TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung bezieht sich Kopplungsvorrichtungen für Pipettenspitzen, wie beispielsweise in der
WO2024/170593A1 gezeigt.
STAND DER TECHNIK
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Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Pipettenspitzen-Kopplungsvorrichtungen, beispielsweise zur Verwendung mit Pipettierrobotern, bekannt.
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Üblicherweise sind Kopplungsvorrichtungen zum Greifen von Pipettenspitzen und/oder zum Abdichten zwischen Pipettenspitze und Kopplungsvorrichtung konzipiert. Dazu kann die Kopplungsvorrichtung einen Dorn aufweisen, der von der Oberseite einer Pipettenspitze in deren Innenraum eingreift. Nach dem Eingriff weitet sich ein Teil des Eingriffsabschnitts (Halteabschnitt) des Dorns auf, sodass die Pipettenspitze ggf. abdichtend am Dorn gehalten wird. Der sich aufweitende Eingriffsabschnitt kann an der Innenwand oder in einer Nut der Innenwand der Pipettenspitze anliegen.
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Zum Abwerfen der Pipettenspitze vom Dorn wird der genannte Halteabschnitt des Dorns in den Ausgangszustand zurückgezogen, sodass der Dorn aus dem Innenraum der Pipettenspitze herausgezogen bzw. die Pipettenspitze vom Dorn praktisch reibungslos abgestreift werden kann. Das Zurückziehen des Halteabschnitts erfolgt im Stand der Technik
WO2024/170593A1 beispielsweise durch elastische Rückstellelemente.
AUFGABE DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kopplungsvorrichtung für Pipettenspitzen bereitzustellen, die ein zuverlässiges Aufweiten und Zurückziehen eines Halteabschnitts eines Eingriffsabschnitts der Kopplungsvorrichtung gewährleistet.
TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kopplungsvorrichtung gemäß den Ansprüchen und wie im Folgenden beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung umfasst: einen Kopplungsgrundkörper; wenigstens ein Halteelement, das radial relativ zum Kopplungsgrundkörper bewegbar ist; wenigstens ein Aktuatorelement, das axial relativ zum Kopplungsgrundkörper bewegbar ist; und eine Zwangsführung zwischen dem Halteelement und dem Aktuatorelement.
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Das Aktuatorelement kann beispielsweise eine Hülse sein, die am Kopplungsgrundkörper angeordnet ist und/oder einen Teil des Kopplungsgrundkörpers umschließt.
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Halteelemente werden nach außen bewegt, um in einem Kopplungszustand an der Innenwand einer Pipettenspitze oder an einer an der Innenwand der Pipettenspitze ausgebildeten Haltefläche anzuliegen.
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Bewegung bedeutet in dem Zusammenhang eine Translation und/oder eine Verkippung eines Elements, das zumindest eine axiale oder radiale Verschiebung eines Teils des Elements zur Folge hat.
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Die Kopplungsvorrichtung kann wenigstens eine der folgenden Komponenten umfassen: eine Abstreifhülse, die den Kopplungsgrundkörper, die Halteelemente und das Aktuatorelement wenigstens teilweise umschließt; ein Dichtelement, das am Kopplungsgrundkörper angeordnet ist; einen Anschlagteller zur Begrenzung der axialen Bewegung des Aktuatorelements; und/oder ein Rückstellelement zum Ausüben einer axialen Kraft auf das Aktuatorelement.
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Der Begriff "Anschlagteller" bezieht sich auf alle möglichen Formen von Anschlägen, die die Bewegung des Aktuatorelements begrenzen können.
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Der Kopplungsgrundkörper kann wenigstens eine der folgenden Komponenten umfassen: eine distale Endplatte; eine Nut zur Aufnahme eines Dichtelements (z.B. O-Ring), einen zylindrischen Bereich; einen Schaftbereich; eine durch den Kopplungsgrundkörper axial hindurch verlaufende Aspirations- und Abgabeöffnung; und/oder einen Vorsprung zur Anlage eines Rückstellelements.
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Die Zwangsführung kann wenigstens umfassen: ein an dem Haltelement bzw. den Halteelementen angeordnetes erstes Führungselement; und wenigstens ein an dem Aktuatorelement angeordnetes zweites Führungselement, das mit dem ersten Führungselement in Form einer Zwangsführung zusammenwirkt.
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Die Führungselemente können jeweils einen Führungsvorsprung, eine Führungsnut, eine Führungskulisse, o.ä., aufweisen.
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Insbesondere erzeugt eine axiale Bewegung des Aktuatorelements zwangsgeführt eine radiale Bewegung (lineare Translation und/oder Verkippung mit radialer Komponente) des bzw. der Halteelemente. Es ist nicht erforderlich, dass bei einer ausfahrenden Bewegung oder beim Zurückziehen der Halteelemente ein Rückstellelement in Form eines elastischen Elements, z.B. einer Feder, eines Gummis, o.ä., eingesetzt wird. Dies verringert die notwendigen Komponenten und damit die Fehleranfälligkeit des Systems. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Bewegung der Haltelemente exakter abgebildet werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung der Figuren deutlich. Es zeigen beispielhaft
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in einem ersten Zustand;
- Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kopplungsgrundkörpers;
- Fig. 2b eine perspektivische Ansicht erfindungsgemäßer Halteelemente;
- Fig. 3 eine Seitenansicht und eine Draufsicht von oben auf die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1;
- Fig. 4 eine Seitenansicht und eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1;
- Fig. 5 eine axiale bzw. radiale Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1;
- Fig. 6 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1 in einem zweiten Zustand;
- Fig. 7 eine axiale Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung aus Fig. 6;
- Fig. 8 ein vergrößerter Ausschnitt der erfindungsgemäßen Zwangsführung der Halteelemente relativ zur Hülse.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung weist eine Auswurfhülse (nicht dargestellt) und eine Kopplungsvorrichtung auf. Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 1, das die Form eines teilweise in den Innenraum einer Pipettenspitze (nicht dargestellt) einbringbaren Dorns aufweist.
