EP1439002A2 - Dosiervorrichtung - Google Patents

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EP1439002A2
EP1439002A2 EP03022019A EP03022019A EP1439002A2 EP 1439002 A2 EP1439002 A2 EP 1439002A2 EP 03022019 A EP03022019 A EP 03022019A EP 03022019 A EP03022019 A EP 03022019A EP 1439002 A2 EP1439002 A2 EP 1439002A2
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EP
European Patent Office
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drive motor
dosing device
sensor
dosing
actuating
Prior art date
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EP03022019A
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English (en)
French (fr)
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EP1439002B1 (de
EP1439002A3 (de
Inventor
Bernd Jagdhuber
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Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
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Publication date
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Publication of EP1439002A2 publication Critical patent/EP1439002A2/de
Publication of EP1439002A3 publication Critical patent/EP1439002A3/de
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Publication of EP1439002B1 publication Critical patent/EP1439002B1/de
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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
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/0227—Details of motor drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/08—Ergonomic or safety aspects of handling devices
    • B01L2200/087—Ergonomic aspects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • 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 metering device.
  • Dosing devices are used in the laboratory for dosing liquids. In general, they have a displacement device with a Displacement organ, by the displacement of a liquid or a Air column is moved. They are particularly in the following statements known:
  • the bubble principle dosing devices have a Piston-cylinder unit, by means of which an air column is displaceable to Aspirate liquid into a pipette tip and expel it.
  • the piston-cylinder unit does not come in contact with the Liquid. Only the pipette tip, which is mostly made of plastic, will wetted and can be replaced after use.
  • a syringe filled with sample liquid By contrast, in the case of metering devices operating as direct displacers a syringe filled with sample liquid. Piston and cylinder of the syringe are wetted by the liquid, so that the syringe before dosing another liquid usually replaced or cleaned by a new syringe becomes.
  • the syringe is usually made of plastic.
  • Pistonless metering devices have, for example, a pipette tip with a balloon-like end portion for sucking in liquid expanded and compressed for ejection.
  • Such pipette tips have also been designed as a replacement part.
  • Dispensers are dosing devices that take a recorded amount of one Can deliver liquid repetitive in small subsets.
  • multichannel dosing devices that use multiple dosing devices include, to simultaneously several amounts of liquid too dosing.
  • Air cushion, NOTES- and piston-less dosing devices can have a fixed or a variable metering volume.
  • a Changing the dosing volume is usually by changing the displacement reaches the displacement device. For example, this can be done the displacement of the piston or the degree of deformation of the balloon-like Endabiteses changed or exchanged the displacement device become.
  • the operator receives a tactile feedback. Any change to the Actuation required force is noticed immediately. So the operator Check that the dosing device works correctly. The speed The intake and delivery of the liquid can be done by the operator be varied directly and without delay. Also, a tax is the Liquid in a free jet possible. A contact between metering device and a vessel for the liquid can be avoided become. Furthermore, the metering device is independent of a power supply. It can be used intuitively by the user. An elaborate Instruction or programming is not required.
  • US 5,389,341 discloses a motorized pipette with an actuator button, when the displacement of an actuating knob the movement controls a piston via an electronic control system.
  • the Displacement of the actuating knob is via an electronic displacement sensor queried and the query result is electronically via a Stepper motor implemented in the drive movement of the displacement device.
  • This electrical metering device has the disadvantages described above.
  • the invention is based on the object, a metering device to provide the operator with a tactile feedback on the effective forces, a variation of the speed of recording and Discharge of the liquid during dosing, the release of the liquid in Free jet and easy use facilitates or allows and the Power requirement for operation compared to manual pipettes reduced.
  • the metering device is a combination of a manual and from an electrical dosing device.
  • the one from the operator force exerted on the actuator is wholly or partly the Displacement device supplied.
  • the sensor detects the from Operator force and the controller controls the drive motor so, that the displacement device is supplied with an additional force, the supports the operator initiated force.
