DE9415847U1

DE9415847U1 - Repetierpipette

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Publication number: DE9415847U1
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Authority: DE
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Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2004-10-01
Also published as: EP0704242A3; EP0704242B1; ATE185708T1; DE59507087D1; EP0704242A2; US5672320A

Description

Augsburg, 27. September 1994 Anw.-Aktenz.: RI.3365

Ralf Ritter

Schwibbogenmauer 8

86150 Augsburg

Repetierpipette

Die Erfindung betrifft eine Repetierpipette nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Repetierpipetten dienen bekanntermaßen dazu, durch schrittweises Vorschieben des Kolbens einer Hubkolbenpipette wiederholt kleine Flüssigkeitsdosen mit hoher Dosiergenauigkeit auszugeben, wobei die Dosiermenge je Kolbenschritt zwischen einem Maximum und einem Minimum einstellbar ist.

Eine Repetierpipette dieser Gattung ist aus der DE-OS 29 26 691 bekannt. Dort ist die Klinke des Kolbenvortriebsmechanismus an einem handbetätigten Schwenkhebel angelenkt, der aus einer oberen Endstellung um jeweils eine gewisse Distanz nach unten schwenkbar ist, und das Eingriffssteuerelement besteht aus einer zwischen Zahnstange und Klinke angeordneten länglichen Abdeckplatte, die mittels eines Einstellorgans mehr oder weniger weit in den Hubweg der Klinke vorschiebbar ist. Dabei sind Zahnstange und Abdeckplatte mit derart miteinander zusammenwirkenden Elementen ausgebildet, daß gegen Ende des möglichen Gesamtverschiebewegs des Pipettenkolbens und somit auch der Zahnstange die Abdeckplatte soweit von der Zahnstange abgehoben wird, daß danach überhaupt kein Eingriff mehr zwischen Klinke und Zahnstange erfolgen kann, um zu vermeiden, daß ein volumenmäßig nicht definierter, nur noch einem Teil eines vollen Kolbenhubschrittes entsprechender Restschritt erfolgen kann.

Damit ist zwar sichergestellt, daß keine unvollständigen Restschritte ausgeführt werden können, andererseits ist aber unbefriedigend, daß je nach Schrittgröße ein Restvolumen in der Pipette zurückbleiben kann, das nahezu einem vollen Kolbenschritt entspricht und demzufolge bei großer Schritteinstellung ziemlich groß sein kann.

Eine andere, nicht ganz gattungsgleiche, aber doch ähnliche Repetierpipette ist aus der DE-OS 32 16 644 bekannt. Dort erfolgt die Steuerung der jeweiligen Hubschrittgröße des Klinkenhubs nicht mittels eines verstellbaren Eingriffssteuerelements zwischen Zahnstange und Klinke, sondern mittels eines verstellbaren, am Betätigungsorgan angeordneten Anschlags, der den Hubweg des Betätigungsorgans begrenzt.

Zwischen Klinke und Zahnstange ist lediglich ein ortsfestes Element angeordnet, das die Klinke am Ende des Rückholwegs des Betätigungsorgans von der Zahnstange abhebt und bei Betätigung des Betätigungsorgans jeweils erst nach einer gewissen Hubanfangsphase des Betätigungselements mit der Zahnstange in Eingriff treten läßt. Das Betätigungselement ist als in Kolbenvortriebsrichtung verschiebbarer Schiebekörper ausgebildet, in welchen eine Anschlaghülse drehbar, aber axial unverschieblich eingebaut ist, die an ihrem unteren Ende mit einer in Umfangsrichtung treppenartig aufeinanderfolgenden Reihe von Abstufungen versehen ist, die je nach Einstellung der Anschlaghülse wahlweise mit einem feststehenden Begrenzungsanschlag zusammenwirken.

