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Technisches Sachgebiet
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Die
Erfindung bezieht sich generell auf Instrumente, die exakte Mengen
einer Flüssigkeit
von einem Behälter
in einen anderen transferieren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Handpipette, die auf der Verschiebung eines Kolbens
zum Zweck der Übertragung
einer Flüssigkeit
basiert. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
Pipette, bei der die Menge der durch die Pipette zu transferierenden
Flüssigkeit
entweder eine festes oder ein variables Volumen aufweist. Die Pipette
kann entweder so konfiguriert sein, daß sie ein einzelnes Volumen
einer Flüssigkeit
(eine Einfachkanaleinheit) oder ein mehrfaches Volumen an Flüssigkeit
(eine Mehrfachkanaleinheit) transferiert.
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Stand der
Technik
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Pipetten
haben sich von verhältnismäßig einfachen
strohhalmartigen Strukturen zu hochentwickelten elektronischen Handvorrichtungen
weiterentwickelt, die ein hohes Maß an Präzision aufweisen.
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Typischerweise
kann das Pipettieren für
einen Techniker in einer Laborumgebung nur einen Teil, es kann aber
auch die gesamte Arbeitszeit des Technikers in Anspruch nehmen.
Die vom Techniker verrichtete Arbeit erfordert eine hohe Genauigkeit,
und Präzisionspipetten
haben chemische Proben genau und reproduzierbar gemacht. Häufig kann
diese Präzision
aber auf Kosten des körperlichen
Wohlbefindens des Technikers gehen, wenn nämlich der Techniker sich wiederholende
Aufgaben über
lange Zeitabschnitte mit unzureichender Ausrüstung durchführen muß.
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Das
Carpaltunnel-Syndrom ist mittlerweile eine anerkannte Berufskrankheit,
die auf den langen Gebrauch von Pipetten gemäß dem Stand der Technik zurückgeführt werden
kann. Die Faktoren, bei denen gefunden wird, daß sie einen gesundheitsschädigenden
Effekt auf die Physiologie des Pipettenbenutzers haben, umfassen übermäßiges Gewicht
der Pipette, eine Form, die es nicht erlaubt, die Pipette leicht
zu greifen, die Erfordernis einer unnatürlichen Bewegung der Glieder
der Hand, die die Pipette manipuliert, und die Asymmetrie der Pipettenvorrichtung,
die die Handhabung mit einer bestimmten Hand erfordert, wodurch
dem Techniker keine Gelegenheit einer "Lastverschiebung" gegeben wird, indem er die Hände wechselt.
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Die
folgenden Schriften zum Stand der Technik geben den Stand der Technik
wieder, der dem Anmelder bekannt ist und der hiermit aufgeführt wird,
um der Verpflichtung des Anmelder nachzukommen, den relevanten Stand
der Technik zu offenbaren. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß keine
dieser Schriften, weder wenn sie einzeln noch in jeder denkbaren
Kombination betrachtet werden, den Grundgedanken der vorliegenden
Erfindung offenbart, wie er insbesondere aufgezeigt und nachfolgend
beansprucht wird.
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Das
US-Patent 4.020.698 (Marteau d'Autry)
beschreibt eine Handpipette mit einem Gehäuse in länglicher Form, mit einem Kolbensystem
und einem abnehmbaren Spitzesystem. Der zur Aufnahme der Hand vorgesehe
Bereich besitzt einen zentralen Teil, in dem der Querschnitt größer zu sein
scheint als der durchschnittliche Querschnitt, und er besitzt ein
Heft mit einer gebogenen Oberfläche.
Das Problem einer ergonomischen Formgebung und der Ermüdung wird
nicht angesprochen.
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AUSLÄNDISCHE
PATENT-DOKUMENTE
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ANDERER STAND DER TECHNIK
(einschließlich
Autor Titel Datum, relevante Seiten usw.)
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Rainin
Instruments Company; Rainin Product Update; Ausgabe März 1996,
gesamte Ausgabe.
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Fall-/Winter
Bio-Consumer Review, Ausgabe 1996, von Katharine Glover, Ph.D.,
gesamter Artikel (Seiten 12 bis 14).
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Eine
allgemeine Beanstandung bezieht sich auf die Weise, in der Pipetten
nach dem Stand der Technik in der Hand des Benutzers liegen. Eine
gut entworfene Pipette sollte so ausbalanciert sein, daß sie bequem in
der Handfläche
des Benutzers liegt, wobei der größte Teil des Gewichts entlang
der Länge
der Hand verteilt ist, um Druckpunkte zu minimieren. Eine andere
allgemeine Beobachtung bezieht sich auf den Gebrauch des Daumens
für die
Durchführung
des Pipettiervorgangs. Es ist wünschenswert,
daß nur
eine verhältnismäßig geringe
Daumenbewegung erforderlich ist und daß der Daumen den Kolben in
einer natürlichen,
biomechanisch vorteilhaften Weise betätigt. Weil Pipetten häufig Wegwerfspitzen
verwenden, die nach jedem Gebrauch ersetzt werden, ist es auch wünschenswert,
einen Spitzenauswerfer zu haben, der die alte Spitze durch eine
natürliche,
biomechanisch korrekte Bewegung entfernt, um eine Ermüdung des
ausübenden
Technikers weiter zu verringern.
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Der
oben aufgelistete Stand der Technik beschreibt im allgemeinen Vorrichtungen
für eine Übertragung
von Flüssigkeit,
die die oben diskutierten Probleme in beispielhafter Weise illustrieren
und faßt
den dem Anmelder bekannten Stand der Technik zusammen. Diese Dokumente
weichen stark von der Erfindung ab, die insbesondere im folgenden
beschrieben wird.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 angegeben. Zum einen ist
der Teil der Pipette, der von der Hand des Technikers ergriffen
wird, gepolstert. Dies bedeutet, daß für den Benutzer ein weiches,
bequemes Gefühl
wahrnehmbar ist und daß es
eine nur minimale Druckbeanspruchung entlang der Hand gibt, wenn
diese die Pipette berührt.
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Ein
anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf
die Position, die Geometrie und den Anstellwinkel des Auswerfers,
der die Wegwerfspitze von dem Ende der Pipette entfernt, das dem
von der Hand ergriffenen Bereich abgewandt ist. In einer Ausführungsform
der Erfindung liegt ein Auswerferzapfen strategisch günstig für eine Handhabung
durch den Daumen des Benutzers. Die Pipette wird bequem mittels eines
Heftes gehalten, das über
den Zeigefinger des Benutzers gezogen wird und in der Hand ausbalanciert ist,
während
der Rest der Pipette an den Fingern des Benutzers anliegt. Der Daumen
kann dann den Auswerfer leicht betätigen, der, wenn er niedergedrückt wird,
einen Auswerferschieber betätigt,
der seinerseits eine Auswerferhülse
unterhalb des Handgriffbereichs betätigt, um die wegwerfspitze
von der Pipette zu entfernen.
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Eine
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft den Anstellwinkel
und die Position der Kolbentaste, die zentral über einem oberen Bereich der
Pipette, ebenfall nahe dem Daumen des Benutzers, angeordnet sind.
Die Kolbentaste ist in Richtung auf den Daumen geneigt, um einen
natürlichen
Kontakt mit dem Daumen des Benutzers zu erlauben. Der Hub der Kolbentaste
ist verhältnismäßig kurz
und liegt im natürlichen Bereich
der Bewegung des Daumens der Hand eines Benutzers, selbst wenn der
Benutzer eine kleine Hand hat. Bei einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann die Kolbentaste nur eine Wegwerfspitze freigeben. Bei
einer dritten Ausführungsform
gibt ein Hebel eine Anzahl von Spitzen frei.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht sich darauf,
daß die
Pipette aus einem Material besteht, das sie vollständig autoklavtauglich
sein läßt. Da die
Vorrichtung außerdem
aus einem Kunststoff besteht, der von den meisten Chemikalien nicht
angegriffen wird, ist sie einfach zu säubern und behält ihre Präzision und
Genauigkeit bei, da sie so leicht gesäubert werden kann.
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Die
Geometrie des untersten Teiles des Pipettenkörpers umfaßt einen engen kegelförmigen Bereich, der
unmittelbar an den Bereich der Wegwerfspitze angrenzt und der es
dadurch erlaubt, daß diese
Vorrichtung in die meisten Reagenzgläser eingebracht wird und damit
den Zugang zum Boden dieser Reagenzgläser ermöglicht.
