EP0992288A2 - Pipette tip ejection arrangement - Google Patents
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- EP0992288A2 EP0992288A2 EP99114892A EP99114892A EP0992288A2 EP 0992288 A2 EP0992288 A2 EP 0992288A2 EP 99114892 A EP99114892 A EP 99114892A EP 99114892 A EP99114892 A EP 99114892A EP 0992288 A2 EP0992288 A2 EP 0992288A2
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- European Patent Office
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- pipetting system
- pipetting
- drive
- ejection
- pipette tip
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
- B01L3/0279—Interchangeable or disposable dispensing tips co-operating with positive ejection means
Definitions
- the invention relates to a pipetting system with a pipetting device and at least one pipette tip releasably attached thereto.
- Such pipetting systems are used primarily in the laboratory for dosing liquid quantities used. These are sucked into and out of pipette tips pushed out.
- pistons are usually slidably arranged in a cylinder.
- the piston and cylinder are in the pipetting device integrates and communicates with the pipette tip so that the dosage of the liquid is mediated by an air cushion.
- direct displacement systems are pistons and cylinder integrated into the tip and act directly on the liquid that is sucked in on.
- Such pipette tips are also referred to as syringes.
- Pistonless Systems can in particular have a pipette tip with a balloon-like end section have, which expands for sucking in liquid and for expelling is compressed.
- the pipette tip is releasably connected to the pipetting device so that it can be exchanged for a fresh pipette tip after use, whereby contamination can be avoided in subsequent doses.
- Disposable pipette tips are inexpensive plastic available.
- the pipetting devices have a fastening attachment for fastening Pipette tips.
- This is usually a conical projection on which a pipette tip is clamped with a conical receptacle. This can be done without touching the Pipette tip by pushing the fastening attachment onto a pipette tip take place, which is available in a holder.
- pipetting devices are often equipped with a discharge device which is assigned to the upper edge region of the pipette tip with a discharge sleeve and can be actuated at a discharge button.
- a discharge device which is assigned to the upper edge region of the pipette tip with a discharge sleeve and can be actuated at a discharge button.
- a pipette with a tip remover is known from EP 0 566 039 B1 to facilitate use by reducing the dropping force Has lever mechanism.
- This lever mechanism jumps sideways from one Pipette housing in front and must be pressed manually. He can have a gear on that an actuating arm for the pipette tip rotatable in a vertical plane is articulated. Furthermore, the inner flank of the gear meshes with a rack the side of the elongated case.
- On the outside of the operating arm is on a hollow push rod is arranged on the side of the housing, which is threaded combs on the inside with the outside of the gear.
- the invention is based on the object of having a pipetting system to create a dropping device that other than the aforementioned Translation ratios and constructive simplifications enabled.
- the pipetting system according to the invention is an alternative to the known pipette with tip remover, due to the traction mechanism, pressure transmission or articulated gearbox both the known transmission ratio and others Ratios and thus increased freedom of design and expanded Possible applications. Are also in an inventive Pipetting system transmission ratios possible during a tip ejection vary.
- the pipetting system also opens up the possibility structural simplifications.
- the drive device and the Ejection element have overlapping end sections and the gearbox one at the end portion of the discharge element rotatably mounted guide roller and a Have rope that is fixed at one end with respect to the fastener and at the other end is fixed to the end section of the drive device.
- P refers a drive rod and the ejection element are aligned parallel to each other. With the essentially axial drive movement over a certain one The ejection element only moves half of this way. It says however, a force is available on the ejection element for releasing the pipette tip, which is about twice as large as that applied for the drive movement Force.
- Other gear ratios can be achieved if more than one Deflection rollers are mounted on the discharge element. This gear enables structurally particularly simple solutions.
- the transmission has one with the drive device connected first piston which is displaceable in a first cylinder is and a second piston connected to the ejection element, which in a second cylinder is displaceable, the two cylinders communicating with one another, this communicating cylinder system is sealed off from the environment and is filled with hydraulic fluid and the first piston has a smaller cross-sectional area than the second piston.
- the first piston over a certain distance a displacement of the second piston over a shorter distance, the ratio of the distances being inversely proportional to the ratio of the cross-sectional areas of the two pistons.
- the ratio of these forces being proportional to the ratio of the cross-sectional areas of the two pistons.
- the transmission has one with the Drive device connected first bellows and one with the discharge element connected second bellows, the bellows communicating with each other are connected with this communicating bellows system Hydraulic fluid is filled and the first fold has a smaller cross section than the second bellows.
- the gearbox has a first articulated rod on, which is articulated to the drive device and a second joint rod, the is articulated to the ejection element, the two joint rods at the other end are hinged together and in the articulation area along a with respect to the Fastener are fixed guide performed a first guide section has, the distance from a common axis of the drive movement and the discharge element in the direction from the drive device to Throwing element increases and which is arranged so that the articulation area movable along this first guide section when a pipette tip is released is.
- the articulation area of the two joint rods reaches the area of the first one Guide section, in which it is laterally from the common axis of the drive movement and evades the release element.
- the drive movement a larger path than the ejection element and on the other hand provided a greater force on the ejection element than on the Drive rod is exercised.
- This version also enables extensive Variability of the transmission ratio and even variable transmission ratios during a dropping process. Here too are very simple constructive designs possible.
- the discharge element can be a discharge rod. This can in turn with at least one further element of a discharge device be connected.
- the fastener can be a mounting approach, a Attachment receptacle or the like.
- the invention can be used in all types of pipetting systems, in particular with piston stroke and direct displacement systems, with single stroke and Dispenser systems, for manual and stationary systems, for manual and motor-driven systems and one-hand and multi-channel systems.
- a hand-held pipetting system has a hand-held pipetting device 1 with a housing 2 and a housing shaft 3, the bottom End has a mounting boss in the form of a plug-on cone 4.
- a pipette tip 5 is placed on the plug-on cone 4 so that it clamps, however can be pushed off by the plug-on cone 4.
- An actuation button 6 protrudes out of the housing 2 at the top.
- the actuating button 6 By pressing in axially the actuating button 6 can be in the housing 2 between two stops a piston can be moved in a cylinder. The cylinder is over a channel connected to an opening at the lower end of the plug-on cone 4. By shift an air column of the piston is moved in the channel. After pressing the Piston 6 can return to its starting position with spring support, the air column can suck liquid into the pipette tip 5. Again Pressing the actuating button 6 causes the liquid to be expelled from the Pipette tip 5.
- the Pipetting device For a subsequent detachment of the pipette tip 5 from the plug-on cone 4, the Pipetting device a discharge device 7. This has a sliding on the ejection sleeve 8 arranged on the housing shaft 3 with a lateral projection 9 at the top inside the housing 2.
- Drive rod 10 which can be actuated by means of a release button 11, which above the housing 2 protrudes.
- the lower end of the drive rod 10 is over a Gear 12 connected to the upper end of a discharge rod 13, which also is parallel to the housing shaft 3.
- the lower end of the ejector rod 13 is again assigned to the lateral projection 9 of the discharge sleeve 8.
- the gear 12 is a traction, pressure or articulated gear. It has a Reduction.
- the displacement path is when the ejection device 7 is actuated the release button 11 larger than the displacement of the discharge sleeve 8, but exceeds that of the discharge sleeve 8 on the upper edge of the pipette tip 5 force exerted the force exerted on the release button 11. Stuck Pipette tips 5 can thus be detached from the pipetting device 1 more easily.
- FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the transmission as a traction mechanism transmission 12 '.
- a guide block 14 at the lower end portion of the drive rod 10, in which an axially directed guide groove 15 is formed, which has a lateral opening 16 has.
- the drive rod 10 adjoins the guide block 14 an axial guide bore 17.
- the ejector rod 13 is guided through a transverse housing wall 18.
- the Ejector rod 13 carries a ring 19 below the housing wall 18, which it against pulling up ensures.
- a compression spring is located above the housing wall 18 21 guided on the discharge rod 13, which is at one end on the housing wall 18 and at the other end is supported on a further ring 21, which is on the discharge rod 13 sits.
- the ejector rod 13 carries a bearing block 22 is pushed onto the discharge rod 13 and by means of rings 23, 24 on the discharge rod 13 secured.
- the discharge rod 13 projects with its upper end into the Guide bore 17 into it and the bearing block 22 is in the guide groove 15 of the Guide block 14 out.
- Above the bearing block 22 is on the Ejection rod 13 is guided by a compression spring 25, which ends at the ring 24 and at the other end at a step 26 between the guide groove 15 and the guide bore 17 supports.
- a deflection roller 28 On a bearing pin 27 of the bearing block 22 protruding from the opening 16 a deflection roller 28 is mounted.
- the deflection roller 28 has a groove 29 on the circumference.
- a rope 30 is laid around the deflection roller 28 and guided in the groove 29.
- the rope 30 can in particular be a steel or wire rope. It runs about halfway through of the circumference of the deflection roller 28. At one end it is below the bearing block 22 in the housing 2 and thus with respect to a plug-on cone 4 for a pipette tip 5 fixed. At the other end, it is below the deflection roller 28 at 32 on the guide block 14 set.
- the attachment to the housing 2 takes place, for example, by means of a loop that opens a cone sits.
- the attachment to the guide block 14 takes place, for example by means of a rope-proof ball or another thickening, which from the side in a receptacle is pushed, which has a passage for the rope 30.
- the bearing block 22 has a ring 33 concentric with the bearing journal 27, which secures the deflection roller 28 with a bead 34 on the inner circumference and the rope 30 prevents slipping out of the groove 29.
- the wreath 33 has Through bores through which the ends of the rope 30 are guided to the outside are.
- the gear 12 When the release button 11 is not actuated, the gear 12 'takes the arrangement shown on. If the release button 11 is actuated, the drive rod 10 pulls with the Guide block 14 the attached end of the rope 30 down. Doing so the rope 30 over the pulley 28 and at the same time the pulley 28 and thus the bearing block 22 and the ejector rod 13 are pulled down.
- This traction mechanism 12 'causes the ejector rod 13 to move an ejection distance which is only half as large as the displacement distance of the drive rod 10.
- the ejection force that can be exerted by the ejection rod 13 is twice as large as the force applied to the release button 11.
- the lower end of the drop bar 13 can therefore directly or via a discharge sleeve 8 an increased force on a pipette tip 5 exercise.
- the spring 20 presses the traction mechanism gear 12 'back to the drawn starting position.
- the spring 25 pushes the drive rod 10 with respect to the ejection rod 13 in the starting position and is the same thus the differences in the displacements of drive rod 10 and Throwing rod 13 so that the rope 30 is kept under tension.
- the pressure medium piston transmission 12 ′′ shown in FIG. 4 can also be in one Pipetting system according to FIG. 1 are used.
- the drive rod is 10 connected to a first piston 33. This is axially displaceable in arranged in a cylinder 34.
- the drive rod 10, which is also the drive rod of the piston 33 is sealed by the upper opening of the cylinder 34 guided.
- an O-ring 35 is supported on an inner shoulder of the cylinder 34 and pressed between the cylinder 34 and the ejector rod 10 by means of a screw ring 36, similar to a stuffing box seal.
- the maximum diameter D 1 of the piston 32 is significantly smaller than the inside diameter of the cylinder 34.
- the spring guided on the discharge rod 13 is supported at one end on the transverse one Housing wall 18 and at the other end on a shoulder 40 on the underside of the piston 37.
- Hydraulic fluid 41 filled.
- the transmission 12 ′′ is shown in an unactuated arrangement.
- the ejection button 11 is pressed so that the piston 33 dips deeper into the cylinder 34.
- hydraulic fluid is displaced and the piston 37 is moved downward against the action of the spring 20, so that the ejection rod 13 takes the ejection sleeve 8 with it and ultimately pushes the pipette tip 5 off the plug-on cone 4.
- the distance traveled by the drive rod 10 is less than the distance covered by the ejection rod 13 and the ejection force (F 2 ) exerted by the ejection rod 13 on the ejection sleeve 8 is greater than the force acting on the ejection button 11 (F 1 ), since the Diameter D 2 of the piston 37 exceeds the diameter D 1 of the piston 33.
- a pipette system according to FIG. 1 can also be equipped with a pressure medium bellows gear 12 '' 'according to FIGS. 5 and 6.
- This has a first one Bellows 42, which is connected at the end to the drive rod 10, so that it from this can be compressed. It also has a second bellows 43 which is connected at the front to the ejector rod 13 so that it can be unfolded axially shifts.
- the two bellows 42, 43 connected to each other via a short hose section 44, so that their Communicate interiors with each other. In this area runs between the Bellows 42, 43 a radially directed groove 45 in which a transverse Housing wall 18 engages. This has a laterally open slot 46 for insertion of the hose section 44.
- the bellows 42, 43 and the hose section 44 are filled with a hydraulic fluid 41 or another suitable fluid. They have a circular cross section, and the bellows 42 can have a diameter (D1) that is approximately half that of the bellows 43 (D 2 ).
- the bellows 42, 43 can be made from an elastic material, that they have the unconcerned endeavor to take the initial form shown in FIG to assume. However, it is also possible to use an additional form To achieve spring device.
- the bellows 42 can be compressed by moving the drive rod 10 in the direction of the arrow, the hydraulic fluid 41 being displaced into the bellows 43 and expanding it.
- the arrangement according to FIG. 6 is achieved in which the bellows 42 is maximally compressed and the bellows 43 is maximally expanded.
- the compression path Y of the bellows 42 is significantly greater than the expansion path Z of the bellows 43.
- the bellows 43 presses with a significantly greater ejection force (F 2 ) on the ejection rod 13 than is introduced into the bellows 42 via the drive rod 10 (F 1 ).
- the pipetting system according to FIG. 1 can advantageously also be equipped with an articulated gear 12 IV according to FIG. 7.
- the drive rod 10 and the ejector rod 13 are guided coaxially in axial guides 47, 48 of the housing.
- a first joint rod 50, 50 'and a second joint rod 52, 52' are hinged to one another at 53, 53 '.
- a roller 54, 54 ' is rotatably supported there.
- the rollers 54, 54 ′ can initially be located within the guide 47. As soon as the rollers 54, 54 'reach the area of the guide 55, 55', they follow the contour of the first guide section 56, 56 'and move away from one another. This situation is shown in Fig. 7. As a result, during the movement of the rollers 54, 54 'over the first guide section 56, 56', the ejector rod 13 is displaced a shorter distance than the drive rod 10. On the other hand, the ejector rod 13 can exert a greater force on an ejector sleeve 8 than on the drive rod 10 is exercised.
- the pipette tip 5 is advantageously pressed off by the plug-on cone 4, while the rollers 54, 54 'are moved along the guide section 56, 56'.