Bei dieser bekannten Repetierpipette ist also, im Gegensatz zu der oben beschriebenen bekannten Repetierpipette, kein vom jeweils eingestellten Klinkenhub unabhängiger Hubweg des Betätigungsorgans gegeben, sondern der Hubweg des Betätigungsorgans ist mit der Einstellung des jeweiligen Klinkenhubs, also der jeweiligen Kolbenvorschubschrittgröße, veränderlich und entspricht dieser genau. Nachteilig bei dieser bekannten Repetierpipette ist insbesondere der Umstand, daß am Ende des möglichen Kolbenvorschubwegs ein unvollständiger Restvorschubschritt mit entsprechend Undefiniertem Abgabevolumen

verbleibt und keine Maßnahme getroffen ist, das Problem solcher unvollständiger Restschritte zu beherrschen. Da die Bedienungsperson die Fehlerhaftigkeit eines unvollständigen Restschritts aber nicht unbedingt merken muß, besteht die Gefahr, daß - unerwünschtermaßen - relativ häufig mit falsch dosierten Flüssigkeitsproben gearbeitet wird und verfälschte Laborergebnisse entstehen«

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Repetierpipette zu schaffen, denen keiner der Nachteile der bekannten Repetierpipetten anhaftet, d.h. die einerseits keine unvollständigen Restschritte des Kolbenvorschubs zuläßt, andererseits aber so ausgebildet ist, daß in keinem Fall ein nennenswertes unverbrauchtes Restvolumen in der Pipette verbleibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in den Schutzansprüchen angegebene Repetierpipette gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Repetierpipette ist jeder Einstellung des Eingriffssteuerelements, also jeder Hubschrittgrößeneinstellung, ein entsprechender Zahnstangenanschlag zugeordnet, der beim Aufziehen des Kolbens den Aufziehhub so begrenzt, daß der mögliche Kolbenvorschubweg beim Entleeren der Pipette gerade ein Vielfaches der Kolbenvorschubschrittgröße ausmacht. In der praktischen Ausführung wird man selbstverständlich die Bemessung so treffen, daß der Aufzugsweg des Kolbens einem Mehrfachen der Vorschubschrittgröße plus einer konstanten geringfügigen Sicherheitsdistanz von beispielsweise einem halben Millimeter entspricht, so daß bei vollständig vorgeschobenem Kolben dieser im Mittel noch um diese Sicherheitsdistanz von der Pipettenstirnwand entfernt ist, um Toleranzen der Kolbenhubpipetten und deren Pipettenkolben zu berücksichtigen. In jedem Fall bleibt nur ein minimales, vernachlässigbares Restvolumen in der Pipette.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Repetierpipette wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden

Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 Eine Seitenansicht der Repetierpipette, 5

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die er

findungsgemäße Repetierpipette, und

Fig. 3 in vergrößertem Axialschnitt den

den Kolbenvortriebsmechanismus enthaltenden oberen Teil der Repetierpipette.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Repetierpipette in Seitenansicht von außen. Dieses weist ein Gehäuse 10 auf, an dem unten eine Aufnahme 11 mit einem Spannhebel 12 zum Aufnehmen und Arretieren einer Kolbenhubpipette P, und im oberen Bereich ein griffgünstige Profilierung 13 und ein Fingeranschlag 14 gebildet ist. Oben ragt das mit dem Daumen zu betätigende Griffstück 15 eines Betätigungsorgans des Kolbenvortriebsmechanismus aus dem Gehäuse 10 heraus, und an der in der Zeichnung rechten Seite ragt der mit einer Zahnstange des Kolbenvortriebsmechanismus verbundene Rückholhebel 16 zum Aufziehen des Pipettenkolbens der Kolbenhubpipette P aus einem Gehäuseschlitz heraus.

Der innere Aufbau der Repetierpipette ist aus den in Fig. 2 dargestellten Längsschnitt ersichtlich. Dieser ist etwas schematisiert gehalten, um die wesentlichen Elemente der Erfindung deutlicher darzustellen.

Der untere Endbereich des Gehäuses 10 weist, wie schon gesagt, die Aufnahme 11 für eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) 35Kolbenhubpipette P mit dem Spannhebel 12 zu deren Arretierung auf. Der Spannhebel 12 ist in Fig. 2 wiederum in seiner Spannstellung ausgezogen und in seiner Lösestellung gestrichelt dargestellt; die Aufnahme 11 selbst ist nur

* * &idiagr;&idiagr;.

schematisch dargestellt, da sie keinen Bestandteil der Erfindung bildet und daher auch nicht näher im einzelnen beschrieben wird.

Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung des Kolbenvortriebsmechanismus, der im oberen Teil des Gehäuses 10 untergebracht ist und in Fig. 3 etwa im Maßstab 2:1 vergrößert dargestellt ist. Auf diese Fig. 3 wird in der folgenden Beschreibung des Kolbenvortriebsmechanismus des insbesondere Bezug genommen.

Der Kolbenvortriebsmechanismus 20 weist eine im Gehäuse 10 verschiebbar geführte Zahnstange 21 auf, die mit ihrem unteren Ende mit einem Kupplungselement zum Erfassen des oberen Endes des Pipettenkolbens gekuppelt ist (siehe Fig. 2: dort ist einerseits die Zahnstange oben in der obersten Endstellung dargestellt, andererseits ist die Zahnstange auch unten abgebrochen in der untersten Endstellung mit dem Kupplungselement dargestellt). An der Zahnstange 21 ist der Rückholhebel 16 in Form einer durch einen Schlitz 17 des Gehäuses vorspringenden Nase angeordnet.

Weiter weist der Kolbenvortriebsmechanismus 20 eine Klinke auf, die radial auslenkbar im unteren Ende eines Schiebekörpers 2 3 angelenkt ist, an dessen oberem Ende das Griffstück 15 befestigt ist. Der Schiebekörper 23 ist innerhalb einer Hülse 24 verschiebbar geführt. Die Zahnstange 21 verläuft außerhalb der Hülse 24 parallel zu deren Achse, also entlang einer Mantellinie der Hülse 24.

Der Schiebekörper 23 weist eine daren befestigte, exzentrisch zur Achse der Hülse 24, aber achsparallel dazu verlaufende Stange 25 in Form einer Schraube auf, die auch der Befestigung des Griffstücks 15 dient und die in einer gehäusefesten Führungsbuchse 18 verschiebbar ist. Der Schraubenkopf der Schraube 25 dient dabei im Zusammenwirken mit einem Absatz der Führungsbuchse 18 als Begrenzungsanschlag zur Festlegung der oberen Endposition des Schiebekörpers 23. Eine

zwischen einem unteren, an der Führungsbuchse 18 gebildeten Federsitz und einem oberen, am Schiebekörper 23 gebildeten Federsitz eingebaute Schraubendruckfeder 26 spannt den Schiebekörper in seine obere Ruheposition vor.

In der oberen Ruheposition des Schiebekörpers 23 befindet sich die Klinke 22, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, innerhalb der Hülse 24, also außer Eingriff mit der Zahnstange 21. Wird der Schiebekörper 2 3 entgegen der Kraft der Rückholfeder 2 durch Druck auf das Griffstück 15 nach unten gedrückt, kommt die Klinke 22, wenn ihre Eingriffsnase über das untere Ende der Hülse 24 hinausgelangt ist, mit der Zahnstange 21 in Eingriff, da die Klinke 22 mittels einer nicht dargestellten Feder in Richtung zur Zahnstange hin vorgespannt ist. Während der weiteren Abwärtsbewegung des Schiebekörpers 23 nimmt also die Klinke 22 die Zahnstange 21 mit und verschiebt dadurch den Pipettenkolben, bis die Verschiebung des Schiebekörpers 23 mit der Klinke 22 durch einen mit der vorderen Stirnfläche der Klinke zusammenwirkenden gehäusefesten Anschlag 19 beendet wird.

Die Hülse 24 ist axial festgelegt, jedoch drehbar im Gehäuse 10 eingebaut und oben einstückig mit einem Einstellring 27 verbunden, der an seinem Umfang gerändelt ist und beispiels-5 weise über dem Fingeranschlag 14 durch eine entsprechende Gehäuseöffnung zugänglich ist. An ihrem unteren Ende ist die drehbare Hülse 24 mit einer Anzahl von treppenartig in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Abstufungen 30 versehen, die durch Drehung der Hülse über den Einstellring 2 7 wahlweise über der Zahnstange 21 positioniert werden können. Der Einstellring 27 ist dazu zweckmäßiger Weise mit einer Skala versehen, und die obere Stirnwand des Gehäuses kann eine entsprechende Bezugsmarke aufweisen.

