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Die Erfindung betrifft einen Träger (Tray) zum Halten einer Vielzahl Pipettenspitzen.
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Pipettenspitzen werden insbesondere im biologischen, chemischen, biochemischen, medizinischen oder forensischen Labor verwendet, um mithilfe von Pipettiervorrichtungen kleine Flüssigkeitsmengen zu dosieren. Bei den Pipettiervorrichtungen handelt es sich um Pipetten, automatische Dosierstationen oder Laborautomaten (Workstations). Die Pipettiervorrichtungen haben einen oder mehrere Kanäle, um eine einzige Pipettenspitze oder eine Vielzahl von Pipettenspitzen in einer Reihe oder in einer Matrixanordnung aufzunehmen. Hierfür haben die Pipettiervorrichtungen Ansätze oder Sackbohrungen, auf bzw. in die Pipettenspitzen mit den oberen Enden aufklemmbar bzw. einklemmbar sind. Die Abstände der Kanäle voneinander sind in der Regel auf die Abstände der Vertiefungen von standardisierten Mikroplatten gemäß der Norm ANSI SLAS 1-4 - 2004 (R2012); American National Standard, American National Standard Institute abgestimmt. Zur Vermeidung von Kontaminationen zwischen verschiedenen Proben werden Pipettenspitzen aus Kunststoff für Einmalgebrauch (Disposables) verwendet. Diese müssen für die Durchführung von Untersuchungen in großen Mengen bereitgestellt werden.
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Für die Bereitstellung von Pipettenspitzen werden plattenförmige und im Wesentlichen rechteckige Träger aus Kunststoff mit einer Vielzahl Löcher in Matrixanordnung verwendet. Diese Träger werden auch als "Pipettenspitzenträger", "Platte", ""Aufnahmeplatte", "Tray" oder "Wafer" bezeichnet. Verbreitet sind insbesondere Träger mit 96 Löchern in acht Reihen und zwölf Spalten. Die Pipettenspitzen sind von oben in die Löcher eingesetzt, wobei sie aufgrund ihres nach oben sich verbreiternden Durchmessers oder eines Stützelementes an ihrem Außenumfang nicht hindurchfallen.
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Der Träger wird auf den Rand einer oberen Öffnung eines offenen Rahmens (auch "Rack" genannt) oder einer geschlossenen Schale (auch "Box" genannt) aufgesetzt, sodass die Pipettenspitzen in die obere Öffnung eingreifen. Wenn der Rahmen bzw. die Box mit der Unterseite auf einen horizontalen Untergrund aufgesetzt ist, sind eine oder mehrere Pipettenspitzen durch Aufpressen auf die Ansätze bzw. Einpressen in die Sackbohrungen der Pipettiervorrichtung aus dem Träger entnehmbar. Nach dem Gebrauch werden die Pipettenspitzen mithilfe einer Abwerfvorrichtung von der Pipettiervorrichtung in ein Behältnis abgegeben, um entsorgt zu werden.
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Die
EP 2 210 668 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Pipettenspitzen mit einem vier Seitenwände aufweisenden Rahmen, einer Platte mit einer Vielzahl Löcher zum Einsetzen von Pipettenspitzen und Mitteln zum lösbaren Verbinden von Rahmen und Platte. Die Mittel zum lösbaren Verbinden weisen eine umlaufende ebene Kontaktfläche am oberen Rand des Rahmens und eine umlaufende weitere ebene Kontaktfläche an der Unterseite der Platte auf, die einander berühren, wenn die Platte auf den Rahmen aufgesetzt ist. Ferner weisen die Mittel an Rahmen und Platte quer zu den Kontaktflächen gerichtete Führungselemente auf, die mit seitlichem Spiel ineinandergreifen, wenn die Platte auf den Rahmen aufgesetzt ist. Die Führungselemente sind als von den Ecken des Rahmens nach oben vorstehende Säulen und als Bohrungen an den Ecken der Platte ausgebildet, in die die Säulen mit seitlichem Spiel einsetzbar sind.