  • the Dosing device with a fraction of a manual dosing device be applied to be applied force.
  • electrical Dosing devices are the energy introduced by the operator not lost, but added to the drive power of the engine.
  • the drive motor only supports the force for the actuation of the Displacement device.
  • the positioning can be controlled by the operator and / or by the mechanics of the metering device, e.g. by a conventional limitation of the actuating travel by means of a stop. As a result, a particularly inexpensive electric drive is possible. Further advantages of the metering device are:
  • the operator receives a tactile feedback. Any change for the Actuation required force is noticed immediately.
  • the speed for receiving and dispensing the liquid can be direct and instantaneous be varied.
  • the delivery of the liquid in a free jet is better than a traditional manual dosing device, because add the force of the operator and the power of the drive motor.
  • the Dosing device can be used intuitively. An elaborate briefing or programming is not required. Is the electric Power supply not available (for example, when the battery is empty or Battery), can be further worked. It is only a higher force required.
  • a motor and a battery or a battery can be designed smaller than in a conventional metering device since these elements do not replace the energy of the operator, but only complete.
  • the actuating device is a manually axially sliding actuator button.
  • the metering device is then operable like a conventional manual or electronic pipette or dispenser.
  • the actuating device is opposite to Actuated force of a spring. This also corresponds to conventional pipettes or dispensers. The return movement of the actuator can then be controlled by the spring force.
  • the actuating device is up to reaching a stop actuated. This will determine the exact positioning of the Displacement organ of the displacement device set. This also corresponds conventional manual pipettes or dispensers. A changeability the dosage. is also in a conventional manner by a adjustable stop achievable.
  • the senor is in the Actuator integrated. It can be, for example, a plate-shaped, pressure-sensitive sensor acting in a Actuating knob is integrated perpendicular to the direction of actuation. According to In a further embodiment, the sensor is in an actuating surface of the Actuator integrated. According to another embodiment the sensor is a Force Sensing Resistor, abbreviated to: FSR.
  • FSR Force Sensing Resistor
  • the controller always controls the drive motor then constant when the sensor is manually on the actuator applied force detected.
  • the drive motor can then, for example overcome a basic friction of the system in whole or in part, so that the operator only has the additional force for the displacement of the Apply displacer and, if appropriate, part of the system friction got to.
  • the controller controls the drive motor in Dependence on the force detected by the sensor.
  • the controller controls the drive motor in at least one Stage, where at several stages, the height of the drive power with the Sensor detected force increases.
  • the controls Control the drive motor proportionally to that exerted on the sensor Force.
  • the controller switches the drive motor when the sensor detects a large increase in force typical of the reaching of the stop is.
  • the actuating device and the Drive motor via a coupling device with the displacement device connected.
  • the coupling device may be a Act gear.
  • the actuating device connected via a rod with the displacement device. This makes possible in particular in the case of a displacement device designed as a piston-cylinder unit a very simple construction.
  • the electric drive motor with the rod coupled is e.g. with a pinion, that with a toothing on the rack meshes, executed.
  • control knob is actuated until one with the Rod connected stop abuts against a fixed counter-stop.
  • Embodiments relate to metering devices, the one displacement device with a piston in one Cylinder on Miniverdränger- and on air cushion dosing devices.
  • a direct displacement metering device comprises the Displacement device a receiving volume for liquid with a Through opening to the environment and an air cushion dosing device is the displacement device with a receiving volume for Liquid connected to a passage opening to the environment.
  • the actuating device is with a device for releasing and / or ejecting a pipette tip and / or Coupled syringe.
  • the effort required for loosening and / or dropping a The pipette tip and / or syringe is also reduced by the invention.
  • the metering device is a manual metering device.
  • the power supply at least a battery and / or at least one battery.
  • the metering device 1 has a cylindrical housing 2, from which - in the Drawing - above an axially operable actuator button 3 protrudes.
  • the actuating knob 3 is connected via a rod 4 with a piston 5.