- the movement of the ejection rod 13 in turn corresponds to the movement of the drive rod 10, as a result of which a pipette tip 5 can already be accelerated.
- the first guide section 56, 56 ' enables a force-intensifying transmission from Z. B. 3.5: 1 can be achieved.
- the subsequent second management section 57, 57 ' is the gear ratio 1: 1.
- an articulated gear with a corresponding function can also be realized by the drive rod 10 and the discharge rod 13 only are connected to one another via two joint rods 50, 52 and only on one side the common axis of movement of the drive rod 10 and the discharge rod 13 a guide 55 is formed with the different sections 56, 57 (or 58, 59) is. A wall 60 opposite the guide 55 can then have the limitations the guides 47, 48 are aligned. This is a more space-saving design possible.
- articulated gearbox according to FIGS. 7 to 9 with a spring device can interact, which on the ejector rod 13 against the direction of actuation act to reset them to a starting position.
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Abstract
Pipettiersystem mit einer Pipettiervorrichtung und mindestens einer daran lösbar befestigten Pipettenspitze, mindestens einem Befestigungselement an der Pipettiervorrichtung, an dem die Pipettenspitze befestigt ist, einer Abwurfeinrichtung an der Pipettiervorrichtung, die ein axial bewegliches Abwurfelement zum Lösen der Pipettenspitze vom Befestigungselement bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes und eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Axialbewegung des Abwurfelementes hat, und einem eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung in eine Axialbewegung des Abwurfelementes übertragenden Zugmittel-Getriebe, Druckmittel-Getriebe oder Gelenk-Getriebe mit dem die Abwurfstange zumindest beim Lösen der Pipettenspitze vom Befestigungselement über einen geringeren Weg axial bewegbar ist als die im wesentlichen axiale Antriebsbewegung zurücklegt und eine die Kraft für die im wesentlichen axiale Antriebsbewegung übersteigende Abwurfkraft auf die Pipettenspitze ausübbar ist. <IMAGE>Pipetting system with a pipetting device and at least one pipette tip detachably fastened to it, at least one fastening element on the pipetting device to which the pipette tip is fastened, a discharge device on the pipetting device, which has an axially movable dropping element for releasing the pipette tip from the fastening element during an axial movement of the dropping element and one Has drive device for driving the axial movement of the ejection element, and an essentially axial drive movement of the drive device into an axial movement of the ejection element transmitting means gear, pressure medium gear or articulated gear with which the ejection rod at least when loosening the pipette tip from the fastener over a smaller path is axially movable as the essentially axial drive movement and a dropping force on the pipettes which exceeds the force for the substantially axial drive movement is practicable. <IMAGE>
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Pipettiersystem mit einer Pipettiervorrichtung und mindestens einer daran lösbar befestigten Pipettenspitze.The invention relates to a pipetting system with a pipetting device and at least one pipette tip releasably attached thereto.
Solche Pipettiersysteme werden vor allem im Labor zur Dosierung von Flüssigkeitsmengen verwendet. Diese werden in Pipettenspitzen eingesaugt und daraus ausgestoßen. Dafür sind zumeist Kolben verschieblich in einem Zylinder angeordnet. Bei Luftpolstersystemen sind Kolben und Zylinder in die Pipettiervorrichtung integriert und kommunizieren mit der Pipettenspitze, so daß die Dosierung der Flüssigkeit über ein Luftpolster vermittelt wird. Bei Direktverdrängersystemen sind Kolben und Zylinder in die Spitze integriert und wirken direkt aufdie eingesaugte Flüssigkeit ein. Solche Pipettenspitzen werden auch als Spritzen bezeichnet. Kolbenlose Systeme können insbesondere eine Pipettenspitze mit einem ballonartigen Endabschnitt aufweisen, der zum Einsaugen von Flüssigkeit expandiert und zum Ausstoßen komprimiert wird.Such pipetting systems are used primarily in the laboratory for dosing liquid quantities used. These are sucked into and out of pipette tips pushed out. For this purpose, pistons are usually slidably arranged in a cylinder. In air cushion systems, the piston and cylinder are in the pipetting device integrates and communicates with the pipette tip so that the dosage of the liquid is mediated by an air cushion. In direct displacement systems are pistons and cylinder integrated into the tip and act directly on the liquid that is sucked in on. Such pipette tips are also referred to as syringes. Pistonless Systems can in particular have a pipette tip with a balloon-like end section have, which expands for sucking in liquid and for expelling is compressed.
Die Pipettenspitze wird lösbar mit der Pipettiervorrichtung verbunden, damit sie nach Gebrauch gegen eine frische Pipettenspitze ausgetauscht werden kann, wodurch bei nachfolgenden Dosierungen Kontaminationen vermieden werden können. Pipettenspitzen für einmaligen Gebrauch sind kostengünstig aus Kunststoff verfügbar.The pipette tip is releasably connected to the pipetting device so that it can be exchanged for a fresh pipette tip after use, whereby contamination can be avoided in subsequent doses. Disposable pipette tips are inexpensive plastic available.
Die Pipettiervorrichtungen haben einen Befestigungsansatz zum Befestigen von Pipettenspitzen. Zumeist ist dies ein konischer Vorsprung, auf den eine Pipettenspitze mit einer konischen Aufnahme geklemmt wird. Dies kann ohne Anfassen der Pipettenspitze durch Aufstecken des Befestigungsansatzes auf eine Pipettenspitze erfolgen, die in einem Halter bereitsteht.The pipetting devices have a fastening attachment for fastening Pipette tips. This is usually a conical projection on which a pipette tip is clamped with a conical receptacle. This can be done without touching the Pipette tip by pushing the fastening attachment onto a pipette tip take place, which is available in a holder.
Zur Vermeidung von Kontaminationen des Bedienpersonals ist es überdies wünschenswert, die Pipettenspitze ohne Anfassen vom Befestigungsansatz zu lösen. Dafür sind vielfach Pipettiervorrichtungen mit einer Abwurfeinrichtung ausgestattet, die mit einer Abwurfhülse dem oberen Randbereich der Pipettenspitze zugeordnet ist und an einem Abwurfknopf betätigt werden kann. Bei besonders fest aufgesteckten oder gar aufgerammten" Pipettenspitzen ist allerdings ein hoher Kraftaufwand für den Spitzenabwurf erforderlich, der bereits bei Einkanalsystemen die Benutzung beeinträchtigen oder unmöglich machen kann. Besonders hoher Kraftaufwand kann sich durch vervielfachte Spitzenabwurfkräfte bei Mehrkanal-Pipettiersystemen ergeben, die mehrere parallel abzuwerfende Pipettenspitzen haben.In order to avoid contamination of the operating personnel, it is also desirable to detach the pipette tip from the attachment attachment without touching it. For this purpose, pipetting devices are often equipped with a discharge device which is assigned to the upper edge region of the pipette tip with a discharge sleeve and can be actuated at a discharge button. With particularly firmly attached or even rammed "pipette tips, however, require a high level of force for tip ejection, which can impair the use or make it impossible even in single-channel systems. Particularly high levels of force can result from multiplied tip ejection forces in multi-channel pipetting systems that have several pipette tips to be ejected in parallel.