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Die Platte umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen Grundkörper mit 96 Löchern, die sich von der Unterseite zur Oberseite des Grundkörpers erstrecken. Die Löcher sind regelmäßig in Reihen und Spalten einer Matrix angeordnet. Die Platte hat zwei kurze geradlinige Ränder und zwei lange geradlinige Ränder. An den langen Rändern weist sie jeweils einen über die Oberseite hochstehenden, plattenförmigen Greifrand auf.
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Die weitere ebene Kontaktfläche ist an der Unterseite der Ränder ausgebildet. In den Ecken des plattenförmigen Grundkörpers hat sie Verbreiterungen, in denen durchgehende Bohrungen angeordnet sind.
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Der plattenförmige Grundkörper ist als Köcherplatte ausgestaltet. Bei dieser sind die Löcher in köcher- bzw. hülsenförmigen Strukturen ausgebildet, die seitlich durch Stege und am oberen Rand durch eine Platte miteinander verbunden und von den Rändern eingefasst sind. Die Ausführung als Köcherplatte ist materialsparend und stabil und stützt in die Löcher eingesetzte Pipettenspitzen seitlich ab. Die Platte ist bevorzugt einteilig aus Kunststoff spritzgegossen.
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Die
WO 2019/190864 A1 beschreibt Vorrichtung zum Bereitstellen von Pipettenspitzen, die eine Basis und eine auf der Basis angeordnete Aufnahmeplatte für Pipettenspitzen umfasst. Die Basis weist vier Wände auf und ein eine Vielzahl axialer Basisrippen an der Innenfläche der Wände. Die Aufnahmeplatte umfasst eine proximale (obere) Oberfläche, eine distale (untere) Oberfläche und eine Matrix aus Bohrungen, die sich von der proximalen Oberfläche bis zur distalen Oberfläche der Aufnahmeplatte erstrecken. Eine Vielzahl von Plattenrippen ist auf der distalen Oberfläche der Aufnahmeplatte angeordnet. Jede Rippe weist einen distalen Rand und zwei einander gegenüberliegende Seitenränder auf. Die Aufnahmeplatte weist längsgerichtete und quergerichtetete Plattenrippen auf. In Längsrichtung verlaufende Plattenrippen schneiden eine Gruppe von in Querrichtung verlaufenden Plattenrippen in einer Mehrzahl von Plattenrippenverbindungen. Ferner weist die Aufnahmeplatte zwei einander gegenüberliegende lange Ränder und zwei einander gegenüberliegende kurze Ränder und einen entlang der langen und kurzen Ränder umlaufenden Flansch auf. Die Aufnahmeplatte ist auf die Oberseite der Basis aufgesetzt und mindestens ein Teil der Basisrippen berührt mit ihren proximalen Enden einen Teil des distalen Randes der Plattenrippen. Die Aufnahmeplatte weist aufgrund der Rippen eine hohe Stabilität auf. Zudem ermöglichen die Rippen eine materialsparende Herstellung der Aufnahmeplatten aus Kunststoff.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Materialeinsatz für die Herstellung des Trägers zu reduzieren, ohne dass hierdurch die Aufnahme von Pipettenspitzen durch Einpressen bzw. Aufpressen einer Pipettiervorrichtung beeinträchtigt wird.