  • the piston 5 is guided in a cylinder 6.
  • a plate disc 7 is attached on the rod 4 .
  • a Ring disc 8 fixed in the housing 2 .
  • a Coil spring 9 is arranged between disc 7 and washer 8 .
  • a syringe or pipette tip 10 fixed at the lower end of the housing 2 . This is conical bottom with a passage opening 11th for liquid.
  • a syringe 10 in one embodiment with a syringe 10 include the cylinder 6 and Add piston 5 to the syringe. Then, the housing 2 has a connection with the cylinder 6 and the piston 5 a connection with the rod 4.
  • the cylinder 6 belongs to the housing 2 and the piston 5 is permanently fixed to the rod 4.
  • a pressure sensor 12 is integrated in the operating knob 3. This one is one Actuating surface 13 of the actuating knob 3 assigned to the outside.
  • an electric drive motor 14 which is on his Drive shaft carries a pinion 15, which with a toothing 16 on the rod 4th combs.
  • an electronic control 17 is housed with the Pressure sensor 12 and the drive motor 14 is coupled.
  • a battery 18 is as Power supply for the pressure sensor 12, the drive motor 14 and the electronic control 17 is also present in the housing 2.
  • the force for actuating the actuating button 3 is via the rod 4th introduced directly into the piston 5.
  • the control 17 controls the drive motor 14 in response to the pressure sensor 12 determined operating force. As a result, the drive motor 14 drives the rod 4 with a force that increases with increasing force on the Actuation button 3 rises.

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Abstract

Dosiervorrichtung mit einer manuell betätigbaren Betätigungseinrichtung, einem der Betätigungseinrichtung zugeordneten Sensor zum Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung manuell ausgeübten Kraft, einem elektrischen Antriebsmotor, einer mit dem Sensor und dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen elektrischen Steuerung zum Steuern des Antriebsmotors beim Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung ausgeübten Kraft durch den Sensor, einer mit dem Sensor, dem elektrischen Antriebsmotor und der elektronischen Steuerung verbundenen elektrischen Spannungsversorgung und einer mit der Betätigungseinrichtung und dem elektrischen Antriebsmotor gekoppelten Verdrängungseinrichtung zum Dosieren von Flüssigkeit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung.
Dosiervorrichtungen werden im Labor zum Dosieren von Flüssigkeiten eingesetzt. Im allgemeinen haben sie eine Verdrängungsvorrichtung mit einem Verdrängungsorgan, durch dessen Verlagerung eine Flüssigkeit oder eine Luftsäule bewegt wird. Sie sind insbesondere in den folgenden Ausführungen bekannt:
Nach dem Luftpolsterprinzip arbeitende Dosiervorrichtungen haben eine Kolben-Zylinder-Einheit, mittels der eine Luftsäule verschiebbar ist, um Flüssigkeit in eine Pipettenspitze einzusaugen und aus dieser auszustoßen. Hierbei kommt die Kolben-Zylinder-Einheit nicht in Kontakt mit der Flüssigkeit. Nur die Pipettenspitze, die zumeist aus Kunststoff besteht, wird benetzt und kann nach Gebrauch ausgetauscht werden.
Bei als Direktverdränger arbeitenden Dosiervorrichtungen wird hingegen eine Spritze mit Probenflüssigkeit befüllt. Kolben und Zylinder der Spritze werden von der Flüssigkeit benetzt, so daß die Spritze vor dem Dosieren einer anderen Flüssigkeit zumeist durch eine neue Spritze ersetzt oder gereinigt wird. Auch die Spritze besteht zumeist aus Kunststoff.
Kolbenlose Dosiervorrichtungen weisen beispielsweise eine Pipettenspitze mit einem ballonartigen Endabschnitt auf, der zum Einsaugen von Flüssigkeit expandiert und zum Ausstoßen komprimiert wird. Solche Pipettenspitzen sind auch schon als Austauschteil konzipiert worden.