Aus der EP 0 566 039 B1 ist eine Pipette mit einem Spitzenentferner bekannt, der zur Erleichterung der Benutzung durch Verminderung der Abwurfkraft einen Hebelmechanismus aufweist. Dieser Hebelmechanismus springt seitlich von einem Pipettengehäuse vor und ist manuell zu drücken. Er kann ein Zahnrad haben, das an einem Betätigungsarm für die Pipettenspitze in einer vertikalen Ebene drehbar angelenkt ist. Ferner kämmt die innere Flanke des Zahnrads mit einer Zahnstange an der Seite des länglichen Gehäuses. Auf der Außenseite des Betätigungsarms ist an der Seite des Gehäuses eine hohle Druckstange angeordnet, die mit einem Gewinde an ihrer Innenseite mit der äußeren Seite des Zahnrades kämmt. Wenn die Druckstange herabgedrückt wird, bewegt sich das Zahnrad nach unten und nimmt gleichzeitig den Betätigungsarm und eine Abwurfhülse mit, wodurch eine Pipettenspitze von einem Befestigungskonus abgedrückt wird. Dabei legt die Druckstange genau die doppelte Strecke zurück wie der Betätigungsarm und ist die auf die Druckstange ausgeübte Kraft halb so groß wie die zum Abdrücken der Pipettenspitze aufgewandte Kraft. Dieses System ist konstruktiv aufwendig und läßt nur ein einziges Übersetzungsverhältnis von 1:2 zu, so daß es in der Anwendbarkeit beschränkt ist.A pipette with a tip remover is known from EP 0 566 039 B1 to facilitate use by reducing the dropping force Has lever mechanism. This lever mechanism jumps sideways from one Pipette housing in front and must be pressed manually. He can have a gear on that an actuating arm for the pipette tip rotatable in a vertical plane is articulated. Furthermore, the inner flank of the gear meshes with a rack the side of the elongated case. On the outside of the operating arm is on a hollow push rod is arranged on the side of the housing, which is threaded combs on the inside with the outside of the gear. If the push rod is pushed down, the gear moves down and takes at the same time the actuating arm and a discharge sleeve, creating a pipette tip is pushed off by a fastening cone. The push rod lays exactly twice the distance back as the operating arm and is that on the push rod The force exerted is half the force exerted to push off the pipette tip Force. This system is structurally complex and leaves only one Gear ratio of 1: 2 too, so that it is limited in applicability.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Pipettiersystem mit einer Abwurfeinrichtung zu schaffen, das außer dem Vorerwähnten auch andere Übersetzungsverhältnisse und konstruktive Vereinfachungen ermöglicht.Proceeding from this, the invention is based on the object of having a pipetting system to create a dropping device that other than the aforementioned Translation ratios and constructive simplifications enabled.
Die Aufgabe wird durch ein Pipettiersystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Pipettiersystems sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a pipetting system with the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments of the pipetting system are in the subclaims specified.
Das erfindungsgemäße Pipettiersystem hat
- eine Pipettiervorrichtung und mindestens eine daran lösbar befestigbare Pipettenspitze,
- mindestens einen Befestigungselement an der Pipettiervorrichtung, an dem die Pipettenspitze befestigt ist,
- eine Abwurfeinrichtung an der Pipettiervorrichtung, die ein axial bewegliches Abwurfelement zum Lösen der Pipettenspitze vom Befestigungselement bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes und eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Axialbewegung des Abwurfelementes hat, und
- ein eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung in eine Axialbewegung des Abwurfelementes übertragendes Zugmittel-, Druckmittel- oder Gelenk-Getriebe, mit dem das Abwurfelement zumindest beim Lösen der Pipettenspitze vom Befestigungselement über einen geringeren Weg axial bewegbar ist als die im wesentlichen axiale Antriebsbewegung zurücklegt und eine die Kraft für die im wesentlichen axiale Antriebsbewegung übersteigende Abwurfkraft auf die Pipettenspitze ausübbar ist.
- a pipetting device and at least one pipette tip releasably attachable thereto,
- at least one fastening element on the pipetting device to which the pipette tip is fastened,
- a discharge device on the pipetting device, which has an axially movable discharge element for releasing the pipette tip from the fastening element during an axial movement of the discharge element and a drive device for driving the axial movement of the discharge element, and
- an essentially axial drive movement of the drive device into an axial movement of the ejection element transmitting means, pressure medium or articulated gear, with which the ejection element is axially movable at least when the pipette tip is detached from the fastening element over a shorter distance than the essentially axial drive movement and a dropping force exceeding the force for the essentially axial drive movement can be exerted on the pipette tip.
Das erfindungsgemäße Pipettiersystem ist eine Alternative zu der bekannten Pipette mit Spitzenentferner, die aufgrund des Zugmittel-Getriebes, Druckmittel-Getriebes oder Gelenk-Getriebes sowohl das bekannte Übersetzungsverhältnis als auch andere Übersetzungsverhältnisse und damit eine erhöhte Gestaltungsfreiheit und erweiterte Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Auch sind bei einem erfindungsgemäßen Pipettiersystem Übersetzungsverhältnisse möglich, die während eines Spitzenabwurfes variieren. Darüber hinaus eröffnet das Pipettiersystem die Möglichkeit baulicher Vereinfachungen.The pipetting system according to the invention is an alternative to the known pipette with tip remover, due to the traction mechanism, pressure transmission or articulated gearbox both the known transmission ratio and others Ratios and thus increased freedom of design and expanded Possible applications. Are also in an inventive Pipetting system transmission ratios possible during a tip ejection vary. The pipetting system also opens up the possibility structural simplifications.
Bei einer Zugmittel-Getriebeausführung können die Antriebseinrichtung und das Abwurfelement einander übergreifende Endabschnitte haben und das Getriebe eine an dem Endabschnitt des Abwurfelementes drehbar gelagerte Umlenkrolle und ein Seil haben, das einenends bezüglich des Befestigungselementes festgelegt ist und anderenends an dem Endabschnitt der Antriebseinrichtung festgelegt ist. Bevorzugt sind dabei eine Antriebsstange und das Abwurfelement parallel zueinander ausgerichtet. Bei der im wesentlichen axialen Antriebsbewegung über einen bestimmten Weg bewegt sich das Abwurfelement nur über die Hälfte dieses Weges. Dabei steht jedoch an dem Abwurfelement für das Lösen der Pipettenspitze eine Kraft zur Verfügung, die etwa doppelt so groß ist, wie die für die Antriebsbewegung aufgebrachte Kraft. Andere Übersetungsverhältnisse können erreicht werden, wenn mehrere Umlenkrollen an dem Abwurfelement gelagert sind. Dieses Getriebe ermöglicht konstruktiv besonders einfache Lösungen.With a traction mechanism transmission design, the drive device and the Ejection element have overlapping end sections and the gearbox one at the end portion of the discharge element rotatably mounted guide roller and a Have rope that is fixed at one end with respect to the fastener and at the other end is fixed to the end section of the drive device. Prefers a drive rod and the ejection element are aligned parallel to each other. With the essentially axial drive movement over a certain one The ejection element only moves half of this way. It says however, a force is available on the ejection element for releasing the pipette tip, which is about twice as large as that applied for the drive movement Force. Other gear ratios can be achieved if more than one Deflection rollers are mounted on the discharge element. This gear enables structurally particularly simple solutions.
Bei einer Druckmittel-Getriebeausführung hat das Getriebe einen mit der Antriebseinrichtung verbundenen ersten Kolben, der in einem ersten Zylinder verschieblich ist und einen mit dem Abwurfelement verbundenen zweiten Kolben, der in einem zweiten Zylinder verschieblich ist, wobei die beiden Zylinder miteinander kommunizieren, dieses kommunizierende Zylindersystem zur Umgebung abgedichtet und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und der erste Kolben eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Kolben aufweist.In the case of a pressure medium transmission design, the transmission has one with the drive device connected first piston which is displaceable in a first cylinder is and a second piston connected to the ejection element, which in a second cylinder is displaceable, the two cylinders communicating with one another, this communicating cylinder system is sealed off from the environment and is filled with hydraulic fluid and the first piston has a smaller cross-sectional area than the second piston.