Je nachdem, welche Stufe 30 des unteren Endes der drehbaren Hülse 24 über der Zahnstange 21 eingestellt ist, überdeckt das untere Ende der Hülse 24 die Zahnstange 21 in Richtung des Klinkenhubs mehr oder weniger weit, und kommt die Klinke

2 2 bei einem Bewegungshub des Schiebekörpers 2 3 früher oder später, also während eines mehr oder weniger großen Abschnitts des gesamten Hubwegs, mit der Zahnstange in Eingriff und erzeugt dadurch ein mehr oder weniger großen Vorschubschritt des Pipettenkolbens.

Des weiteren ist die drehbare Hülse 2 4 am Außenumfang ihres oberen Bereichs mit einer Anzahl Begrenzungsanschlägen 40 für die Rückholbewegung der Zahnstange 21 beim Aufziehen des Pipettenkolbens versehen.

Diese Begrenzungsanschläge 40 sind als in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Stirnflächenbereiche einer am oberen Hülsenbereich gebildeten, axial in Umfangsrichtung abgestuften äußeren Ringschulter ausgebildet.

Jeder unteren Abstufung 30 der Hülse 24 ist ein oberer äußerer Begrenzungsanschlag 40 zugeordnet. Die einzelnen oberen Begrenzungsanschläge 40 sind axial jeweils so positioniert, daß bei der zugehörigen Einstellung der Kolbenvorschubschrittgröße durch die zugehörige untere Abstufung 30 der Hülse 24 der Pipettenkolbenaufzugsweg einem ganzzahligen Vielfachen der Kolbenvorschubschrittgröße (zuzüglich eines festen geringfügigen Sicherheitsabstands des Pipettenkolbens von der unteren Pipettenstirnwand in der untersten Kolbenstellung zur Aufnahme von Toleranzen) entspricht.

Dies sei an einem'Beispiel verdeutlicht: Ist die Zahnstange 21 beispielsweise mit 49 Zähnen ausgebildet und weist das untere Ende der Hülse 24 fünf Abstufungen 30 auf, die so ausgelegt sind, daß sich fünf wählbare Schrittgrößen entsprechend 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4 bzw. 5 Zahnteilungen ergeben, sind die oberen Abstufungen 40 so ausgelegt, daß in der Position mit Schrittgröße 1 Zahnteilung ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 49 Zahnteilungen {ergibt 49 Hübe zu je 1 Zahnteilung), bzw. in der Position mit Schrittgröße 2 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 48 Zahnteilungen (ergibt 24 Hübe zu je 2 Zahnteilungen), bzw. in der Position

mit Schrittgröße 3 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg von Zahnteilungen (ergibt 16 Hübe zu je 3 Zahnteilungen), bzw. in der Position mit Schrittgröße 4 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg entsprechend 48 Zahnteilungen (ergibt 12 Hübe zu je 4 Zahnteilungen), bzw. in der Position mit Schrittgröße 5 Zahnteilungen ein Kolbenaufzugsweg von 45 Zahnteilungen (ergibt 9 Hübe zu je 5 Zahnteilungen) festgelegt ist, jeweils zuzüglich der genannten festen Sicherheitsdistanz von beispielsweise einem halben Millimeter. Es ergibt sich damit beim Entleeren der Pipette jeweils eine ganze Zahl vollständiger Kolbenhubschritte, wobei nach dem letzten Schritt die Zahnstange immer die gleiche untere Endposition erreicht und stets das gleiche geringfügige Restvolumen in der Pipette verbleibt (entsprechend dem vorgesehenen kleinen Sicherheitsendabstand von z.B. 0,5mm des Pipettenkolbens von der Pipettenstirnwand in der untersten Stellung).