Dispenser sind Dosiervorrichtungen, die eine aufgenommene Menge einer Flüssigkeit repetitiv in kleinen Teilmengen abgeben können.
Außerdem gibt es Mehrkanal-Dosiervorrichtungen, die mehrere Dosiervorrichtungen umfassen, um gleichzeitig mehrere Mengen Flüssigkeit zu dosieren.
Luftpolster-, Direktverdränger- und kolbenlose Dosiervorrichtungen können ein unveränderliches oder ein veränderliches Dosiervolumen aufweisen. Eine Veränderung des Dosiervolumen wird zumeist durch Verändern der Verdrängung der Verdrängungseinrichtung erreicht. Beispielsweise kann hierfür der Verschiebeweg des Kolbens oder der Verformungsgrad des ballonartigen Endabschnittes verändert oder die Verdrängungseinrichtung ausgetauscht werden.
Bei manuellen Dosiervorrichtungen wird die Verdrängungseinrichtung allein durch die Körperkraft des Anwenders angetrieben. Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile:
Der Bediener erhält eine taktile Rückmeldung. Jede Änderung der zur Betätigung erforderlichen Kraft wird sofort bemerkt. So kann der Bediener kontrollieren, ob die Dosiervorrichtung korrekt arbeitet. Die Geschwindigkeit der Aufnahme und der Abgabe der Flüssigkeit kann vom Bediener direkt und verzögerungsfrei variiert werden. Auch ist eine Abgabe der Flüssigkeit in einem freien Strahl möglich. Ein Kontakt zwischen Dosiervorrichtung und einem Gefäß für die Flüssigkeit kann hierbei vermieden werden. Ferner ist die Dosiervorrichtung unabhängig von einer Energieversorgung. Sie kann vom Anwender intuitiv benutzt werden. Eine aufwendige Einweisung oder Programmierung ist nicht erforderlich.
Bei manuellen Dosiervorrichtungen nachteilig ist, daß die Arbeit durch den hohen Kraftbedarf ermüdend ist. Häufiges Arbeiten mit manuellen Dosiervorrichtung kann gesundheitliche Schäden hervorrufen.
Bei elektrischen Dosiervorrichtungen wird die Verdrängungseinrichtung mittels eines elektrischen Antriebsmotors angetrieben. Der Bediener muß zur Steuerung der Vorgänge elektrische Taster bzw. Schalter betätigen. Diese Dosiervorrichtungen haben den Vorteil, daß die Bedienung keinen erheblichen Kraftbedarf erfordert.
Nachteilig ist jedoch, daß der Benutzer keine direkte Rückmeldung über die im System wirkenden Kräfte erhält, beispielsweise bei einem Lastanstieg durch Verstopfung der Pipettenspitze oder Spritze. Auch ist eine Abgabe der Flüssigkeit im Freistrahl nur stark eingeschränkt möglich. Bei leerem Akku oder Batterie muß die Arbeit eingestellt werden. Änderungen der Geschwindigkeit der Aufnahme und Abgabe der Flüssigkeit müssen programmiert werden. Während des Dosiervorganges sind meist keine Änderungen möglich.
Die US 5 389 341 offenbart eine motorgetriebene Pipette mit einem Betätigungsknopf, bei der die Verlagerung eines Betätigungsknopfes die Bewegung eines Kolben über ein elektronisches Steuerungssystem steuert. Die Verlagerung des Betätigungsknopfes wird über einen elektronischen Wegsensor abgefragt und das Abfrageergebnis wird elektronisch über einen Schrittmotor in die Antriebsbewegung der Verdrängungseinrichtung umgesetzt. Diese elektrische Dosiervorrichtung hat die vorbeschriebenen Nachteile.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung zu schaffen, die dem Bediener eine taktile Rückmeldung über die wirksamen Kräfte, eine Variation der Geschwindigkeit der Aufnahme und Abgabe der Flüssigkeit beim Dosieren, die Abgabe der Flüssigkeit im Freistrahl und eine einfache Benutzung erleichtert bzw. ermöglicht und den Kraftbedarf für die Betätigung gegenüber manuellen Pipetten vermindert.