Bei diesem hydraulischen Übersetzungssystem bewirkt eine Verschiebung des ersten Kolbens über eine bestimmte Strecke eine Verschiebung des zweiten Kolbens über eine geringere Strecke, wobei das Verhältnis der Strecken umgekehrt proportional zum Verhältnis der Querschnittsflächen der beiden Kolben ist. Jedoch ist die vom zweiten Kolben auf das Abwurfelement und somit auf die Pipettenspitze ausgeübte Kraft größer als die von der Antriebsstange auf den ersten Kolben ausgeübte Kraft, wobei das Verhältnis dieser Kräfte proportional zum Verhältnis der Querschnittsflächen der beiden Kolben ist.In this hydraulic transmission system, the first piston over a certain distance a displacement of the second piston over a shorter distance, the ratio of the distances being inversely proportional to the ratio of the cross-sectional areas of the two pistons. However, that is exerted by the second piston on the ejection element and thus on the pipette tip Force greater than that exerted by the drive rod on the first piston Force, the ratio of these forces being proportional to the ratio of the cross-sectional areas of the two pistons.
Bei einer weiteren Druckmittel-Getriebeausführung hat das Getriebe einen mit der Antriebseinrichtung verbundenen ersten Faltenbalg und einen mit dem Abwurfelement verbundenen zweiten Faltenbalg, wobei die Faltenbälge miteinander kommunizierend verbunden sind, dieses kommunizierende Faltenbalgsystem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und der erste Faltenbaig einen kleineren Querschnitt als der zweite Faltenbalg aufweist.In a further pressure medium transmission design, the transmission has one with the Drive device connected first bellows and one with the discharge element connected second bellows, the bellows communicating with each other are connected with this communicating bellows system Hydraulic fluid is filled and the first fold has a smaller cross section than the second bellows.
Bei diesem System wird durch die Faltenbälge verschiedenen Durchmessers ein entsprechendes Ergebnis wie mit den Kolben verschiedenen Durchmessers erreicht. Allerdings entfällt hier eine Abdichtung der Kolben bzw. Kolbenstangen. With this system, bellows of different diameters are used corresponding result as achieved with the pistons of different diameters. However, there is no sealing of the pistons or piston rods here.
Bei beiden Druckmittel-Getriebeausführungen besteht weitgehende Freiheit bei der Wahl der Übersetzungsverhältnisse. Auch sind sehr einfache konstruktive Ausführungen möglich.In both types of pressure transmission, there is extensive freedom with the Choice of gear ratios. There are also very simple structural designs possible.
Bei einer Gelenk-Getriebeausführung weist das Getriebe einen ersten Gelenkstab auf, der an die Antriebseinrichtung angelenkt ist und einen zweiten Gelenkstab, der an das Abwurfelement angelenkt ist, wobei die beiden Gelenkstäbe anderenends aneinandergelenkt sind und im Anlenkungsbereich entlang einer bezüglich des Befestigungselementes lagefesten Führung geführt sind, die einen ersten Führungsabschnitt aufweist, dessen Abstand von einer gemeinsamen Achse der Antriebsbewegung und des Abwurfelementes in Richtung von der Antriebseinrichtung zum Abwurfelement zunimmt und der so angeordnet ist, daß der Anlenkungsbereich beim Lösen einer Pipettenspitze entlang dieses ersten Führungsabschnittes bewegbar ist.In the case of an articulated gearbox design, the gearbox has a first articulated rod on, which is articulated to the drive device and a second joint rod, the is articulated to the ejection element, the two joint rods at the other end are hinged together and in the articulation area along a with respect to the Fastener are fixed guide performed a first guide section has, the distance from a common axis of the drive movement and the discharge element in the direction from the drive device to Throwing element increases and which is arranged so that the articulation area movable along this first guide section when a pipette tip is released is.
Wenn die Antriebsstange für den Abwurf einer Pipettenspitze axial bewegt wird, gelangt der Anlenkungsbereich der beiden Gelenkstäbe in den Bereich des ersten Führungsabschnittes, in dem er seitlich von gemeinsamen Achse der Antriebsbewegung und des Abwurfelementes ausweicht. Dabei legt einerseits die Antriebsbewegung einen größeren Weg als das Abwurfelement zurück und wird andererseits an dem Abwurfelement eine größere Kraft zur Verfügung gestellt als auf die Antriebsstange ausgeübt wird. Diese Ausführung ermöglicht ebenfalls eine weitgehende Variabilität des Übertragungsverhältnisses und sogar variable Übertragungsverhältnisse während eines Abwurfvorganges. Auch sind hier sehr einfache konstruktive Ausführungen möglich.If the drive rod is moved axially to eject a pipette tip, the articulation area of the two joint rods reaches the area of the first one Guide section, in which it is laterally from the common axis of the drive movement and evades the release element. On the one hand, the drive movement a larger path than the ejection element and on the other hand provided a greater force on the ejection element than on the Drive rod is exercised. This version also enables extensive Variability of the transmission ratio and even variable transmission ratios during a dropping process. Here too are very simple constructive designs possible.
Bei allen Ausführungen kann das Abwurfelement eine Abwurfstange sein. Diese kann wiederum mit mindestens einem weiteren Element einer Abwurfeinrichtung verbunden sein. Das Befestigungselement kann ein Befestigungsansatz, eine Befestigungsaufnahme oder dgl. sein.In all versions, the discharge element can be a discharge rod. This can in turn with at least one further element of a discharge device be connected. The fastener can be a mounting approach, a Attachment receptacle or the like.
Die Erfindung kann bei allen Arten Pipettiersystemen zum Einsatz kommen, insbesondere bei Kolbenhub- und Direktverdränger-Systemen, bei Einfachhub- und Dispenser-Systemen, bei Hand- und bei stationären Systemen, bei manuell und motorisch angetriebenen Systemen und bei Einhand- und Mehrkanal-Systemen.The invention can be used in all types of pipetting systems, in particular with piston stroke and direct displacement systems, with single stroke and Dispenser systems, for manual and stationary systems, for manual and motor-driven systems and one-hand and multi-channel systems.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen ersichtlich.Further details and advantages of the invention are set out in the following Description of four embodiments can be seen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von fünf Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- Handpipettiersystem in grobschematischer Ansicht;
- Fig. 2
- Abwurfeinrichtung mit Zugmittel-Getriebe in einem Längsschnitt durch eine Pipettiervorrichtung;
- Fig. 3
- dieselbe Abwurfeinrichtung in einem um 90° gedrehten Längsschnitt durch die Pipettiervorrichtung;
- Fig. 4
- Abwurfeinrichtung mit Druckmittel-Kolbengetriebe in einem Längsschnitt;
- Fig. 5
- Abwurfeinrichtung mit Druckmittel-Faltenbalggetriebe im unbetätigten Zustand in einem Längsschnitt;
- Fig. 6
- dieselbe Abwurfeinrichtung in betätigtem Zustand im Längsschnitt;
- Fig. 7
- Abwurfeinrichtung mit Gelenk-Getriebe mit zwei Gelenkketten im Längsschnitt;
- Fig. 8
- Abwurfeinrichtung mit Gelenk-Getriebe mit nur einer Gelenkkette im Längsschnitt;
- Fig. 9
- dieselbe Abwurfeinrichtung in einem Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8.