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Die Kopplungsvorrichtung 1 weist einen Kopplungsgrundkörper 2 auf. Der Kopplungsgrundkörper 2 hat eine distale Endplatte 20, eine Nut 21 für ein Dichtmittel 3 (z.B. O-Ring), einen zylindrischen Bereich 23 und einen Schaftbereich 24. Am Schaftbereich 24 kann ein Anschlagteller 4 angeordnet sein. Der Kopplungsgrundkörper 2 weist außerdem eine durch den gesamten Kopplungsgrundkörper axial hindurch verlaufende Aspirations- und Abgabeöffnung 25 zur Aspiration bzw. Abgabe von Fluiden aus bzw. an eine gekoppelte Pipettenspitze (nicht dargestellt) auf.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen Komponenten der Kopplungsvorrichtung 1. In Fig. 2a ist der Kopplungsgrundkörper 2 dargestellt, in Fig. 2b ist eine Gruppe von drei (3) Halteelementen 51, 52, 53 dargestellt. Jedes der Halteelemente 51, 52, 53 weist eine Stufe 510 (exemplarisch nur am ersten Halteelement 51 bezeichnet) auf.
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Die Kopplungsvorrichtung weist zudem eine Aktuatorhülse 6 auf, dern Funktion noch näher beschrieben werden wird. Die Halteelemente 51-53 und die Aktuatorhülse 6 sind auf einem tellerartigen Träger 26 des Kopplungsgrundkörpers 2 angeordnet, wobei die Hülse 6 axial bewegbar ist und die Halteelemente 51-53 radial bewegbar bzw. verkippbar sind. Die Bewegung der Hülse 6 und der Halteelemente 51-53 ist gekoppelt, d.h. bei einer axialen Bewegung der Hülse 6 nach oben (zum proximalen Ende hin) oder nach unten (zum distalen Ende hin) fahren die Halteelemente 51-53 nach innen ein bzw. nach außen aus. Die Bewegungen sind dabei in Form einer Zwangsführung gekoppelt. Dadurch wird für die Halteelemente 51-53 kein elastisches Element (Feder oder komprimierbares Element) benötigt, um ein Ausfahren nach außen und/oder ein Zurückfahren nach innen zu ermöglichen bzw. zu unterstützen.
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Die Zwangsführung kann beispielsweise durch entsprechende Führungselemente erfolgen, die in der Hülse 6 und in den Halteelementen 51-53 ausgebildet sind und die entsprechend einer Zwangsführung zusammenwirken, z.B. entsprechende Führungsvorsprünge und Nuten/Kulissen. Im vorliegenden Beispiel weisen die Halteelemente 51-53 seitliche Führungsvorsprünge (z.B. 512, 532) auf.
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Die Fig. 3-5 zeigen Seitenansichten bzw. Querschnitte derselben Kopplungsvorrichtung 1 in einem ersten Zustand mit ausgefahrenen Halteelementen 51-53, also den Zustand einer Kopplung mit einer Pipettenspitze, auf. Die Hülse 6 ist in einer ersten axialen Position. Die Halteelemente 51-53 sind in einer ersten radialen Position. Dabei ist ein leichter Überstand d (entsprechen dem inneren Spalt d) über den Rand des Trägers 26 hinaus erkennbar. Eine Druckfeder 7 zwischen einem Vorsprung 27 des Kopplungsgrundkörpers 2 und einem Innenvorsprung 60 der Hülse 6 ist in einem komprimierten Zustand.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Seiten- bzw. Schnittansicht derselben Kopplungsvorrichtung 1 in einem zweiten Zustand mit zurückgezogenen Halteelementen 51-53, also den Zustand einer Entkopplung mit einer Pipettenspitze, auf. Die Hülse 6 ist in einer zweiten axialen Position. Die Halteelemente 51-53 sind in einer zweiten radialen Position. Dabei ist kein Überstand über den Rand des Trägers 26 hinaus erkennbar, vielmehr sind die Unterkanten (beispielsweise 511) der Halteelemente 51-53 bündig mit dem Rand des Trägers 26. Eine Druckfeder 7 zwischen dem Vorsprung 27 des Kopplungsgrundkörpers 2 und dem Innenvorsprung 60 der Hülse 6 ist in einem dekomprimierten Zustand. Die Oberseite 61 der Hülse 6 kontaktiert den Anschlagteller 4, der die Bewegung der Hülse 6 zum proximalen Ende hin begrenzt.
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Eine Zwangsführung 530, z.B. eine Kulissenführung, sorgt dafür, dass die Halteelemente 51-52 bei einer axialen Bewegung der Hülse 6 eine der axialen Bewegung entsprechende radiale Bewegung durchführen.
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Die Fig. 8 ist eine Vergrößerung des Radialschnitts aus der Fig. 5, um die Zwangsführung der Halteelemente 51-53 mittels der Vorsprünge 512, 522, 532, die in eine Nut (Kulisse) 63 der Aktuatorhülse 6 eingreifen, zu verdeutlichen. Je nach der von der axialen Position der Hülse 6 abhängigen radialen Lage der Nut 63 verändert sich die radiale Lage der Halteelemente 51-53.