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Ein
zusätzlicherer
Aspekt betrifft die Möglichkeit,
die volumetrische Kapazität
der Pipette zu justieren und zugleich die Genauigkeit beizubehalten.
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Zusätzlich erlaubt
es die vorliegende Erfindung, daß sie am Einsatzort kalibriert
wird, so daß die
Zuverlässigkeit
und die Reproduzierbarkeit der Proben, die mit vorliegender Erfindung
verbunden sind, mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit oft wiederholt werden
können.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
industrielle Anwendbarkeit dieser Erfindung soll durch die Diskussion
der folgenden Aufgaben der Erfindung demonstriert werden.
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Demgemäß ist es
eine primäre
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und neuartige Pipette gemäß der vorliegenden
Erfindung bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie vorangehend beschrieben zur Verfügung zu stellen, die einen
extrem haltbaren Aufbau aufweist, zuverlässig zu verwenden und warten
ist und die mit Techniken der Massenproduktion herstellbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, die das Entstehen von Ermüdung und von Traumata, wie
dem Carpaltunnel-Syndrom, herabsetzt, indem sie eine ergonomisch
geformte Pipette zur Verfügung
stellt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, die einen gepolsterten Griff besitzt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, bei der die Handhabung der Vorrichtung die Biomechanik
der Hand einer Person in Betracht zieht und folglich erlaubt, daß die Vorrichtung
mit natürlichen,
im allgemein üblichen
Bereich liegenden Bewegungsabläufen
gehandhabt wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, die ihrem Arbeitsende angrenzend ein schmales Profil
aufweist, das Zugang zu Reagenzgläsern erlaubt und das dennoch
das Ausstoßen
der Spitze mit einem minimalen Aufwand ermöglicht.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, die gut ausbalanciert ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
wie oben beschrieben zur Verfügung
zu stellen, die sogar vor Ort kalibriert werden kann, um jederzeit
die erforderliche Genauigkeit zu gewährleisten.
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Ein
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bezieht die Fähigkeit
mit ein, das Volumen der Pipette anzupassen.
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Von
einem ersten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handpipette bereit zu stellen,
die in Kombination umfaßt:
einen Griffbereich mit einer ergonomischen Form, einen kombinierten
Flüssigkeitsein- und -auslaß empfängt, der
dem Griffbereich benachbart angeordnet ist, Mittel für das Einbringen
und die Abgabe der Flüssigkeit
in die Pipette über
den Einlaß hinein
und aus der Pipette über
den Auslaß hinaus,
und ein elastisches Kissen, das entlang einer äußeren Peripherie des Griffbereiches
angeordnet ist, um einer Ermüdung
und einem Trauma des die Pipette bedienenden Technikers zu vermindern.
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Von
einem zweiten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pipette bereit zu stellen,
die in Kombination umfaßt:
ein Gehäuse,
einen Stempel, der auf dem Gehäuse
angeordnet ist, einen Kolben, der mit dem Stempel verbunden ist,
wobei der Stempel und der Kolben Mittel für eine lineare Hin- und Herbewegung
innerhalb des Gehäuses
aufweisen, ein Spitzenelement, das in flüssigkeitsleitender Verbindung
mit dem Kolben steht und das an dem Gehäuse lösbar angebracht ist, und Auswerfmittel,
um die Spitze vom Gehäuse
zu entfernen.
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Von
einem dritten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pipettierverfahren bereit
zu stellen, das die Schritte umfaßt: die Herstellung einer Pipette
mit einem oberen Körper
und einem unteren Körper,
der lösbar
mit dem oberen Körper
verbunden ist, die Herstellung einer Spitze zur lösbaren Befestigung
an einem Ende des Gehäuses
des unteren Körpers,
das vom Gehäuse des
oberen Körpers
entfernt angeordnet ist, die Anordnung eines Stempels und eines
Kolbens im Inneren des Pipettenkörpers
und in flüssigkeitsleitender
Verbindung mit der Spitze, um Flüssigkeit
dort hineinzuziehen und Flüssigkeit
von dort auszutreiben, die Anordnung eines Auswerfers am unteren
Körper
in dem an die Spitze angrenzenden Bereich, um die Spitze von der
Pipette zu entfernen.
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Von
einem vierten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pipette bereit zu stellen,
die in Kombination umfaßt:
ein Gehäuse,
eine mit dem Gehäuse
verbundene Spitze, wobei die Spitze eine Bohrung aufweist, um eine
exakte Menge einer Flüssigkeit
darin aufzunehmen, und Mittel, um die Menge der aufzunehmenden Flüssigkeit
zu justieren.
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Von
einem fünften
vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Pipette bereit zu stellen, die in Kombination
umfaßt:
ein Gehäuse,
eine mit dem Gehäuse
verbundene Spitze, Mittel, um Flüssigkeit
in der Spitze aufzunehmen und aus dieser auszutreiben und Mittel,
um die Pipette im Hinblick auf die Genauigkeit der zu transferierenden
Flüssigkeitsmenge
zu kalibrieren.
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Von
einem sechsten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pipette bereit zu stellen,
die in Kombination umfaßt:
einen oberen Körper
mit Stempelmitteln, einen unteren Körper, der lösbar am oberen Körper angebracht
ist und der mit Kolbenbetätigungsmitteln
ausgestattet ist, die mit dem Stempel verbunden sind, ein entfernbares
Spitzenmittel, das mit dem unteren Körper verbunden ist, Auswurfmittel,
die sich vom oberen Körper
zu den Spitzenmitteln zur Entfernung der Spitzenmittel hin erstrecken,
wobei die Spitzenmittel eine Anzahl von Kanälen bilden.
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Von
einem siebten vorteilhaften Standpunkt aus betrachtet, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pipette bereit zu stellen,
die in Kombination umfaßt:
einen oberen Körper
mit einem Stempelmittel, einen unteren Körper, der lösbar am oberen Körper angebracht
ist, Kolbenmittel, die lösbar mit
dem unteren Körper
verbunden sind und die von den Stempelmitteln zur Aufnahme und zum
Austreiben von Flüssigkeit
beaufschlagbar sind, und Kolbenmittel, die zwischen dem Stempel
und der Flüssigkeit
angeordnet sind.
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Diese
und andere Aufgaben werden offenkundig durch die Betrachtung der
nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung, sofern sie in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen
betrachtet wird.
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Die
neue und neuartige Pipette gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Handpipette (10) zur Übertragung
von Flüssigkeit,
die in Kombination umfaßt:
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- einen Griffbereich mit einer ergonomischen Form, die einem
Bereich zur Aufnahme der Handfläche
und der Finger entspricht, einschließlich eines zentralen Bereiches
mit einem größeren Querschnittsbereich
als die Endbereiche des besagten Teiles,
- einen kombinierten Ein- und Auslaß für die Flüssigkeit, der dem besagten
Griffbereich benachbart angeordnet ist,
- Mittel für
das Einbringen und die Abgabe der Flüssigkeit in die Pipette über den
besagten Einlaß hinein
und auf der Pipette über
den besagten Auslaß hinaus,
- ein Heft, das sich von einer Seite des besagten Griffbereiches
aus erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Griffbereich eine im
wesentlichen umlaufende gepolsterte Membran aufweist, die sich bis
zum Heft der Pipette erstreckt, wobei sich das besagte Heft von
der Seite des die Finger aufnehmenden Bereiches aus erstreckt, und
daß der
die Handfläche
aufnehmende Bereich einem knollenförmigen Bereich gegenüberliegend
angeordnet ist, der den besagten zentralen Bereich mit dem größten Querschnitt
begrenzt.
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Der
besagte Griffbereich ist derart ausgebildet, daß er den Gebrauch der Pipette
in der Weise erzwingt, daß der
besagte knollenförmige
Bereich von einem Handflächenbereich
eines Technikers weg orientiert ist, wobei der besagte knollenförmige Bereich
unter den Fingern des Technikers liegt.
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Andere
neuartige Eigenschaften der Pipette gemäß der Erfindung sind in den
angegliederten Ansprüchen
beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Ansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der die Spitze entfernt ist.
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2 ist eine Schnittansicht
entlang der Linien 2–2
in 1, wobei die 2 zur Erzielung einer stärkeren Vergrößerung in
zwei 2A und 2B unterteilt ist.
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3 ist eine perspektivische
Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß den 1 und 2.
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4 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem ersten Schritt ihres Gebrauchs.
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5 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem zweiten Schritt ihres Gebrauchs.
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6 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem dritten Schritt ihres Gebrauchs.
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7 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem vierten Schritt ihres Gebrauchs.