Die Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Dosiervorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung hat
  • eine manuell betätigbare Betätigungseinrichtung,
  • einen der Betätigungseinrichtung zugeordneten Sensor zum Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung manuell ausgeübten Kraft,
  • einen elektrischen Antriebsmotor,
  • eine mit dem Sensor und dem elektrischen Antriebsmotor verbundene elektrische Steuerung zum Steuern des Antriebsmotors beim Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung ausgeübten Kraft durch den Sensor,
  • eine mit dem Sensor, dem elektrischen Antriebsmotor und der elektrischen Steuerung verbundene elektrische Spannungsversorgung und
  • eine mit der Betätigungseinrichtung und dem elektrischen Antriebsmotor gekoppelte Verdrängungseinrichtung zum Dosieren von Flüssigkeit.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung ist eine Kombination aus einer manuellen und aus einer elektrischen Dosiervorrichtung. Die vom Bediener auf die Betätigungseinrichtung ausgeübte Kraft wird ganz oder teilweise der Verdrängungseinrichtung zugeführt. Zusätzlich erfaßt der Sensor die vom Bediener ausgeübte Kraft und steuert die Steuerung den Antriebsmotor so, daß der Verdrängungseinrichtung eine zusätzliche Kraft zugeführt wird, die die vom Bediener eingeleitete Kraft unterstützt. Infolgedessen kann die Dosiervorrichtung mit einem Bruchteil der bei einer manuellen Dosiervorrichtung aufzubringenden Kraft bedient werden. Im Gegensatz zu elektrischen Dosiervorrichtungen geht die vom Bediener eingebrachte Energie nicht verloren, sondern addiert sich zur Antriebsenergie des Motors hinzu. Der Antriebsmotor unterstützt nur die Kraft für die Betätigung der Verdrängungseinrichtung. Er muß das Verdrängungsorgan der Verdrängungseinrichtung (z.B. Kolben oder ballonartiger Endabschnitt) nicht positionieren. Die Positionierung kann durch den Bediener gesteuert werden und/oder durch die Mechanik der Dosiervorrichtung, z.B. durch eine herkömmliche Begrenzung des Betätigungsweges mittels eines Anschlages. Hierdurch wird ein besonders preiswerter elektrischer Antrieb möglich. Weitere Vorteile der Dosiervorrichtung sind:
Der Bediener erhält eine taktile Rückmeldung. Jede Änderung der für die Betätigung erforderlichen Kraft wird sofort bemerkt. Die Geschwindigkeit für die Aufnahme und Abgabe der Flüssigkeit kann direkt und verzögerungsfrei variiert werden. Die Abgabe der Flüssigkeit in einem freien Strahl ist besser als bei einer herkömmlichen manuellen Dosiervorrichtung, weil sich die Kraft des Bedieners und die Kraft des Antriebsmotors addieren. Die Dosiervorrichtung kann intuitiv benutzt werden. Eine aufwendige Einweisung oder Programmierung ist nicht erforderlich. Steht die elektrische Spannungsversorgung nicht zur Verfügung (z.B. bei leerem Akku oder Batterie), kann weitergearbeitet werden. Es ist lediglich ein höherer Kraftaufwand erforderlich. Ein Motor und ein Akku oder eine Batterie kann kleiner als bei einer herkömmlichen Dosiervorrichtung ausgelegt werden, da diese Elemente die Energie des Bedieners nicht ersetzen, sondern nur ergänzen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung ein manuell axial verschiebbarer Betätigungsknopf. Die Dosiervorrichtung ist dann bedienbar wie eine herkömmliche manuelle oder elektronische Pipette bzw. Dispenser.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung entgegen der Kraft einer Feder betätigbar. Auch dies entspricht herkömmlichen Pipetten bzw. Dispensern. Die Rückbewegung der Betätigungseinrichtung kann dann durch die Federkraft gesteuert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung bis zum Erreichen eines Anschlages betätigbar. Hierdurch wird die genaue Positionierung des Verdrängungsorgans der Verdrängungseinrichtung festgelegt. Auch dies entspricht herkömmlichen manuellen Pipetten oder Dispensern. Eine Veränderbarkeit der Dosiermenge. ist ebenfalls in herkömmlicher Weise durch einen verstellbaren Anschlag erreichbar.