- Fig. 1
- Manual pipetting system in a rough schematic view;
- Fig. 2
- Ejector with traction mechanism in a longitudinal section through a pipetting device;
- Fig. 3
- the same ejection device in a longitudinal section rotated through 90 ° through the pipetting device;
- Fig. 4
- Discharge device with pressure medium piston gear in a longitudinal section;
- Fig. 5
- Discharge device with pressure medium bellows gear in the unactuated state in a longitudinal section;
- Fig. 6
- the same ejection device in the actuated state in longitudinal section;
- Fig. 7
- Ejection device with articulated gear with two articulated chains in longitudinal section;
- Fig. 8
- Ejection device with articulated gear with only one articulated chain in longitudinal section;
- Fig. 9
- the same discharge device in a section along the line IX-IX of FIG. 8.
Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele werden für entsprechende Bauelemente dieselben Bezugsziffern verwendet. Die zugehörige Beschreibung hat für sämtliche Ausführungsbeispiele Gültigkeit, die diese Bezugsziffern aufweisen.In the following description of various exemplary embodiments the same reference numbers are used for corresponding components. The associated The description is valid for all exemplary embodiments which have these reference numbers exhibit.
Gemäß Fig. 1 hat ein erfindungsgemäßes Handpipettiersystem eine Handpipettiervorrichtung
1 mit einem Gehäuse 2 und einem Gehäuseschaft 3, der am unteren
Ende einen Befestigungsansatz in Form eines Aufsteckkonus 4 aufweist.1, a hand-held pipetting system according to the invention has a hand-held pipetting device
1 with a
Auf den Aufsteckkonus 4 ist eine Pipettenspitze 5 gesteckt, so daß sie festklemmt, jedoch vom Aufsteckkonus 4 abgedrückt werden kann.A pipette tip 5 is placed on the plug-on cone 4 so that it clamps, however can be pushed off by the plug-on cone 4.
Oben ragt aus dem Gehäuse 2 ein Betätigungsknopf 6 heraus. Durch axiales Eindrücken
des Betätigungsknopfes 6 kann im Gehäuse 2 zwischen zwei Anschlägen
ein Kolben in einem Zylinder verschoben werden. Der Zylinder ist über einen Kanal
mit einer Öffnung am unteren Ende des Aufsteckkonus 4 verbunden. Durch Verschiebung
des Kolbens wird im Kanal eine Luftsäule bewegt. Nach Eindrücken des
Kolbens 6 kann dieser federunterstützt in seine Ausgangsposition zurückfahren,
wobei die Luftsäule Flüssigkeit in die Pipettenspitze 5 einsaugen kann. Erneutes
Eindrücken des Betätigungsknopfes 6 bewirkt einen Ausstoß der Flüssigkeit aus der
Pipettenspitze 5.An
Für ein anschließendes Lösen der Pipettenspitze 5 vom Aufsteckkonus 4 weist die
Pipettiervorrichtung eine Abwurfeinrichtung 7 auf. Diese hat eine verschieblich auf
dem Gehäuseschaft 3 angeordnete Abwurfhülse 8 mit einem seitlichen Vorsprung 9
am oberen Rand innerhalb des Gehäuses 2. Zum Betätigen der Abwurfhülse 8 befindet
sich an einer Längsseite im Gehäuse 2 eine zum Gehäuseschaft 3 parallele
Antriebsstange 10, die mittels eines Abwurfknopfes 11 betätigbar ist, der oben über
das Gehäuse 2 hinaussteht. Das untere Ende der Antriebsstange 10 ist über ein
Getriebe 12 mit dem oberen Ende einer Abwurfstange 13 verbunden, die ebenfalls
parallel zum Gehäuseschaft 3 ist. Das untere Ende der Abwurfstange 13 ist wiederum
dem seitlichen Vorsprung 9 der Abwurfhülse 8 zugeordnet.For a subsequent detachment of the pipette tip 5 from the plug-on cone 4, the
Pipetting device a discharge device 7. This has a sliding on
the
Das Getriebe 12 ist ein Zugmittel-, Druckmittel- oder Gelenk-Getriebe. Es hat eine
Untersetzung. Infolgedessen ist bei Betätigung der Abwurfeinrichtung 7 der Verschiebeweg
des Abwurfknopfes 11 größer als der Verschiebeweg der Abwurfhülse
8, übersteigt jedoch die von der Abwurfhülse 8 auf den oberen Rand der Pipettenspitze
5 ausgeübte Kraft die auf den Abwurfknopf 11 ausgeübte Kraft. Fest sitzende
Pipettenspitzen 5 lassen sich somit leichter von der Pipettiervorrichtung 1 lösen.The
Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführung des Getriebes als Zugmittelgetriebe 12'. Dabei
ist am unteren Endabschnitt der Antriebsstange 10 ein Führungsblock 14 vorhanden,
in dem eine axial gerichtete Führungsnut 15 ausgebildet ist, die eine seitliche Öffnung
16 aufweist. An den Führungsblock 14 angrenzend weist die Antriebsstange 10
eine axiale Führungsbohrung 17 auf. 2 and 3 show an embodiment of the transmission as a traction mechanism transmission 12 '. Here
there is a
Die Abwurfstange 13 ist durch eine quergerichtete Gehäusewand 18 geführt. Die
Abwurfstange 13 trägt unterhalb der Gehäusewand 18 einen Ring 19, der sie gegen
ein Herausziehen nach oben sichert. Oberhalb der Gehäusewand 18 ist eine Druckfeder
21 auf der Abwurfstange 13 geführt, die sich einenends an der Gehäusewand
18 und anderenends an einem weiteren Ring 21 abstützt, der auf der Abwurfstange
13 sitzt.The
An einem oberen Endabschnitt trägt die Abwurfstange 13 einen Lagerblock 22. Dieser
ist auf die Abwurfstange 13 geschoben und mittels Ringen 23, 24 an der Abwurfstange
13 gesichert. Die Abwurfstange 13 ragt mit ihrem oberen Ende in die
Führungsbohrung 17 hinein und der Lagerblock 22 ist in der Führungsnut 15 des
Führungsblockes 14 geführt. Oberhalb des Lagerblockes 22 ist auf der
Abwurfstange 13 eine Druckfeder 25 geführt, die sich einenends an dem Ring 24
und anderenends an einer Stufe 26 zwischen Führungsnut 15 und Führungsbohrung
17 abstützt.At an upper end section, the
Auf einem aus der Öffnung 16 herausragenden Lagerzapfen 27 des Lagerblockes 22
ist eine Umlenkrolle 28 gelagert. Die Umlenkrolle 28 hat am Umfang eine Rille 29.