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Die Aufgabe wird durch einen Träger gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsarten des Trägers sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Der erfindungsgemäße Träger zum Halten einer Vielzahl Pipettenspitzen umfasst
- einen plattenförmigen Grundkörper mit einer Vielzahl senkrecht zur Plattenebene erstreckter erster Löcher zum Einsetzen von Pipettenspitzen, wobei die ersten Löcher in parallelen Lochreihen und in parallelen Lochspalten angeordnet sind, die sich senkrecht zu den Lochreihen erstrecken,
- mindestens eine Längsrippe, die zwischen zwei benachbarten Lochreihen von der Unterseite des Grundkörpers hervorsteht und sich über die Länge der Platte erstreckt,
- mindestens eine Querrippe, die zwischen zwei benachbarten Lochspalten von der Unterseite des Grundkörpers hervorsteht, sich über die Breite des Grundkörpers erstreckt und sich mit der Längsrippe kreuzt,
- erste Auflageelemente an den Querseiten des Grundkörpers, von denen jedes mit einem Ende der Längsrippe verbunden ist und in Querrichtung eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper aufweist und
- zweite Auflageelemente an den Längsseiten des Grundkörpers, von denen jedes mit einem Ende einer Querrippe verbunden ist und in Längsrichtung eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper aufweist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Träger tragen die mindestens eine Längsrippe und die mindestens eine Querrippe und die Kreuzungsstellen zwischen den Längs- und den Querrippen dazu bei, dass der Träger mit reduziertem Materialeinsatz hergestellt werden kann und dennoch die erforderliche Steifigkeit aufweist, um den Belastungen beim Verbinden der Pipettenspitzen mit der Pipette standzuhalten. Durch die ersten Auflageelemente und die zweiten Auflageelemente werden bei Belastung des Trägers die Kräfte von den Enden der Längsrippen und den Enden der Querrippen seitlich abgeleitet. Hierfür kann sich der Träger mit den ersten Auflageelementen und den zweiten Auflageelementen auf dem oberen Rand eines Rahmens oder einer Box abstützen. Hierbei reicht es aus, dass die ersten Auflageelemente in Querrichtung und die zweiten Auflageelemente in Längsrichtung jeweils eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper aufweisen. Die Erhöhung der Steifigkeit durch die Längsrippen und die Querrippen ermöglicht eine Ausführung des Grundkörpers mit geringer Wandstärke, sodass Material eingespart wird. Dadurch, dass die ersten Auflageelemente in Querrichtung des Grundkörpers und die zweiten Auflageelemente in Längsrichtung des Grundkörpers jeweils eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper aufweisen, wird eine Materialeinsparung gegenüber herkömmlichen Trägern erreicht, die vollständig umlaufende Ränder an den Längs- und Querseiten aufweisen, mit denen sie auf dem oberen Rand eines Rahmens oder einer Box aufliegen. Die Längsrippen und die Querrippen sowie die ersten und die zweiten Auflageelemente bewirken somit eine hinreichende Steifigkeit und Ableitung von Kräften in einen Rahmen oder eine Box, sodass der Träger den Belastungen beim Verbinden der Pipettenspitzen mit der Pipette standhält. Gleichzeitig wird eine wesentliche Materialeinsparung erzielt. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird die Nutzung des eingesetzten Materials verbessert und ein nachhaltigerer Träger als bei den bisherigen Konstruktionen erreicht. Der Träger kann insbesondere bei der automatisierten und der händischen Bearbeitung von Proben unter Verwendung von Pipetten eingesetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung ist eine Längsrippe auf der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet und/oder sind zwei Längsrippen symmetrisch bezüglich der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet. Hierdurch wird eine Aussteifung des Trägers und eine Materialeinsparung erreicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Träger nur eine Längsrippe auf, wobei die Längsrippe auf der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet ist, oder weist der Träger nur zwei Längsrippen auf, wobei die Längsrippen symmetrisch bezüglich der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet sind, oder weist der Träger nur drei Längsrippen auf, wobei eine Längsrippe auf der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet ist und zwei weitere Längsrippen symmetrisch bezüglich der Längsmittelachse des Grundkörpers angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist eine Querrippe auf der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet und/oder sind mindestens zwei Querrippen symmetrisch bezüglich der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet. Hierdurch wird eine weitere Aussteifung des Trägers und Materialeinsparung erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Träger nur eine Querrippe auf, die auf der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet ist. Gemäß einer anderen Ausführungsart weist der Träger nur zwei oder nur vier Querrippen auf, wobei die Querrippen symmetrisch bezüglich der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet sind. Gemäß einer anderen Ausführungsart weist der Träger nur zwei oder nur vier Querrippen auf, wobei jeweils zwei Querrippen symmetrisch bezüglich der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet sind. Gemäß einer anderen Ausführungsart weist der Träger nur vier Querrippen auf, wobei jeweils zwei Querrippen symmetrisch bezüglich der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Träger nur eine Längsrippe auf der Längsmittelachse auf und/oder weist der Träger nur zwei oder nur vier Querrippen auf, die symmetrisch bezüglich der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet sind. Diese Anordnungen sind hinsichtlich der Erzielung einer hohen Steifigkeit bei geringem Materialeinsatz besonders vorteilhaft.