Es ist möglich, den Sensor von außen an der Betätigungseinrichtung angreifen zu lassen. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Sensor in die Betätigungseinrichtung integriert. Es kann sich beispielsweise um einen plattenförmigen, druckempfindlichen Sensor handeln, der in einem Betätigungsknopf senkrecht zur Betätigungsrichtung integriert ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Sensor in eine Betätigungsfläche der Betätigungseinrichtung integriert. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Sensor ein Force Sensing Resistor (kraftabhängiger Widerstand), abgekürzt: FSR. Ein FSR-Sensor ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von einer auf eine aktive Oberfläche eingeleiteten Kraft. Die Widerstandsänderung kann an Anschlüssen des Sensors gemessen werden.
Gemäß einer Ausgestaltung steuert die Steuerung den Antriebsmotor immer dann konstant an, wenn der Sensor eine manuell auf die Betätigungseinrichtung ausgeübte Kraft detektiert. Der Antriebsmotor kann dann beispielsweise eine Grundreibung des Systems ganz oder teilweise überwinden, so daß der Bediener nur noch die zusätzliche Kraft für die Verlagerung des Verdrängungsorgans und gegebenenfalls eines Teils der Systemreibung aufbringen muß.
Gemäß einer Ausgestaltung steuert die Steuerung den Antriebsmotor in Abhängigkeit von der vom Sensor erfaßten Kraft. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung steuert die Steuerung den Antriebsmotor in mindestens einer Stufe, wobei bei mehreren Stufen die Höhe der Antriebsleistung mit der vom Sensor erfaßten Kraft ansteigt. Gemäß einer Ausgestaltung steuert die Steuerung den Antriebsmotor proportional zu der auf den Sensor ausgeübten Kraft. Gemäß einer Ausgestaltung schaltet die Steuerung den Antriebsmotor ab, wenn der Sensor einen starken Anstieg der Kraft erfaßt, die typisch für das Erreichen des Anschlages ist.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die Betätigungseinrichtung und der Antriebsmotor über eine Kopplungseinrichtung mit der Verdrängungseinrichtung verbunden. Bei der Kopplungseinrichtung kann es sich um ein Getriebe handeln. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung über eine Stange mit der Verdrängungseinrichtung verbunden. Dies ermöglicht insbesondere bei einer als Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführten Verdrängungseinrichtung eine sehr einfache Konstruktion. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der elektrische Antriebsmotor mit der Stange gekoppelt. Diese Kopplung ist z.B. mit einem Ritzel, das mit einer Zahnung auf der Zahnstange kämmt, ausgeführt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Bedienknopf betätigbar, bis ein mit der Stange verbundener Anschlag an einem festen Gegenanschlag anliegt.
Die Erfindung ist auf sämtliche eingangs erwähnten Ausführungen von Dosiervorrichtungen anwendbar. Ausgestaltungen beziehen sich auf Dosiervorrichtungen, die eine Verdrängungseinrichtung mit einem Kolben in einem Zylinder aufweisen, auf Direktverdränger- und auf Luftpolster-Dosiervorrichtungen. Bei einer Direktverdränger-Dosiervorrichtung umfaßt die Verdrängungseinrichtung ein Aufnahmevolumen für Flüssigkeit mit einer Durchgangsöffnung zur Umgebung und bei einer Luftpolster-Dosiervorrichtung ist die Verdrängungseinrichtung mit einem Aufnahmevolumen für Flüssigkeit mit einer Durchgangsöffnung zur Umgebung verbunden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Lösen und/oder Abwerfen einer Pipettenspitze und/oder Spritze gekoppelt. Der Kraftaufwand für das Lösen und/oder Abwerfen einer Pipettenspitze und/oder Spritze wird durch die Erfindung ebenfalls reduziert.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Dosiervorrichtung eine Handdosiervorrichtung.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Spannungsversorgung mindestens einen Akku und/oder mindestens eine Batterie auf.