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8 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem fünften
Schritt ihres Gebrauchs.
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9 ist eine diagrammartige
Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem sechsten Schritt ihres Gebrauchs.
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10 ist eine perspektivische
Ansicht einer alternativen Anordnung mit mehreren Kanälen.
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11 ist eine Schnittansicht
des Zusatzteiles, das in 10 gezeigt
ist.
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12 ist eine Schnittansicht
entlang einer Längsachse,
die eine weitere Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wiedergibt.
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13 zeigt eine Modifikation
in Bezug auf den oberen Körper
und wie dieser mit dem unteren Körper gemäß 12 verbunden ist.
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14 ist eine perspektivische
Ansicht, die die Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Körper gemäß den 12 und 13 zeigt.
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15 zeigt eine Spitze, die
derart ausgebildet ist, daß sie
mit der Vorrichtung gemäß 12 verwendet werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Im
Hinblick auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Teile in den verschiedenen zeichnerischen Abbildungen bezeichnen,
bezieht sich das Bezugszeichen 10 auf die Pipette gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Im
Wesentlichen umfaßt
die Luftverdrängungspipette 10,
die in den 1 bis 3 gezeigt ist, einen oberen
Körper 50 und
einen unteren Körper 90.
Der untere Körper
ist von einer Auswerferhülse 151 umgeben. Eine äußeres Ende
des unteren Körpers 90,
das vom oberen Körper 50 abgewandt
ist, trägt
eine Spitze T, die Idealerweise der einzige Bestandteil der Pipette 10 ist,
der mit der Flüssigkeit
in Kontakt kommt, wenn die Probe genommen wird. Flüssigkeit
wird in die Spitze T eingeführt
und durch die Betätigung
einer Stempelkappe 2 entlang der Richtung des Doppelpfeiles "A" aus dieser ausgetrieben. Nachdem die
Spitze T einmal verwendet worden ist, kann sie vom unteren Körper 90 durch
die Betätigung
des Auswerferzapfens 39 entfernt werden, wenn dieser in
die Richtung des Pfeiles "A" und in Richtung
zur Spitze bewegt wird. In einigen Fällen ist ein Fenster 42 vorgesehen,
um eine Veränderung
in der volumetrischen Kapazität
der Pipette 10 sichtbar werden zu lassen, indem man eine
bewegliche Skala durch das Fenster 42 abliest. Die Zahlen,
die der volumetrischen Kapazität
entsprechen und die im Fenster 42 erscheinen, können durch
Drehung eines Volumeneinstellers 51 entlang der Richtung
des Doppelpfeiles "B" verändert werden.
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Genauer
und insbesondere im Hinblick auf die 2 und 3 wird die folgende zusätzliche
Struktur beschrieben. wie erwähnt,
führt die
Betätigung
der Stempelkappe 2 entlang der Richtung des Doppelpfeiles "A" Flüssigkeit
in die Spitze T ein und treibt sie aus dieser aus. wie gezeigt,
hat die Stempelkappe eine zentrale Bohrung 4, die es erlaubt,
eine Bremssitzwelle 6 mittels Reibung zu überlaufen.
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Es
sei angemerkt, daß die
Kappe 2 eine obere Fläche 8 aufweist,
die derart geneigt ist, daß eine
Seite höher
ist als die andere. Die untere Seite ist so orientiert, daß sie dem
Daumen eines Benutzers gegenüber liegt
und es dem Daumen vom letzten Glied an aufwärts ermöglicht, bequem auf der Stempelkappe 2 zu
ruhen, um die Kappe 2 entlang der Richtung des Doppelpfeiles "A" aufwärts zu bewegen.
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Die
Bremssitzwelle 6 besitzt ein von der Kappe 2 entfernt
gelegenes Ende, das direkt und starr mit einer mit einem Außengewinde
versehenen Welle 12 verbunden ist. Die Welle 12 bewegt
sich ebenfalls mit einer Bewegung der Stempelkappe entlang der Richtung
des Doppelpfeiles "A". Ein Außengewinde
der Gewindewelle 12 kann mit einem Innengewinde zusammenwirken,
um die Hülse 14 zu
justieren, wie später
noch beschrieben wird. Die Gewindewelle 12 endet in einer
Klemmschraube 16, die ihrerseits in eine mit einem Innengewinde
versehene Blindbohrung einer Kolbenkupplung 18 greift,
die direkt mit einer Kolbenstange 20 verbunden ist. Ein äußeres Ende 22 der
Kolbenstange 20 bewegt sich innerhalb einer zugehörigen Bohrung 24 des
unteren Körpers 90,
um Flüssigkeit
in die Spitze T einzuziehen und aus der Spitze T auszutreiben.
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Wie
nunmehr klar sein sollte, kann durch eine axiale Verschiebung der
Welle 12 im Vergleich zum Rest der Pipette 10 eine
Kalibrierung der Maßeinheit
bewirkt werden. Um die vorliegenden Erfindung zu kalibrieren, wird
die Stempelkappe 2 von der Bremssitzwelle 6 entfernt.
Die Welle 6 ist umgeben von und befestigt an einer ringförmigen Bremshülse 30.
Die Bremshülse 30 ist
von einem Kalibrierungsband 31 umgeben. Das Band 31 ist
entlang seiner inneren Peripherie mit Keilnuten 33 versehen,
die zur Aufnahme von Schlüsseln 35 eines zylinderförmigen Kalibrierungswerkzeugs 37 dienen
(3), das einen gerändelten
Drehkopf 39 aufweist. Der Zugang zum Band 31 erlaubt
es, daß es
gedreht wird und erlaubt folglich, daß auch die Bremshülse 30,
die Welle 6 und die Gewindehülse 12 gedreht werden,
da das Gewinde zwischen den Keilnuten 33 mit einem Gewinde
auf der Hülse 30 zusammenwirkt,
um die Hülse 30 vorwärts zu bewegen.
Dadurch wird auch die Welle 6 entlang der Richtung des
Doppelpfeiles "A" vorwärts bewegt
und ändert
die Position des äußeren Endes 22 des
Kolbens, wodurch eine Kalibrierung der Pipette 10 ermöglicht wird.
Insbesondere bezieht die Kalibrierung folgendes mit ein: das Vorwässern einer
neuen Spitze T, die mehrfache (vorzugsweise 10-malige) Durchführung von
Messungen unter Verwendung von destilliertem Wasser, das – zusammen
mit allen weiteren Kalibrierungseinzelteilen auf Raumtemperatur
gebracht wird – und
dann die Anpassung an Umgebungsfaktoren, danach die Bestimmung der
mittleren und der Standardabweichung und schließlich die Justierung des Volumens,
wobei je nach Bedarf das Kalibrierwerkzeug 37 benutzt wird.
Die Rändelung 39 auf
dem Kalibrierungsschlüssel
wird durch eine Reihe paralleler Linien gebildet, die parallel zur
Längsachse
des Kalibrierungsschlüssels 37 verlaufen
und die radial versetzt sind, so daß sie auf einer äußeren zylinderförmigen Oberfläche liegen. Jede
gerändelte
Linie entspricht ungefähr
zwei Prozent des Volumens der Pipette. Ein Heft 201 auf
dem oberen Körper 50,
nahe der Stempelkappe 2, erhält einen Aufkleber 203,
auf dem Kalibrierungsinformationen notiert sind.
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Es
sei angemerkt, daß der Übergang
zwischen der Bremsensitzwelle 6 und der Gewindewelle 12 eine Buchse 26 mit
einschließt.
Die Buchse 26 hat ein zählerstück, in dem
die Gewindewelle 12 mit einem Ende der mit einem Gewinde
versehenen Justierhülse 14 in
Verbindung steht, wie in der 2B gezeigt
ist. Zwischen den zwei Buchsen 26 ist eine Druckfeder 28 angeordnet.
Diese Druckfeder 28 preßt die Bremssitzwelle 6 und ihre
sie umgebende ringförmige
Bremshülse 30 in
eine Endposition in Bezug auf die rechte Seite der 2B. Die Bremshülse 30 ist ein im
wesentlichen zylinderförmiges
Element, das eine zentrale Bohrung aufweist, das derart konfiguriert
ist, daß es
die Lagersitzwelle 6 aufzunehmen vermag. Die Hülse 30 bildet
einen exakten, glatten Bereich im axialen Übergang von der Welle 6 zum
Kolben 2. Die Bremshülse 30 ist
ihrerseits von einem Zuführgehäuse 32 umgeben.