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Gemäß einerweiteren Ausführungsart sind zwei Querrippen jeweils in einem Abstand von 1,5 Lochreihen von der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind zwei weitere Querrippen jeweils in einem Abstand von 4,5 Lochreihen von der Quermittelachse des Grundkörpers angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die ersten Auflageelemente leistenförmig und verläuft ihre Hauptausdehnungsrichtung parallel zu den Querseiten des Grundkörpers und/oder sind die zweiten Auflageelemente leistenförmig und verläuft ihre Hauptausdehnungsrichtung parallel zu den Längsseiten des Grundkörpers. Hierdurch wird eine gute seitliche Ableitung von Kräften bei Belastung des Trägers unter geringem Materialeinsatz erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die ersten Auflageelemente an ihren beiden äußeren Enden jeweils über erste Stege mit den Querseiten des Grundkörpers verbunden und/oder ist zumindest ein Teil der zweiten Auflageelemente an seinen beiden äußeren Enden jeweils über zweite Stege mit den Längsseiten des Grundkörpers verbunden. Hierdurch wird die seitliche Ableitung von Kräften bei Belastung des Trägers und die Materialeinsparung für die Herstellung des Trägers weiter verbessert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart vergrößert sich der Abstand zwischen den von den beiden äußeren Enden desselben ersten Auflageelementes ausgehenden ersten Stegen zu den Querseiten des Grundkörpers hin und/oder vergrößert sich der Abstand zwischen den von den beiden äußeren Enden desselben zweiten Auflageelementes ausgehenden zweiten Stegen zu den Längsseiten des Grundkörpers hin. Hierdurch wird die seitliche Ableitung von Kräften bei Belastung des Trägers und die Einsparung von Material für die Herstellung des Trägers weiter verbessert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Grundkörper an der Unterseite und/oder der Oberseite in im Wesentlichen rautenförmigen Bereichen zwischen vier zueinander benachbarten ersten Löchern senkrecht zur Plattenebene erstreckte zweite Löcher auf. Durch die zweiten Löcher wird der Materialeinsatz weiter reduziert. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die zweiten Löcher Sacklöcher und/oder Durchgangslöcher. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die zweiten Löcher in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Längsmittelachse und/oder der Quermittelachse als Sacklöcher oder als Durchgangslöcher ausgeführt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Längsrippe zwischen den Schnittpunkten mit den Querrippen, die der Quermittelachse am nächsten sind, und den Querseiten des Grundkörpers jeweils einen konvex nach unten gewölbten unteren Rand auf und/oder weist die Längsrippe zwischen den Schnittpunkten mit den Querrippen, die der Quermittelachse am nächsten sind, einen konkav nach oben gewölbten zweiten unteren Rand auf. Durch die gewölbten unteren Ränder wird eine hinreichende Steifigkeit des Trägers bei reduziertem Materialeinsatz für die Herstellung des Trägers erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weisen die die Querrippen, die der Quermittelachse am nächsten sind, einen konvex nach unten gewölbten dritten unteren Rand auf, der seinen Tiefpunkt im Schnittpunkt der jeweiligen Querrippe mit der Längsrippe aufweist und/oder weisen die Querrippen, die weiter von der Quermittelachse entfernt sind, auf beiden Seiten der Längsrippe einen konvex nach unten gewölbten vierten unteren Rand auf. Hierdurch wird die erforderliche Steifigkeit bei weiter reduziertem Materialeinsatz erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weisen die Querrippen, die weiter von der Quermittelachse entfernt sind, als die Querrippen, die der Quermittelachse am nächsten sind, jeweils auf beiden Seiten der Längsrippe einen konvex nach unten gewölbten vierten unteren Rand auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsart läuft auf beiden Seiten der Längsrippe der vierte untere Rand zur Längsrippe hin und/oder zur Längsseite hin auf der Unterseite des Grundkörpers aus.