Ein Ausfiihrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung wird anhand der anliegenden Zeichnung erläutert, welche die Dosiervorrichtung in einem grobschematischen Längsschnitt zeigt.
Die Dosiervorrichtung 1 hat ein zylindrisches Gehäuse 2, aus dem - in der Zeichnung - oben ein axial betätigbarer Betätigungsknopf 3 herausragt.
Der Betätigungsknopf 3 ist über eine Stange 4 mit einem Kolben 5 verbunden. Der Kolben 5 ist in einem Zylinder 6 geführt.
Auf der Stange 4 ist eine Tellerscheibe 7 befestigt. Im Gehäuse 2 ist eine Ringscheibe 8 fixiert. Zwischen Tellerscheibe 7 und Ringscheibe 8 ist eine Schraubenfeder 9 angeordnet.
Am unteren Ende des Gehäuses 2 ist eine Spritze oder Pipettenspitze 10 fixiert. Diese ist unten konisch ausgeführt mit einer Durchtrittsöffnung 11 für Flüssigkeit.
Bei einer Ausgestaltung mit einer Spritze 10 gehören der Zylinder 6 und der Kolben 5 zur Spritze hinzu. Dann weist das Gehäuse 2 eine Verbindung mit dem Zylinder 6 und der Kolben 5 eine Verbindung mit der Stange 4 auf.
Bei einer Ausgestaltung mit einer Pipettenspitze 10 gehört der Zylinder 6 zum Gehäuse 2 und der Kolben 5 ist dauerhaft an der Stange 4 fixiert.
In dem Betätigungsknopf 3 ist ein Drucksensor 12 integriert. Dieser ist einer Betätigungsfläche 13 des Betätigungsknopfes 3 zugeordnet, die außen liegt.
Im Gehäuse 2 befindet sich ein elektrischer Antriebsmotor 14, der auf seiner Antriebswelle ein Ritzel 15 trägt, das mit einer Zahnung 16 auf der Stange 4 kämmt.
Im Gehäuse 2 ist eine elektronische Steuerung 17 untergebracht, die mit dem Drucksensor 12 und dem Antriebsmotor 14 gekoppelt ist. Ein Akku 18 ist als Spannungsversorgung für den Drucksensor 12, den Antriebsmotor 14 und die elektronische Steuerung 17 ebenfalls im Gehäuse 2 vorhanden.
Die Kraft zur Betätigung des Betätigungsknopfes 3 wird über die Stange 4 direkt in den Kolben 5 eingeleitet. Darüber hinaus wird über den Drucksensor 12 das Vorhandensein und die Höhe einer Kraft erfaßt. Die Steuerung 17 steuert den Antriebsmotor 14 in Abhängigkeit von der vom Drucksensor 12 ermittelten Betätigungskraft. Infolgedessen treibt der Antriebsmotor 14 die Stange 4 mit einer Kraft vor, die mit ansteigender Kraft auf den Betätigungsknopf 3 steigt.
Wenn der Federteller 7 durch die Federscheibe 8 bzw. die vollständig komprimierte Feder 9 gestoppt wird und der Bediener den Bedienknopf 3 entlastet, wird der Kolben 5 und der Bedienknopf 3 durch die vorgespannte Feder 9 in die Ausgangslage zurück bewegt. Der spannungslose Antriebsmotor 14 läuft hierbei ohne weiteres mit.