Das Zuführgehäuse 32 schließt einen
Anschlag 34 in Form einer radial nach innen weisenden ringförmigen Lippe
mit ein, die mit einer Bremssitzschulter 36 zusammenwirkt,
die an einem äußeren Ende
der Bremshülse 30,
von der Stempelkappe 2 entfernt, angeordnet ist. Wenn die
Bremssitzschulter 36 gegen die radial nach innen weisende
ringförmige
Lippe 34 stößt, stellt
sich beim Techniker eine positive taktile Rückmeldung ein. Eine weitere
Kompression nur der Feder 28 wird durch den Kontakt der
Schulter 36 mit der Lippe 34 unterbunden.
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Wenn
eine weitere axiale Bewegung der Stempelkappe 2 erreicht
werden soll, besteht zwar Platz für eine solche Bewegung, aber
es muß mehr
Arbeit aufgewendet werden, weil eine zweite Druckfeder 38 überwunden
werden muß und
diese eine Federkonstante besitzt, die von derjenigen der ersten
Druckfeder 26 verschieden ist. Eine Kompression der ersten
Feder 28 kann auch noch erreicht werden, aber der Benutzer
erfährt eine
sofortige Rückmeldung
dadurch, daß es
mehr Mühe
erfordert, die Stempelkappe 2 weiter niederzudrücken.
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Die
zweite Druckfeder 38 hat ein erstes Ende, das auf einer
Seite der Lippe 34, die dem Bereich des Angrenzens der
Bremssitzschulter 6 gegenüberliegt, die Lippe 34 des
Zuführgehäuses 32 berührt. Ein
zweites Ende der Druckfeder 38 berührt ein Zählergehäuse 40. Sowohl das
Zählergehäuse 40 als
auch das Zuführgehäuse 32 besitzen
Zwingen 41 beziehungsweise 231, die in innerer
Richtung gegeneinander angeordnet sind und die unter der Druckfeder 38 derart
angeordnet sind, daß sie
die Feder gegen eine Auslenkung fixieren. wie gezeigt, ist jede
Zwinge im allgemeinen wie eine zylinderförmige Hülse aufgebaut, die sich entweder
vom Zuführgehäuse oder
vom Zählergehäuse aus
erstreckt. Die zum Zuführgehäuse gehörende Zwinge 231 schließt jedoch
eine sich radial nach innen erstreckende Lippe 233 mit
ein, die einen Anschlag für
die Buchse 26 bildet, die die linke Seite der ersten Druckfeder 28 gegen
die Justagehülse 14 hält. Die
Zwinge 41 besitzt andererseits eine innere Bohrung, die
so bemessen ist, daß sie
die Hülse 14 aufzunehmen
vermag, nicht aber die Buchse 26.
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Wie
oben erwähnt,
erlaubt ein Fenster 42 den Sichtzugang zum Inneren des
oberen Körpers 50,
wenn die Vorrichtung mit Mitteln ausgerüstet ist, um das effektive
Volumen zu verändern,
das die Pipette aufzunehmen und abzugeben in der Lage ist. Das Zählergehäuse 40 umfaßt eine Öffnung 43 im
Register mit einem Fenster 42, damit der Sichtzugang durch
das Fenster 42 zu den Zählern 44, 46, 48 nicht
verdeckt ist. Das Innere des Zählergehäuses 40 ist
mit einer Vielzahl von Zählern
versehen. Vorzugsweise sind drei Zähler vorgesehen und umfassen
einen ersten Zähler 44,
einen zweiten Zähler 46 und
einen dritten Zähler 48.
Der dritte Zähler
gibt die "letzte
Stelle" an. Die
Zähler
geben das Volumen an, das in die Spitze T aufgenommen werden kann.
Freiräume
zu beiden Seiten des zweiten Zählers 46 dienen
der Aufnahme von Zählerzahnrädern 52,
von denen jedes auf einem Zählerzahnradhalter 54 gehaltert
ist. Der Zählerzahnradhalter 54 ist
ein stangenartiges Element, das an den Enden durch Vorsprünge 58 gestützt wird,
die auf dem Zählergehäuse 40 angeordnet sind.
Die Zählerzahnräder 52 werden
durch Zählerzapfen 56 angetrieben.
Ein Zapfen 56 wirkt auf den dritten Zähler 48 und ein anderer
Zapfen 56 wirkt auf den zweiten Zähler 46. Während sich
der dritte Zähler 48 dreht, wird
der zweite Zähler
durch den zapfen 56 des dritten Zählers 48 angetrieben,
weil er das Zählerzahnrad 52 gegen
die Zähne
drückt 55,
die auf dem zweiten Zähler 46 liegen. Ähnlich treibt
der Zapfen 66, der auf dem zweiten Zähler 46 liegt, das
Zahnrad 52 an und treibt die Zähne 55 an, die auf
dem ersten Zähler 44 angeordnet sind,
und treibt damit den ersten Zähler
voran.
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Die 1, 2A und 2B zeigen
den Volumeneinsteller 51 und seine Fähigkeit, sowohl den Zähler 46 als auch
die Pipette 10 in Übereinstimmung
mit den gewünschten
zu pipettierenden volumetrischen Mengen zurückzustellen. 3 zeigt innere Keile 251 auf
dem Volumeneinsteller 51. Ein Zahnradgehäuse 60 liegt
unter dem Volumeneinsteller 51 und stützt ein Paar Spannrollen 62 zur
Drehung in Erwiderung auf die Drehung der Keile durch den Volumeneinsteller 51 in
Richtung der Doppelpfeile "B". Die Spannrollen 62 wirken
ihrerseits mit Keilen 64 zusammen, die der Gewindehülse 14 der
Welle 12 überlagert
sind. Die Hülse 14 ist
am Dorn 64 befestigt. Dadurch dreht sich die Justagehülse 14,
wenn sich die Spannrollen 62 drehen. Die Justagehülse 14 hat
vorzugsweise ein Innengewinde, das mit einem Gewinde auf der Gewindewelle 12 zusammenwirkt,
um die Gewindewelle 12 weiter entlang des Doppelpfeiles "A" zu bewegen. Auf diese Weise kann das
effektive Volumen der Pipette 10 justiert werden, indem
der Kolben 20 axial verschoben wird. Es sei angemerkt,
daß die Justagehülse 14 durch
das Zahnradgehäuse 40 greift,
um den dritten Zähler 48 anzutreiben.
Tatsächlich
treibt eine flache Seite auf der Hülse 14 eine flache
Seite in einer Bohrung des dritten Zählers 48. Der dritte
Zähler 48 wirkt
seinerseits mit einem Zählerzahnrad 52 zusammen,
das durch einen Zählerzapfen 56 angetrieben wird,
so daß der
nachfolgende Zähler 46 (und
dann 44) die vorliegenden gewünschten Volumina wiedergeben kann.
Es sei angemerkt, daß eine
Zählerbuchse 66 die
Justagehülse 14 vom
Zählergehäuse 40 beabstandet hält und eine
Unterlegscheibe 68 die Keile 64 von der Buchse 66 isoliert.
Dieses verhindert eine Verbindung. Da das Innere des Volumeneinstellers 51 mit
Zähnen 251 versehen
ist, die mit den Zähnen
auf den Spannrollen 62 übereinstimmen,
bewirkt eine Drehung des Volumeneinstellers 51 entlang
der Richtung des Doppelpfeiles "B" eine entsprechende
Drehung der Spannrollen 62. Da die Zähne der Spannrollen 62 mit
den Keilen 64 der mit dem Gewinde versehenen Einstellhülse 14 ineinandergreifen,
bewirkt eine Drehung der Keile auf der mit dem Gewinde versehenen
Einstellhülse
eine axiale Verschiebung der Gewindewelle 12 und eine Bewegung
der Zähler 44, 46, 48 durch
die flache Seite 214 der Gewindehülse 14 gegen eine
flache Seite innerhalb der Bohrung des dritten Zählers 48.
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Es
sollte angemerkt werden, daß der
untere Körper 90 vom
oberen Körper 50 getrennt
werden kann. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, den in 1 gezeigten unteren Körper durch
eine Version, wie sie in 10 gezeigt
wird, zu ersetzen, um eine Möglichkeit
mit "mehrfachen
Kanälen" zu erzielen (d.h,
die Fähigkeit,
mehrere Säulen
gleichzeitig mit Flüssigkeit
zu füllen
und auszutreiben). Um den unteren Körper 90 vom oberen
Körper 50 zu
trennen, muß man
die Reibung der zwischen ihnen angeordneten verbindenden Kupplung überwinden.