Claims

Augsburg, 27. September 1994 Anmelder: Ralf Ritter, Augsburg Anw.-Aktenz,: RI.3365

Schutzansprüche 1. Repetierpipette

mit einer Aufnahme (11) für das obere Ende einer Kolbenhubpipette (P)
5

und mit einem Kolbenvortriebsmechanismus (20) zur schrittweisen Vorbewegung des Pipettenkolbens, wobei der Vortriebsmechanismus aufweist:

- eine mit dem Pipettenkolben kuppelbare und mit einem Rückholhebel (16) zum Zurückziehen des Pipettenkolbens verbundene Zahnstange (21),

- eine mit der Zahnstange (21) zusammenwirkende, elastisch gegen die Zahnstange vorgespannte Klinke (22), die mittels

eines durch eine Rückholfeder (26) in seine Ausgangsstellung vorgespannten Betätigungsorgans (15) wiederholt um eine durch einen Anschlag (19) begrenzte gleichbleibende Distanz in Kolbenvortriebsrichtung verschiebbar ist, 20

- ein Eingriffssteuerelement (24), das zwischen der Zahnstange (21) und der Klinke (22) angeordnet ist und in Abhängigkeit von seiner relativen Position den Eingriff der Klinke in die Zahnstange nur während eines bestimmten Teils des Klinkenvorschubwegs zuläßt und während des übrigen Teils des Klinkenvorschubwegs die Klinke außer Eingriff mit der Zahnstange hält, und

- ein Einstellorgan (27) zum wahlweisen Einstellen des Eingriffssteuerelements (24) in eine von mehreren Einstellpositionen zur Vorgabe der bei jedem Klinkenhub erfolgenden Kolbenschrittlänge,

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dadurch gekennzeichnet, daß

das Eingriffssteuerelement (24) eine drehbare, jedoch axial festgelegte Hülse ist, deren unteres Ende mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung treppenartig aufeinanderfolgenden axialen Abstufungen (30) ausgebildet ist, die wahlweise mit der Zahnstange (21) zur Deckung bringbar sind,

die Zahnstange (21) außerhalb der Hülse (24) entlang einer Mantellinie derselben und mit der Hülse zugewandter Verzahnung angeordnet ist,

die Klinke an einem mit dem Betätigungsorgan (15) verbundenen, innerhalb der Hülse axial relativ zu dieser verschiebbaren Schiebekörper (23) angelenkt ist,

und die Hülse (24) am Umfang ihres oberen Bereichs eine der Anzahl der unteren axialen Abstufungen (30) entsprechende Anzahl von Begrenzungsanschlägen (40) für das obere Ende der Zahnstange (21) aufweist, wobei jeder Begrenzungsanschlag (40) einer der unteren axialen Abstufungen (30) zugeordnet ist und in der entsprechenden Einstellung des Eingriffssteuerelements (24) den Rückholbewegungsweg der Zahnstange und damit den Kolbenaufzugsweg des Pipettenkolbens auf ein ganzzahliges Vielfaches der jeweiligen Kolbenschrittlänge, ggf. plus einer geringfügigen Sicherheitszugabe, festlegt.
2. Repetierpipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (40) durch eine axial abgestufte äußere Ringschulter der Hülse (24) gebildet sind.
3. Repetierpipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebekörper (23) teleskopartig in der Hülse (24) geführt ist und mittels einer ebenfalls darin untergebrachten Schraubendruckfeder (26) als Rückholfeder in seine Ausgangsstellung vorgespannt ist.

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4. Repetierpipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebekörper (23) mittels einer zur Achse der Hülse (24) parallel, jedoch exzentrisch angeordneten Stange (25) und einer damit zusammenwirkenden Führungsbuchse (18) in der Hülse verschieblich geführt ist.
5. Repetierpipette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (25) durch den Schaft einer von unten in den Schiebekörper (23) eingeschraubten Schraube gebildet ist, der in einer gehäusefesten Führungsbuchse (18) verschiebbar ist und deren Kopf mit einem Absatz der Führungsbuchse als Begrenzungsanschlag für die Rückholbewegung des Schiebekörpers mit dem Betätigungsorgan zusammenwirkt.
6. Repetierpipette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (16) zur Begrenzung des jeweiligen Klinkenhubwegs in Klinkenvorschubrichtung mit einer vorderen Stirnfläche der Klinke (22) zusammenwirkt.