In bekannter Weise wird beim Verlagern des Kolbens 5 nach unten Luft bzw. Flüssigkeit aus der Spritze bzw. Pipettenspitze 10 ausgestoßen und beim Verlagern in Gegenrichtung eingesogen.

Claims (21)

  1. Dosiervorrichtung mit
    einer manuell betätigbaren Betätigungseinrichtung (3),
    einem der Betätigungseinrichtung (3) zugeordneten Sensor (12) zum Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung (3) manuell ausgeübten Kraft,
    einem elektrischen Antriebsmotor (14),
    einer mit dem Sensor (12) und dem elektrischen Antriebsmotor (14) verbundenen elektrischen Steuerung (17) zum Steuern des Antriebsmotors (14) beim Erfassen einer auf die Betätigungseinrichtung (3) ausgeübten Kraft durch den Sensor,
    einer mit dem Sensor (12), dem elektrischen Antriebsmotor (14) und der elektronischen Steuerung (17) verbundenen elektrischen Spannungsversorgung (18) und
    einer mit der Betätigungseinrichtung (3) und dem elektrischen Antriebsmotor (14) gekoppelten Verdrängungseinrichtung (5, 6) zum Dosieren von Flüssigkeit.
  2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Betätigungseinrichtung (3) ein manuell axial verschiebbarer Betätigungsknopf ist.
  3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Betätigungseinrichtung (3) entgegen der Kraft einer Feder (9) betätigbar ist.
  4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Betätigungseinrichtung (3) bis zum Erreichen eines Anschlages (7, 8) betätigbar ist.
  5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Sensor (12) in die Betätigungseinrichtung (3) integriert ist.
  6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Sensor in eine Betätigungsfläche (13) der Betätigungseinrichtung (3) integriert ist.
  7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Sensor (12) ein FSR ist.
  8. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Steuerung (17) beim Erfassen einer Kraft durch den Sensor (12) den Antriebsmotor (14) konstant steuert.
  9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Steuerung (17) den Antriebsmotor (14) in Abhängigkeit von der vom Sensor (12) erfaßten Kraft steuert.
  10. Dosiervorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Steuerung (17) den Antriebsmotor (14) in mindestens einer Stufe steuert.
  11. Dosiervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Steuerung (17) den Antriebsmotor (14) proportional zu der vom Sensor (12) erfaßten Kraft steuert.
  12. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Betätigungseinrichtung (3) und der Antriebsmotor (14) über eine Kopplungseinrichtung (4) mit der Verdrängungseinrichtung (5, 6) verbunden sind.
  13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Betätigungseinrichtung (3) über eine Stange (4) mit der Verdrängungseinrichtung (5, 6) verbunden ist.
  14. Dosiervorrichtung nach Anspruch 13, bei der der elektrische Antriebsmotor (14) mit der Stange (4) gekoppelt ist.
  15. Dosiervorrichtung nach Ansprüche 13 oder 14, bei der der Betätigungsknopf (3) betätigbar ist, bis ein mit der Stange (4) verbundener Anschlag (7) an einem festen Gegenanschlag (8) anliegt.
  16. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der die Verdrängungseinrichtung (5, 6) ein Kolben ist, der in einem Zylinder geführt ist.
  17. Dosiervorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Verdrängungseinrichtung (5, 6) eine lösbare Spritze (10) ist.
  18. Dosiervorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Verdrängungseinrichtung (5, 6) über einen Kanal mit einer lösbaren Pipettenspitze (10) verbunden ist.
  19. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der die Betätigungseinrichtung (3) mit einer Einrichtung zum Lösen und/oder Abwerfen einer Pipettenspitze (10) und/oder Spritze gekoppelt ist.
  20. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, die eine Handdosiervorrichtung (1) ist.
  21. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei der die elektrische Spannungsversorgung (10) mindestens einen Akku und/oder mindestens eine Batterie aufweist.
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