Regelknopf aufweist.
Pipette nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Pipette ferner eine Anordnung (15) einschließt, um den letzten Hub zu verhindern, wobei die Anordnung den Kolben daran hindert, sich nach unten zu bewegen, wenn kein voller Hub mehr möglich ist.
Pipette nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei das obere Ende der Stoßstange (11) durch das obere Ende der Pipette als ein Füllknopf hindurchragt, dem ein Zusatzdruckteil (21) zugeordnet ist, mit dem die Stoßstange durch eine Hand auf- und abwärts bewegt werden kann, wenn die Pipette gefüllt ist.