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Längsrippe und/oder die Querrippe angrenzend an die ersten Löcher an den beiden Außenseiten vertikale rinnenförmige Vertiefungen zur Aufnahme von Mantelabschnitten in die ersten Löcher eingesetzter Pipettenspitzen auf. Hierdurch wird die erforderliche Steifigkeit bei weitere reduziertem Materialeinsatz erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die rinnenförmigen Vertiefungen mit der Wand der angrenzenden ersten Löcher fluchtende Teilzylinderflächen. Hierdurch wird die erforderliche Steifigkeit bei weiter reduziertem Materialeinsatz erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Platte an den Ecken über dritte Stege mit vertikalen Hülsen zum Führen auf vertikalen Zapfen einer Box, eines Rahmens oder einer anderen Tragvorrichtung verbunden. Diese Ausführungsart eignet sich insbesondere in Verbindung mit einem Rahmen oder einer Box mit an den Ecken vom oberen Rand vorstehenden Säulen, wie der
EP 2 210 668 A2 beschrieben. Im Hinblick auf den Rahmen oder die Box wird Bezug genommen auf die
EP 2 210 668 A2 , deren Inhalt hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die dritten Stege auf die Winkelhalbierenden zwischen den Längs- und Querseiten an der jeweils benachbarten Ecke des Grundkörpers ausgerichtet. Hierdurch wird die erforderliche Steifigkeit unter weiterer Reduzierung des Materialeinsatzes erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Grundkörper an den Längsseiten und den Querseiten neben den Auflageelementen nach innen (in den Grundkörper hinein) rückspringende Bereiche auf. Hierdurch wird an den äußeren Rändern des Grundkörpers Material eingespart. In den rückspringenden Bereichen sind die äußeren Ränder des Grundkörpers bezüglich der Auflageelemente weiter nach innen versetzt.
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Die rückspringenden Bereiche sind gemäß einer weiteren Ausführungsart zwischen benachbarten Auflageelementen angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die rückspringenden Bereiche zwischen benachbarten Auflageelementen und dritten Stegen angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart erstrecken sich die rückspringenden Bereiche über den gesamten Abstandsbereich zwischen benachbarten Auflageelementen und/oder benachbarten Auflageelementen und dritten Stegen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Querseiten und die Längsseiten des Grundkörpers zwischen benachbarten Auflageelementen und/oder benachbarten Auflageelementen und dritten Stegen durch ringsegmentförmige Begrenzungen der ersten Löcher gebildet. Hierdurch wird eine weitere Materialeinsparung erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsart umfasst der Träger mindestens eines der folgenden Merkmale:
- Der Träger ist einstückig ausgebildet,
- der Träger ist aus Kunststoff hergestellt,
- der Träger ist aus Kunststoff spritzgegossen oder mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt,
- der Träger ist ganz oder teilweise aus Polypropylen und/oder aus einem anderen Thermoplasten hergestellt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- einen Rahmen zum Aufsetzen eines Trägers in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite;
- Fig. 2
- ein herkömmlicher Träger in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite;
- Fig. 3
- der herkömmliche Träger in einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite;
- Fig. 4
- der herkömmliche Träger aufgesetzt auf den Rahmen in einer Perspektivansicht schräg von oben von der Seite;
- Fig. 5
- ein erfindungsgemäßer Träger in einer Perspektivansicht schräg von oben;
- Fig. 6
- der erfindungsgemäße Träger in einer Perspektivansicht schräg von unten;
- Fig. 7
- der erfindungsgemäße Träger aufgesetzt auf den Rahmen in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite.