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Insbesondere
weist eine Hülse 70 zur
Volumeneinstellung eine sich radial nach außen erstreckende ringförmige Verlängerung 71 auf,
die an einem inneren Begrenzungsanschlag des Volumeneinstellers 51 anliegt.
Die Hülse 70 besitzt
außerdem
Vorsprünge 69 (3), die in Aussparungen 67 im
Zahnradgehäuse 60 einrasten.
Die Hülse 70 kann
auch ein Außengewinde 73 zum
Verschrauben mit der in Figur 20 gezeigten Mehrkanaleinheit aufweisen.
Ein O-Ring-Halter 72 besitzt
einen Teil, der das Zahnradgehäuse 60 überlagert und
der Halter 70 ist bei 73 mit einem Teil des unteren
Körpers 90 verschraubt.
Der Teil des Halters 70, der sich über das Zahnradgehäuse 60 erstreckt,
schließt
einen sich radial nach außen
erstreckenden Flansch 75 für einen noch zu benennenden
Zweck mit ein.
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Der
O-Ring-Halter 72 stützt
einen O-Ring 74 in einem Sitz 71, um die reibungsbedingte
Haltekraft zwischen der Auswerferhülse 151 und dem unteren
Körper 90 zu
erhöhen.
Es sei angemerkt, daß der
untere Körper 90 von
der Auswerferhülse 151 umgeben
ist. Die Auswerferhülse 151 spitzt
sich entlang der Länge
des unteren Körpers
zu und gelangt in tangentialen Kontakt nahe dem Ende 91 des
unteren Körpers 90 und
vom oberen Körper 50 entfernt.
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Der
untere Körper 90 hat
drei abgesetzte Bereiche, von denen der schmalste 93 der
Bereich ist, der der Auswerferhülse 151 angrenzend
ist. Danach erweitert er sich etwas zu einem Mittelteil 95 und
schließlich zu
einem vergrößerten angrenzenden
Teil 97, das dem Gehäuse
des oberen Körpers
benachbart ist. Der vergrößerte Teil 97 besitzt
ein zylinderförmiges Äußeres 80,
das durch ein Ende des Zahnradgehäuses 60 gefaßt ist.
Eine zylinderförmige
Innenbohrung des zylinderförmigen Äußeren 80 umfaßt eine
Dichtungsfeder 82, die zwischen einer Dichtungskappe 84 an
einem angrenzenden Ende des oberen Körpers 50 und einer Dichtungsdistanzscheibe 86 am
anderen Ende angeordnet ist.
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Die
Dichtungsdistanzscheibe 86 liegt an einer Schulter 88 an,
die innerhalb des unteren Körperteils 90 angeordnet
ist und hilft, die Dichtungsfeder 82 zu positionieren.,
Die Dichtungskappe 84 umfaßt einen sich radial nach außen erstreckenden
Flansch 85, der an einem Teil des Zahnradgehäuses 60 anliegt
und mit diesem im Eingriff steht dort, wo das Gehäuse selbst
abgesetzt ist.
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Der
Zweck der Feder 82 in Verbindung mit der Dichtungsdistanzscheibe 86 und
der Dichtungskappe 84 ist es, das Dichtungsrohr 92 innerhalb
des abgesetzten Mittelteils 95 des unteren Körperteils 90 zu
positionieren. Das Dichtungsrohr 92 umfaßt eine
zentrale Bohrung, innerhalb der sich die Kolbenstange 20 entlang dem
Pfeil "A" – wie erwähnt – hin- und herbewegt. Ein Ende
des Dichtungsrohres umfaßt
eine Kolbendichtung 94, die an ihrem Platz durch einen
Kolbendichtungs-O-Ring 96 gehalten wird. Die Kolbenstange 20 erstreckt sich über eine
Kolbenkupplung 18 zur Gewindewelle 12. Das Dichtungsrohr 92 hat
den Effekt, stromaufwärtige Verschmutzungen
zu verhindern. Die Kolbenstange 20 ist frei innerhalb des
Mittelteils 95 des unteren Körpers 90 hin- und
herbeweglich, wie dies durch den Kolben 2 und seine Bewegung
vorgegeben wird.
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Es
sei angemerkt, daß der
vergrößerte Teil 97 des
unteren Körpers 90 Vorspannmittel
umfaßt.
Ein Feder 98 ist zwischen Rippen 102 gehaltert,
die auf dem vergrößerten Teil 97 des
Körpers 90 und
einer auf dem O-Ring-Halter 72 gelegenen Wand 103 angeordnet
sind. Ein Anschlag 104 für den O-Ring-Halter 72 wird
durch den unteren vergrößerten Teil 97 des
Körpers
gebildet, um die Bewegung des Halters 72 durch die Rippen 102, die
Feder 98 und den Anschlag 104 zu begrenzen.
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Insbesondere
und in Bezug auf die 2A und 2B soll die Einheit, durch
die die Spitze T von der Pipette 10 entfernt wird, erläutert werden.
Wie erwähnt,
ist ein Auswerferzapfen 239 dem Daumen des Benutzers benachbart
angeordnet, d.h., ergonomisch in der Nähe der Stempelkappe 2.
Der Auswerferzapfen 239 ist mit einer bogenförmigen Auswerferplatte 139 verbunden
(3), die sich im Inneren
des oberen Körperteils 50 entlang
einer äußeren Peripherie
bewegt. Die Auswerferplatte 139 erstreckt sich in den unteren
Körperteil 90,
um in Kontakt mit dem "O"-Ringhalter 72 an
Flansch 75 zu gelangen. Die Auswerferplatte 139 umfaßt drei Öffnungen 141, 143 und 145 und
eine sich verzweigende Spitze 295. Eine Öffnung 141 erlaubt
einen Sichtzugang zum Zähler.
Die Öffnung 143 trägt an ihrem
ersten Ende einen Zapfen 243 für eine Feder 147.
Der Zapfen 155, der auf dem oberen Körper 50 angeordnet
ist, nimmt das andere Ende der Feder 147 auf. Auf diese
Weise wird, wenn die Feder 147 durch die Bewegung des Auswerferzapfens 239 in
Richtung zur Spitze T der Pipette 10 gedehnt worden ist,
die Feder 147 gedehnt. Das Nachlassen des Drucks gegen
den Auswerferzapfens 239 bewirkt, daß die Feder 147 den
Auswerferzapfen 239 dazu zwingt, sich in eine entspannte
Federposition zurück
zu bewegen. Die verzweigte Oberseite 293 der Auswerferplatte 139 tritt
mit dem Flansch 75 des Halters 72 in Verbindung.
Der Halter 72 liegt an einem Teil der Auswerferhülse 151 an,
so daß das
Niederdrücken
des Auswerferzapfens 239 den Halter 72 veranlaßt, sich
in eine ähnliche
Richtung, in Richtung der Spitze T, zu bewegen. Die Auswerferhülse 151 greift über den
unteren Körperteil 90.
Die Bewegung der Auswerferhülse 151 drückt dadurch
eine benutzte Spitze T vom freien Ende 108 des unteren
Körperteils 90 weg.
Die Freigabe des Auswerferzapfens 239 nimmt den Druck von
der Auswerferhülse 151.
Als Folge wird der Druck auf die Feder 98 ebenfalls relaxiert
und diese kann den O-Ring 74 und den Halter 72 zurück in ihrem
ungespannten Zustand drücken
und dadurch die Auswerferhülse 151 zurück in ihre
Ausgangsstellung bringen. Die Wechselwirkung der Federn 98, 147 und
des O-Rings 74 bewirken ein Gefühl für den Ausstoßprozeß. Es sei
angemerkt, daß die Öffnung 145 der
Auswerferplatte über
die Spannrollenzahnräder 62 greift
und diese freigibt. Die Öffnung 141 erlaubt
damit den Sichtzugang zu den Zählern 44, 46, 48.
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Es
sei auf den oberen Körper 50 hingewiesen,
der in 3 gezeigt ist.
Ein darunter liegender Rahmen 250, der aus steifem Kunststoff
besteht, umfaßt
wenigstens eine Längsrippe 255 und
eine Anzahl von Querrippen 260. Die Querrippen 260 nehmen
in der Höhe
ab, während
sie sich entlang einer Längsachse
von einer Mitte des oberen Körpers
aus erstrecken, das gleiche gilt für die Längsrippe 255. Jede
Querrippe 260 spitzt sich auch nach unten hin zu, während jede
Rippe sich von ihrem Schnittpunkt mit der Längsrippe 255 aus erstreckt.