Um die Umlenkrolle 28 ist ein Seil 30 gelegt und in der Rille 29 geführt. Das Seil 30
kann insbesondere ein Stahl- oder Drahtseil sein. Es verläuft etwa über die Hälfte
des Umfanges der Umlenkrolle 28. Einenends ist es unterhalb des Lagerblockes 22
im Gehäuse 2 und damit bezüglich eines Aufsteckkonus 4 für eine Pipettenspitze 5
festgelegt. Anderenends ist es unterhalb der Umlenkrolle 28 bei 32 am Führungsblock
14 festgelegt.On a
Die Festlegung am Gehäuse 2 erfolgt beispielsweise mittels einer Schlaufe, die auf
einem Zapfen sitzt. Die Befestigung am Führungsblock 14 erfolgt beispielsweise
mittels einer seilfesten Kugel oder einer anderen Verdickung, die von der Seite in
eine Aufnahme geschoben wird, die einen Durchgang für das Seil 30 aufweist.The attachment to the
Der Lagerblock 22 weist einen zum Lagerzapfen 27 konzentrischen Kranz 33 auf,
der die Umlenkrolle 28 mit einem Wulst 34 am Innenumfang sichert und das Seil 30
an einem Herausrutschen aus der Rille 29 hindert. Der Kranz 33 weist jedoch
Durchgangsbohrungen auf, durch die die Enden des Seiles 30 nach außen geführt
sind.The bearing
Bei unbetätigtem Abwurfknopf 11 nimmt das Getriebe 12' die gezeichnete Anordnung
ein. Wird der Abwurfknopf 11 betätigt, so zieht die Antriebsstange 10 mit dem
Führungsblock 14 das daran festgelegte Ende des Seils 30 nach unten. Dabei wird
das Seil 30 über die Umlenkrolle 28 und gleichzeitig die Umlenkrolle 28 und damit
der Lagerblock 22 und die Abwurfstange 13 nach unten gezogen. Dieses Zugmittelgetriebe
12' bewirkt, daß dabei die Abwurfstange 13 um eine Abwurfstrecke bewegt
ist, die nur halb so groß wie die Verschiebestrecke der Antriebsstange 10 ist. Andererseits
ist die von der Abwurfstange 13 ausübbare Abwurfkraft doppelt so groß wie
die an dem Abwurfknopf 11 anliegende Kraft. Das untere Ende der Abwurfstange
13 kann also direkt oder über eine Abwurfhülse 8 eine erhöhte Kraft auf eine Pipettenspitze
5 ausüben.When the
Nach Entlastung des Abwurfknopfes 11 drückt die Feder 20 das Zugmittel-Getriebe
12' in die gezeichnete Ausgangslage zurück. Die Feder 25 schiebt die Antriebsstange
10 bezüglich der Abwurfstange 13 in die Ausgangslage zurück und gleicht
damit die Unterschiede der Verschiebungen von Antriebsstange 10 und
Abwurfstange 13 aus, so daß das Seil 30 unter Spannung gehalten wird. After releasing the
Durch Anbringen von zwei Umlenkrollen an der Abwurfstange und einer gehäusefest gelagerten Umlenkrolle und eine Seilführung von der Antriebsstange über die erste Umlenkrolle der Abwurfstange zur gehäusefesten Umlenkrolle und von dort zur zweiten Umlenkrolle der Abwurfstange und von dort zu einer gehäusefesten Festlegung kann sogar eine Viertelung des Kraftaufwandes erreicht werden. Weitere Variationen sind durch Rollenanordnungen und Seilführungen möglich, wie sie bei Flaschenzügen bekannt sind.By attaching two deflection rollers to the discharge rod and one fixed to the housing stored pulley and a cable guide from the drive rod over the first deflection roller of the discharge rod to the housing-fixed deflection roller and from there to the second deflection roller of the ejector rod and from there to a housing-fixed one Determination can even reach a quarter of the effort. Further Variations are possible through roller arrangements and rope guides, as in the case of Pulley blocks are known.
Das in der Fig. 4 gezeigte Druckmittel-Kolbengetriebe 12'' kann ebenfalls in einem
Pipettiersystem gemäß Fig. 1 zum Einsatz kommen. In diesem Fall ist die Antriebsstange
10 mit einem ersten Kolben 33 verbunden. Dieser ist axial verschieblich in
einem Zylinder 34 angeordnet. Die Antriebsstange 10, die zugleich die Antriebsstange
des Kolbens 33 ist, ist abdichtend durch die obere Öffnung des Zylinders 34
geführt. Hierfür ist an einem Innenabsatz des Zylinders 34 ein O-Ring 35 abgestützt
und mittels eines Schraubringes 36 zwischen Zylinder 34 und Abwurfstange 10 verpreßt,
ähnlich wie bei einer Stopfbuchsdichtung.The pressure
Der maximale Durchmesser D1 des Kolben 32 ist deutlich geringer als der Innendurchmesser
des Zylinders 34.The maximum diameter D 1 of the
Am oberen Ende der Abwurfstange 13 sitzt ein zweiter Kolben 37, der in das andere
Ende des Zylinders 34 hineingeführt ist. An der Stirnseite dieses Endes des Zylinders
34 sitzt ein weiterer O-Ring 38, der mittels einer Überwurfmutter 39 abdichtend
gegen den Außenumfang des Kolbens 37 gepreßt ist. Der Außendurchmesser D2 des
Kolbens 37 entspricht etwa dem Innendurchmesser des Abschnittes des Zylinders
34, in dem er verschieblich ist. At the upper end of the
Die auf der Abwurfstange 13 geführte Feder stützt sich einenends an der quergerichteten
Gehäusewand 18 und anderenends an einem Absatz 40 an der Unterseite
des Kolbens 37 ab.The spring guided on the
Der von den Kolben 33, 37 begrenzte Innenraum des Zylinders 34 ist vollständig mit
Hydraulikflüssigkeit 41 gefüllt.The interior of the
Das Getriebe 12'' ist in unbetätigter Anordnung gezeigt. Für einen Spitzenabwurf
wird auf den Abwurfknopf 11 gedrückt, so daß der Kolben 33 tiefer in den Zylinder
34 eintaucht. Hierdurch wird Hydraulikflüssigkeit verdrängt und der Kolben 37 entgegen
der Wirkung der Feder 20 nach unten bewegt, so daß die Abwurfstange 13 die
Abwurfhülse 8 mitnimmt und letztendlich die Pipettenspitze 5 vom Aufsteckkonus 4
abdrückt. Dabei ist der von der Antriebsstange 10 zurückgelegte Weg geringer als
der von der Abwurfstange 13 zurückgelegte Weg und die von der Abwurfstange 13
auf die Abwurfhülse 8 ausgeübte Abwurfkraft (F2) größer als die auf den Abwurfknopf
11 wirkende Kraft (F1), da der Durchmesser D2 des Kolbens 37 den Durchmesser
D1 des Kolbens 33 überschreitet. Für das Kraftübersetzungsverhältnis ü
(=F2/F1) dieses hydraulischen Übersetzungssystems gilt:
Bei dieser Getriebeausführung ist man bei der Wahl des Übersetzungsverhältnisses ü sehr frei.With this gearbox design you are in the choice of the gear ratio ü very free.