Diese Rippen 255, 260 sind in eine gepolsterte
Membran 270 eingebettet, die den oberen Körper 50 umgibt
und die mit dem oberen Körper
unter Hitze und Druck verbunden wird. Der höchste Punkt 256 (2B) sowohl der Längsrippe 255 als
auch der Querrippen 260 entspricht einem Bereich des größten Querschnitts
der Vorrichtung 10. Diese Zone "spürt" die menschliche
Handfläche
und demgemäß den Fingerbereich
mit dem größten umfaßten Volumen
und unterstützt
den Griff eines Benutzers in diesem Bereich, um eine verbesserten
Komfort zu erzielen.
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Die
Membran 270 verformt sich unter dem Griff des Benutzers,
paßt sich
unterschiedlichen Handgrößen an und
verringert die Ermüdung
des Benutzers. Eine Klappe 265 überlagert eine in der Membran
liegende Öffnung 266,
wobei die Klappe 265 das Fenster 42 aufweist,
das den Zähler
zu überstreicht.
Die gepolsterte Membran 270 erstreckt sich bis zum Heft 201 der
Pipette. Bei Gebrauch wird das Heft 201 auf den Zeigefinger gelegt,
so daß der
Kolben in Richtung auf den Daumen geneigt wird. Der obere Körper 50 liegt
lose in der Hand, gepolstert durch die Membran 270. Die
Handfläche
liegt der Klappe 265 gegenüber und die Finger des Benutzers.
ergreifen bequem die gepolsterte Membran 270, die die Rippen 255, 260 überdeckt,
so daß die längeren Finger
der Hand die Zone des größten Querschnittsbereichs
umfassen und eine bequeme Unterstützung erreicht wird.
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4 (linke Seite) zeigt die
Pipette 10 vor der Aufnahme einer Spitze T und nachdem
eine Spitze T darauf angebracht wurde (rechte Seite). Wie oben erwähnt, wir
die Spitze T durch Reibung am freien Ende 108 des unteren
Körpers 90 gehalten.
Ein Halter H in 4 präsentiert
eine Anzahl von Spitzen T derart bereit, daß sie durch eine Pipette der
Reihe nach aufgenommen werden können.
Eine in der Richtung des Pfeiles in 4 ausgeübte Kraft
drückt
die Spitze T wie gezeigt auf die Pipette 10. Danach wird
die Stempelkappe 2 entlang der Richtung des Pfeiles in 5 niedergedrückt und
die Spitze T wird in einen Behälter
eingebracht, der Flüssigkeit
enthält.
Wie in 6 gezeigt, bewirkt
eine Freigabe der Stempelkappe 2, wie durch den Pfeil in 6 angedeutet, daß Flüssigkeit
in die Spitze T eingezogen wird. 7 gibt
die Entnahme der Pipette 10 aus dem Behälter entlang der Richtung des
Pfeiles in 7 wieder.
Danach wird die Flüssigkeit
in den zwei in 8 gezeigten
Bewegungen ausgetrieben. Zuerst wird der Behälter vorzugsweise so orientiert,
daß die
Spitze T mit ihrem Ende eine innere Behälterwand berührt. Danach
wird die Stempelkappe 2 niedergedrückt, um die Flüssigkeit
aus der Pipette in den Behälter
einfließen
zu lassen. Dieses vervollständigt
den Pipettiervorgang, und 9 zeigt,
wie die Pipette aus dem Behälter
entfernt wird und wie der Auswerferzapfen 239 betätigt wird,
um die Spitze T für
eine nachfolgende Probe gemäß 4 zu entfernen.
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Die 10 und 11 zeigen eine Version eines unteren
Körpers
mit mehreren Kanälen,
bei dem mehrere Spitzen an mehreren freien Enden 308 der
Vorrichtung 290 mit mehreren Kanälen befestigt werden können. Im
wesentlichen erlaubt es die Vorrichtung 290 mit mehreren
Kanälen,
eine Vielzahl von Spitzen T an eine Vielzahl von Kolbenbuchsen ("Kanälen") anzuschließen, innerhalb
derer die Kolben hin- und herbewegbar sind, so daß die Bewegung
der Vielzahl der Kolben eine Vielzahl von gleichzeitigen Probennahmen
ermöglicht.
Ein anderes Merkmal betrifft den gleichzeitigen Ausstoß aller
Spitzen auf einmal, sobald sie benutzt worden sind.
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Wie
in 11 gezeigt, bewegt
sich eine Anzahl von Kolben 320, die obere Kolbenstangen 324 haben, entlang
der Richtung des Doppelpfeiles "A". Jeder Kolben 320 ist über einen
Kolbendeckel 322 angeschlossen, der einen vergrößerten oberen
Teil aufweist und der so ausgebildet ist, daß er innerhalb von Aussparungen 314,
die auf einem Kopf 312 angeordnet sind, zu gleiten vermag.
Der Kopf 312 bewegt sich entlang der Richtung des Doppelpfeiles "A". Der Kopf 312 ist an eine
Antriebsachse 316 angeschraubt, die in Richtung des Doppelpfeiles "A" gedrückt wird, wenn der Kolben 2 (1) gedrückt wird.
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In
dieser Ausführungsform
berührt
ein Ende der Antriebsachse 316, das an den oberen Körper angrenzt,
die Welle 12 aus den 2 und 3. Die Antriebsachse 316 ist
mittels einer umgebenden Verbindungshülse 286, die ein Innengewinde 286a besitzt,
das mit einem Außengewinde 67a (3) am Zahnradgehäuse 60 verbunden
ist, in örtlich
festgelegtem Verhältnis
in Bezug auf die Gewindewelle 12 gehaltert. Diese Schraubverbindung
wird in 10 durch den
Drehknopf 51 zur Volumenjustierung verdeckt.
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Eine
Außenfläche der
Verbindungshülse 286 besitzt
ein weiteres Gewinde, das mit einem Justagering 288 für den unteren
Körper
in Eingriff bringbar ist, um so die Verbindungshülse 286 longitudinal
zu positionieren. Der Justagering 288 für den unteren Körper bildet
auch eine Anlagefläche
für eine
Endschleife des Spitzenauswerferhebels 339, der in den 10 und 11 gezeigt ist. Die Antriebswelle 316 hat
einen vergrößerten Kopf 317,
der ein Ende einer Feder 318 aufnimmt, die innerhalb der
anschließenden
Hülse 286 angeordnet
ist. Die Feder 318 arbeitet mit den Federn 28 und 38 zusammen
(3), um den Kolben 320 in
einer oberen Position zusammen mit einer Ruheposition der Stempelkappe 2 zu
halten. Die Feder 318 besitzt ein Ende, das vom Kopf 317 abgewandt
ist und das von einen sich nach innen erstreckenden Flansch 284 der
Verbindungshülse 286 festgehalten
wird. Die Verbindungshülse 286 ist
in einem Gehäuse 278 befestigt,
innerhalb dessen sich der Kopf 312 und die Kolben 320 und
Stangen 324 hin- und herbewegen.
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Das
Gehäuse 278 besitzt
eine obere Wand, die an der Verbindungshülse 286 befestigt
ist, und eine rückseitige
Wand 276, die mit einer Anzahl von Keilnuten 260 versehen
ist, die Schlitze 262 aufweisen. An diesen Keilnuten 260 und
Schlitzen 262 ist eine Anzahl von Kolbenblockclips 250 positioniert
und fixiert. Jeder Blockclip 250 ist so bemessen, daß er einen
Block von vier Kolbenbuchsen 240 in räumlich festgelegtem Verhältnis innerhalb
des Rahmens und seiner rückseitigen
Wand 276 haltert. Auf diese Weise bleiben die Kolbenbuchsen 240 an
ihrem Platz, wenn die Kolben 320 sich in Bohrungen 321 hin-
und herbewegen, die innerhalb der Kolbenbuchsen 240 angeordnet
sind. Wenn sich die Kolben 320 entlang der Richtung des
Doppelpfeiles "A" hin- und herbewegen,
bleibt die Auswerfereinheit 339 und die noch zu beschreibende
dazugehörige
Abdeckung relativ zu diesen ortsfest. Wenn eine Probe innerhalb
jeder der Spitzen T der Mehrfach-Kanaleinheit aufgenommen worden
ist, werden diese Spitzen wie folgt ausgestoßen.
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Eine
Auswerferplatte 300 umfaßt an einer Unterseite eine
Anzahl sich abwärts
erstreckender Auswerferhülsen 302.