Statt dessen kann ein Pipettensystem gemäß Fig. 1 auch mit einem DruckmittelFaltenbalggetriebe
12''' gemäß Fig. 5 und 6 ausgerüstet sein. Dieses hat einen ersten
Faltenbalg 42, der stirnseitig mit der Antriebsstange 10 verbunden ist, so daß er von
dieser zusammengedrückt werden kann. Ferner hat es einen zweiten Faltbalg 43, der
stirnseitig mit der Abwurfstange 13 verbunden ist, so daß er diese beim Entfalten
axial verschiebt. An einander zugewandten Stirnseiten sind die beiden Faltbälge 42,
43 über einen kurzen Schlauchabschnitt 44 miteinander verbunden, so daß ihre
Innenräume miteinander kommunizieren. In diesem Bereich läuft zwischen den
Faltenbälgen 42, 43 eine radial gerichtete Nut 45 um, in die eine quergerichtete
Gehäusewand 18 eingreift. Diese hat einen seitlich geöffneten Schlitz 46 zum Einschieben
des Schlauchabschnittes 44.Instead, a pipette system according to FIG. 1 can also be equipped with a pressure medium bellows gear
12 '' 'according to FIGS. 5 and 6. This has a first one
Bellows 42, which is connected at the end to the
Die Faltenbälge 42, 43 und der Schlauchabschnitt 44 sind mit einer Hydraulikflüssigkeit
41 oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt. Sie haben einen kreisrunden
Querschnitt, wobei der Faltenbalg 42 einen etwa halb so großen Durchmesser
(D1) aufweisen kann, wie der Faltenbalg 43 (D2).The bellows 42, 43 and the
Die Faltenbälge 42, 43 können so aus einem elastischen Material hergestellt sein, daß sie unbeaufschlagt das Bestreben haben, die in Fig. 5 gezeigte Ausgangsform anzunehmen. Es ist aber auch möglich, diese Ausgangsform mittels einer zusätzlichen Federeinrichtung zu erzielen.The bellows 42, 43 can be made from an elastic material, that they have the unconcerned endeavor to take the initial form shown in FIG to assume. However, it is also possible to use an additional form To achieve spring device.
Davon ausgehend kann der Faltenbalg 42 durch Verschieben der Antriebsstange 10
in Pfeilrichtung zusammengedrückt werden, wobei die Hydraulikflüssigkeit 41 in
den Faltenbalg 43 verdrängt wird und diesen aufweitet. Schließlich wird die Anordnung
gemäß Fig. 6 erreicht, in der der Faltenbalg 42 maximal zusammengedrückt
und der Faltenbalg 43 maximal expandiert ist. Dabei ist der Kompressionsweg Y des
Faltenbalges 42 deutlich größer als der Expansionsweg Z des Faltenbalges 43. Hingegen
drückt der Faltenbalg 43 mit einer deutlich größeren Abwurfkraft (F2) auf die
Abwurfstange 13, als über die Antriebsstange 10 in den Faltenbalg 42 eingeleitet
wird (F1). Auch bei diesem hydraulischen Übersetzungssystem ist das Übersetzungsverhältnis
ü (= F2/F1) gegeben durch:
Das Pipettiersystem gemäß Fig. 1 kann vorteilhaft auch mit einem Gelenk-Getriebe
12IV gemäß Fig. 7 ausgestattet sein. Die Antriebsstange 10 und die Abwurfstange 13
sind koaxial in axialen Führungen 47, 48 des Gehäuses geführt. An das untere Ende
der Antriebsstange 10 sind bei 49 zwei erste Gelenkstäbe 50, 50' angelenkt. An das
obere Ende der Abwurfstange 13 sind bei 51 zwei zweite Gelenkstäbe 52, 52' angelenkt.
Jeweils ein erster Gelenkstab 50, 50' und ein zweiter Gelenkstab 52, 52' sind
anderenends bei 53, 53' aneinandergelenkt. Dort ist jeweils eine Rolle 54, 54' drehbar
gelagert.The pipetting system according to FIG. 1 can advantageously also be equipped with an articulated
Zwischen den axialen Führungen 47, 48 ist im Bewegungsbereich der Rollen 54, 54'
beidseits der Achse der Antriebsstange 10 und der Abwurfstange 13 eine Führung
55, 55' mit einer bestimmten Kontur ausgebildet. Diese entfernt sich in einem ersten
Führungsabschnitt 56, 56' von der vorerwähnten Achse und ist in einem zweiten
Führungsabschnitt 57, 57' zu dieser Achse parallel.Between the axial guides 47, 48 in the range of motion of the
Bei Betätigung der Abwurfeinrichtung 12IV durch Verschieben der Antriebsstange
10 in Pfeilrichtung können sich zunächst die Rollen 54, 54' innerhalb der Führung
47 befinden. Sobald die Rollen 54, 54' in den Bereich der Führung 55, 55' gelangen,
folgen sie der Kontur des ersten Führungsabschnitts 56, 56' und entfernen sich voneinander.
Diese Situation ist in Fig. 7 dargestellt. Während der Bewegung der Rollen
54, 54' über den ersten Führungsabschnitt 56, 56' wird infolgedessen die
Abwurfstange 13 über eine kürzere Strecke verschoben als die Antriebsstange 10.
Andererseits kann die Abwurfstange 13 eine größere Kraft auf eine Abwurfhülse 8
ausüben, als auf die Antriebsstange 10 ausgeübt wird. Deshalb wird vorteilhaft die
Pipettenspitze 5 vom Aufsteckkonus 4 abgedrückt, während die Rollen 54, 54' entlang
des Führungsabschnittes 56, 56' bewegt werden. Im anschließenden zweiten
Führungsabschnitt 57, 57' entspricht die Bewegung der Abwurfstange 13 wiederum
der Bewegung der Antriebsstange 10, wodurch bereits eine Pipettenspitze 5
beschleunigt abgedrückt werden kann.When the
Durch den ersten Führungsabschnitt 56, 56' kann eine kraftverstärkende Übersetzung
von z. B. 3,5:1 erreicht werden. Im anschließenden zweiten Führungsabschnitt
57, 57' ist das Übersetzungsverhältnis 1:1.The first guide section 56, 56 'enables a force-intensifying transmission
from Z. B. 3.5: 1 can be achieved. In the subsequent
Anschließend an den ersten Führungsabschnitt 56, 56', in dem die Pipettenspitze
gelöst wird, oder statt dessen kann für
Natürlich sind auch andere Konturen im Bereich der Führung 55, 55' denkbar.Of course, other contours in the area of the guide 55, 55 'are also conceivable.
Interessant ist auch, daß trotz Kraftverstärkung beim Abwurf der Pipettenspitze
keine Gesamthubverkürzung eintreten muß, weil der beim Abwurf verringerte Hub
der Abwurfstange 13 am Ende des Abwurfvorganges nachgeholt werden kann.It is also interesting that despite the power boost when the pipette tip is ejected
there is no need to shorten the overall stroke because the stroke is reduced during the discharge
the
Gemäß Fig. 8 und 9 kann ein Gelenk-Getriebe mit entsprechender Funktion auch
verwirklicht werden, indem die Antriebsstange 10 und die Abwurfstange 13 nur
über zwei Gelenkstäbe 50, 52 miteinander verbunden sind und nur auf einer Seite
der gemeinsamen Bewegungsachse der Antriebsstange 10 und der Abwurfstange 13
eine Führung 55 mit den verschiedenen Abschnitten 56, 57 (oder 58, 59) ausgebildet
ist. Eine der Führung 55 gegenüberliegende Wand 60 kann dann mit den Begrenzungen
der Führungen 47, 48 fluchten. Hierdurch ist eine platzsparendere Bauweise
möglich. 8 and 9, an articulated gear with a corresponding function can also
can be realized by the
Es versteht sich, daß Gelenk-Getriebe gemäß Fig. 7 bis 9 mit einer Federeinrichtung
zusammenwirken können, welche auf die Abwurfstange 13 entgegen Betätigungsrichtung
wirken, um diese in eine Ausgangslage zurückzustellen.It is understood that articulated gearbox according to FIGS. 7 to 9 with a spring device
can interact, which on the
Claims (26)
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EP0992288A3 EP0992288A3 (en) | 2002-07-03 |
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