Die Auswerferplatte wird von Federklemmen 302 auf länglichen
Ansätzen
gehaltert. Diese Federklemmen 302 sind integral an eine "U"-förmige Klammer 285 angeformt,
die aus einem oberen Joch 258a, das einen breiten Bereich
bildet, und zwei sich davon abwärts
erstreckenden Beinen 285b besteht, die an ihren Enden in
die Federklemmen 302 übergehen.
Diese Federklemmen 302 halten die Auswerferplatte 300 fest. Wenn
sich die Auswerferplatte relativ zu den Kolbenbuchsen 240 bewegt,
rutschen die Spitzen von den freien Enden 308 der Kolbenbuchsen 240,
da die Spitze gegen eine Grundfläche
der Auswerferhülse 304 auf
der Auswerferplatte 300 stößt.
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Der
Auswerferhebel 339 hat ein freies Ende, das sich aufwärts angrenzend
an den oberen Teil des Körpers
und den Handgriffbereich erstreckt. Ein gegenüberliegendes Ende endet in
einer Endschleife 341, die die Hülse 286 zwischen dem
unteren Körperjustagering 288 und
dem breiten Bereich 285b der "U"-förmigen Klammer 285 umgibt.
Das Verschieben des Hebels 339 in Richtung des Pfeiles "Z" bewirkt, daß ein Nocken betätigt wird,
der die "U"-förmige Klammer
von ihrem Justagering 288 weg drückt. Da der Ring 288 auf
die Hülse 286 geschraubt
ist, bewegt sich die Klammer 285 von der Hülse 286 weg.
Die Auswerferplatte 300 und die Auswerferhülsen 304 bewegen
sich gegenüber
den freien Enden 308 der Kolbenbuchse 240 abwärts und
drücken
die Spitzen weg. Es sei angemerkt, daß die Auswerferhülsen 304 Höhen "h" aufweisen, gemessen von der Platte 300 zu
deren freien Enden, die variieren. Wechselweise ist die Höhe h1 etwas
größer als
die Höhe h2,
die etwas größer als...
hN ist. Dies heißt, daß der Auswerferhebel 339 nicht
die Reibungskraft aller Spitzen auf einmal überwinden muß, sondern
daß vielmehr
alle Spitzen der Reihe nach ausgeworfen werden, jede zu ihrer Zeit,
wodurch sich die Gesamtkraft verringert, die erforderlich ist, um
die Anzahl an Spitzen zu entfernen. Wenn der Hebel 339 in
eine entspannte Position zurückgebracht
wird, drückt
ein Paar von Federn 343 die "U"-förmige Klammer
zurück
zu ihre Ausgangsstellung. Diese Federn 343 sind zwischen
der Oberfläche 278 des
Gehäuses
und einem inneren Bereich der Unterseite des Bereiches 285b eingeklemmt.
Die Klammer 295 weist obere und untere Kanten mit Lippen
auf, die so ausgebildet sind, daß sie eine vordere Abdeckung 282 und
eine hintere Abdeckung 284 über Reibungskräfte haltern.
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Die 12 bis 15 geben eine weitere Abwandlung des
unteren Körpers 400 und
eine Nuance in Bezug auf den Anschluß des unteren Körpers an
den oberen Körper
wieder. Im wesentlichen bildet der untere Körper, der in 12 gezeigt ist, eine Art von Pipette
mit "positiver Verdrängung". Die vorangehenden
zwei Ausführungsformen
der Pipetten konnten als "Luftverdrängungs"-Pipetten in der
Weise bezeichnet werden, daß sich ein
Luftkissen zwischen einer Funktionsoberfläche des Kolben und der Spitze
befindet, wodurch ein Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Kolben nicht
gegeben ist. Bei der Version mit "positiver Verdrängung" gemäß 12 ist hingegen der direkte
Kontakt zwischen dem Kolben und der Flüssigkeit beabsichtigt. Als
Folge davon ist der Kolben der Ausführungsformen gemäß den 12 bis 15 in der entfernbaren Spitze angeordnet und
soll innerhalb der Spitze bewegt werden.
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Indem
zuerst auf 13 Bezug
genommen wird, werden die Details der Modifikation in Bezug auf
den oberen Körper
gezeigt. Jedoch werden die Bezugsziffern, die mit der Version gemäß den 1 bis 3 gemeinsam sind, wiederholt, aber nicht
im Text erwähnt.
Das heißt,
es ist ein Ring 51 zur Justierung des Volumens, wie oben
beschrieben, vorgesehen, der ebenfalls eine Gewindewelle 12,
eine Justierhülse 14 und
eine Klemmschraube 16 aufweist. Spannrollen 62 sind
ebenso wie ein Zahnradgehäuse 60 und
eine Haltehülse 70 gezeigt.
Die anderen Teile des oberen Körpers
sind im wesentlichen die gleichen.
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Die
Gewindewelle 12 und ihre Klemmschraube 16 sind
zu einer Kugel 402 vereinigt. Insbesondere weist die Kugel 402 von
der Gewindewelle 12 weg und in einen Hohlraum, der durch
das Zahnradgehäuse 60 gebildet
wird. Die Kugel 402 ist mit Unterstützungsmitteln eines Kugelkörpers 408 versehen,
der eine innere Bohrung aufweist, die mit einem Gewinde 406 für eine komplementäre Verbindung
mit der Klemmschraube 16 versehen ist. Ein Anschlag 404 erstreckt
sich radial vom Schnittpunkt des Kugelkörpers und einem Kugelhals 410 aus,
der sich in Richtung auf die Kugel 402 erstreckt.
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14 zeigt eine vergrößerte Ansicht
der Kugel 402 und ihrer Verbindung mit einer entsprechend
geformten Fassung 420. Wie in den 12 und 14 gezeigt,
befindet sich die Fassung 420 an einem Ende einer Stange 426,
die sich durch eine zentrische und in axialer Richtung erstreckende
Bohrung des unteren Körpers 400 hindurch
erstreckt. Die Kugel 402 ist in der Fassung über eine Öffnung in
einer Wand gehaltert. Die Fassung 420 weist auch eine Hohlkehle 422 auf,
die über
den Hals 410 greift, der die Kugel 402 stützt. Eine
andere Seite der Fassung 421, von der Hohlkehle 422 abgewandt,
bildet eine weitere Einschürung 424,
deren Abmessung ähnlich
ist, so daß die
Kugel 402 mit einer minimalen Menge an Spiel sicher in
der Fassung 420 sitzt, sich aber relativ zur Fassung 420 bewegen
kann. Der Anschluß über die
Kugel und die Fassung gemäß 14 ist eine bevorzugte Befestigung
am Bereich 400 des unteren Körpers, weil die Version mit
positiver Verdrängung zur
Folge hat, daß das
Gehäuse 490 des
unteren Körperteils
mit dem Bereich des oberen Körpers
beim Pfeil "M" verschraubt ist, 14.
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Insbesondere
zeigt 12 den Bereich 400 des
unteren Körpers,
der (auf seiner linken Seite) einen inneren Hohlraum 430 aufweist,
der die Stange 426 aufnimmt, die sich von der Fassung 420 aus
erstreckt. Dieser Hohlraum ist mit einem Innengewinde 432 versehen,
das mit den Gewinden 67a auf dem Zahnradgehäuse 60 (13) verbindbar ist. Zu beachten
ist auch, daß der
abgesetzte Bereich 434 der Aussparung 430 Patz
für die
Haltehülse 70 bietet
und diese aufnimmt.
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Die
Aussparung 430 steht vollständig mit dem Bereich 490 des
unteren Körpers
in Verbindung, der die Bohrung 431 bildet. Die Stange 426 hat
eine Länge,
die eine Verbindung über
die Bohrung ermöglicht.
Um den unteren Körper 400 mit
positiver Verdrängung
mit dem oberen Körper
zusammen zu bauen, werden die Kugel und die Fassung zusammen gefügt, wie
in 14 gezeigt, und dann
wird die Stange 426 in die Bohrung gepreßt und die
Gewinde 432 werden mit den Gewinden 67a auf dem
Zahnradgehäuse 60 beim
Pfeil "M" verschraubt. Die
Bohrung umfaßt
auch einen Hohlraum 438 geringerer Abmessung und innen
von der Aussparung 430. Der Hohlraum 438 ist mit
einer Anzahl von Rippen 436 versehen. Diese Rippen 436 wirken
mit ergänzend
ausgebildeten Rippen auf der Führung 440 zusammen,
die an der Stange 426 befestigt und dieser überlagert
ist. Die Führung 440 kann
auf der Stange mittels eines Anschlages 444 festgesetzt
sein, das auf der Stange 426 gehaltert ist. Eine innere
Metallringdruckfeder 450 ist auf der Stange 426 zwischen
dem Anschlag 444 und der Fassung 420 angeordnet.
Eine äußere Metallringdruckfeder 452 ist
auf einer gegenüberliegenden
Seite der Führung 440 angeordnet
und liegt an einer Kante 442 an, die den Hohlraum 438 begrenzt.
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Die äußere Metallringdruckfeder 452 drückt die
Führung 440,
zur linken Seite von 12.
An die Führung 440 ist
eine Hülse 454 integral
angeformt, die sich in Richtung eines freien Endes des unteren Körper 400 mit
positiver Verdrängung,
vom Handgriff entfernt, erstreckt. Diese Hülse 454 ist mit einem
Spannfutter 460 des äußeren Metallrings
verbunden und die Feder 452 drängt das Spannfutter 460 in
die in 12 dargestellte zurückgezogene
Position, indem sie eine Kraft in Richtung des Pfeiles "L" erzeugt. Wenn das Spannfutter 460 des äußeren Metallrings
in eine Richtung verschoben wird, die dem Pfeil "L" gegenüberliegend
ist, öffnet
es sich, da es eine Reihe von Schlitzen 462 besitzt und
aus elastischem Material mit einem Gedächtnis besteht, das es veranlaßt, sich
radial nach außen
auseinander zu bewegen. Das Spannfutter 460 des Metallrings
wird durch eine äußere Metallringhülse 464,
die ein unteres Ende des Bereiches 490 des unteren Körpers bildet und
integral mit diesem ausgebildet ist, daran gehindert, sich nach
außen
zu bewegen.
-
Ähnlich ist
ein Spannfutter 470 des inneren Metallrings mit der Bohrung 431 des
Bereiches 490 des unteren Körper angeordnet und bei 472 mit
der Stange 426 verschraubt. Das Spannfutter 470 des
inneren Metallrings ist ebenfalls mit einer Anzahl von Schlitzen 474 versehen,
die es dem Spannfutter 470 des inneren Metallrings ermöglichen,
sich nach außen
zu bewegen, wenn der durch eine innere Metallringhülse 476 aufgewendete
Begrenzungsdruck aufgehoben ist, die über einen Teil des Spannfutters 470 des
Metallrings greift. Das Spannfutter 470 des inneren Metallrings
wird normalerweise durch die inneren Metallringdruckfeder 450, die
die Stange 426 entlang der Richtung des Pfeiles "L" drückt,
in einer zusammengezogenen Position gehalten. Sowohl die äußere Metallringdruckfeder 452 als
auch die innere Metallringdruckfeder 450 haben eine Federvorspannung,
die überwunden
werden kann, indem man die Kolbentaste 2 betätigt, die
im Detail vorstehend beschrieben wurde.
-
Die
Stange 426 umfaßt
auch einen zentralen Raum 480, der mit einer Ausstoßfeder 482 versehen
ist, deren eines Ende durch ein Ende des Raums 480 begrenzt
wird und deren anderes Ende über
eine Federunterstützung 484 einer
Auswerferstange 486 greift, die gleitend verschieblich
in einem inneren Hohlraum des Spannfutters 470 des inneren
Metallrings angeordnet ist. Der Auswerfer 486 erstreckt
sich aus der inneren Bohrung des Spannfutters 470 des inneren
Metallrings heraus in einer Weise, die noch zu beschreiben sein wird,
nachdem zunächst
die entfernbare Spitze beschrieben worden ist.
-
15 zeigt, daß die Spitze
T einen Kolben 502 mit einschließt, der sich innerhalb eines
Zylinders 504 hin- und herbewegt. Der Kolben 502 hat
ein Ende 506, das mit einem Kegelzapfen 508 eines
Zylinderendes so verbunden ist, daß das Kolbenende 506 innerhalb
des Kegelzapfens des Zylinderendes 508 gehaltert ist, so
daß eine
enge Toleranzpassung zur Verfügung
steht. Eine Dichtung 512 umgibt das angrenzende Kolbenende 506 des
Zylinderendes 508, um eine positive Dichtung zur Verfügung zu
stellen, wenn sich der Kolben entlang der Richtung des Doppelpfeiles "A" hin- und herbewegt. Ein oberes Ende
des Zylinders 504 schließt einen äußeren Metallringschaft 520 mit
ein. Die äußere Abmessung
des äußeren Metallringschaftes 520 ist etwas
größer als
der innere Durchmesser des Spannfutters 460 des äußeren Metallringschaftes
im Ruhezustand, damit, sobald das Spannfutter 460 des äußeren Metallringes
radial nach außen
bewegt wurde und über den äußeren Metallringschaft 520 greift,
eine Freigabe des Druckes, der durch den Kolben 2 aufgewendet
wird, das Spannfutter 460 des äußeren Metallringschaftes veranlaßt, den
Schaft 520 fest zu klemmen. Ähnlich ist das Spannfutter 470 des
inneren Metallringschaftes bemessen, um einen inneren Metallringschaft 530 zu
greifen, der integral mit dem Kolben 502 ausgebildet ist,
so daß eine
Betätigung
des Kolbens 2 es erlaubt, daß der innere Schaft 530 durch
das Spannfutter 470 des inneren Metallringschaftes geklemmt
wird. Es sei angemerkt daß der
Zylinder 504 in seinem Übergang
zum Schaft 520 einen abgesetzten unteren Teil umfaßt und daß der Kolben 502 einen
knollenförmigen
Bereich 528 hat, der unter dem äußeren Metallringschaft 520 liegt,
um einen positiven Anschlag zu bilden. Zwischen dem Knollenteil 528 und
dem inneren Metallringschaft 530 ist ein Übergang
vorgesehen.
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Bei
Gebrauch und Betrieb von dieser Vorrichtung mit positiven Verdrängung wird
die Spitze T befestigt, indem man die Kolbentaste 2 der
Pipette 10 derart niederdrückt, daß sie bis zu "einem zweiten Anschlag" läuft, d.h.,
beide Federn 28, 38 im oberen Körperteil,
der vorstehend beschrieben ist, zusammendrückt. Wenn die Kolbentaste 2 derart
niedergedrückt
worden ist, sind beide Spannfutter 460, 470 geöffnet. Während die
Kolbentaste 2 derart niedergedrückt worden ist, wird die Pipette über der
Pipettenspitze plaziert, die an einer axialen Bewegung in einer
Richtung entgegengesetzt zum Pfeil "L" gehindert
wird. Typischerweise wird dieses in einem Gestell durchgeführt wird,
das ähnlich
demjenigen ist, wie es in 4 gezeigt
ist. Die Freigabe der Kolbentaste 2 vor dem Anheben der
Pipettenspitze T aus dem Gestell heraus bewirkt, daß sowohl
das Spannfutter 470 des inneren Metallringschaftes als
auch das Spannfutter 460 des äußeren Metallringschaftes den
inneren Schaft 530 beziehungsweise den äußeren Schaft 520 der
Spitze ergreifen. Die Spitze T kann jetzt vom Gestell entfernt werden.
Es wird bevorzugt, daß der
Kolben 2 an diesem Punkt wieder betätigt wird, indem er niederdrückt wird
und den Knopf 2 des Pipettenkolbens frei gibt, um sicher
zu stellen, daß der
Kolben 502 zuverlässig festgehalten
wird und damit gewährleistet
ist, daß der
Schaft und die Metallringe fest zusammengehalten werden. Mit dem
Pipettieren kann fortgefahren werden, wie in Bezug auf die 5 bis 8 beschrieben. Es sollte jedoch beachtet
werden, daß wegen
des direkten Kontaktes zwischen dem Kolben 502 und der
Flüssigkeit
die aufgenommene Flüssigkeit
den Kolben berührt,
im Unterschied zur Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3, wo ein Luftpolster zwischen beiden
erzeugt wird. Sobald der Pipettiervorgang durchgeführt worden
ist, kann das Ausstoßen
gemäß 9 erfolgen, indem die Kolbentaste 2 niedergedrückt wird,
um die Federn 28, 38 zusammenzudrücken, so
daß sich
die Spannbacken 470, 460 des inneren und äußeren Metallringschaftes
radial erweitern können,
und der Auswerfer 486 drückt den Kolbenschaft 530 aus
der Pipette, da die Ausdrückfeder 482 den
Auswerfer 486 beaufschlagt.