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In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Angaben "oben" und "unten" sowie "vertikal" und "horizontal" auf Anordnungen des Trägers, bei denen dieser mit der Oberseite seines plattenförmigen Grundkörpers horizontal ausgerichtet sind und die in Löcher des Trägers eingesetzte Pipettenspitzen vertikal ausgerichtet sind.
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Bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind Bauteile oder Strukturelemente mit denselben Bezeichnungen mit denselben Bezugsziffern versehen.
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Gemäß Fig. 1 weist ein Rahmen 1 vier Seitenwände 2, 3, 4, 5 auf. Davon sind zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 2, 4 länger als zwei weitere einander gegenüberliegende Seitenwände 3, 5. Die Seitenwände 2 bis 5 stehen von einem Boden 6 hoch. Der Boden 6 hat eine etwa rechteckige Form. Außen steht er etwas über die Seitenwände 2 bis 5 vor. Seine Länge und Breite entsprechend den Abmessungen der Grundfläche gemäß ANSI SLAS-Standard.
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Der Rahmen 1 hat am oberen Rand 7 eine ebene, streifenförmige Kontaktfläche 8, die entlang der Seitenwände 2 bis 5 parallel zum Boden 6 bzw. horizontal umläuft. An den Ecken zwischen den Seitenwänden 2 bis 5 hat die Kontaktfläche 8 jeweils eine viertelkreisförmige Verbreiterung 10. In jeder Ecke steht senkrecht von der Kontaktfläche 8 eine Säule 9 vor, die einen zylindrischen Säulenabschnitt 11 und einen konischen Endabschnitt 12 aufweist.
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Ferner weist der Rahmen oben eine umlaufende Auskragung 13 und eine vom äußeren Rand der Auskragung 13 ausgehend nach oben erstreckte obere Einfassung 14 auf. Die obere Einfassung 14 weist die Kontaktfläche 8 an ihrem oberen Rand auf. Außen ist die obere Einfassung 14 durch eine umlaufende, vertikal ausgerichtete Randfläche 15 begrenzt.
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Die Auskragung 13 und der unten vorspringende Boden 6 begrenzen eine umlaufende Taille 16 des Rahmens 1. Auf den Innenseiten weisen die Seitenwände 2 bis 5 Rippen 17 auf. An den Ecken sind weitere Rippen 18 vorhanden, die auf der Winkelhalbierenden nach innen vorstehen. Die Rippen 17, 18 erstrecken sich vom Boden 6 bis zum oberen Rand 7. An den Außenseiten weist die obere Einfassung 14 kreisförmige Vertiefungen 19 auf, z.B. zum Ansetzen eines Greifwerkzeuges.
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Der Boden 6 ist ein Hohlboden mit einer nach unten vorstehenden, umlaufenden unteren Einfassung 20, deren Unterseite eben ist und eine Standfläche bildet.
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Der Rahmen ist vorzugsweise einteilig aus einem oder mehreren Kunststoffen spritzgegossen. Als Materialien kommen insbesondere Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polystyrol (PS) oder ein anderer Thermoplast oder ein Metall (z. B. Aluminium) in Betracht. Polypropylen wird bevorzugt.
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Gemäß Fig. 2 und 3 hat ein herkömmlicher Träger 21 einen im Wesentlichen plattenförmigen Grundkörper 22 mit einer Vielzahl erster Löcher 23, die sich von der Unterseite 24 zur Oberseite 25 des Grundkörpers 22 erstrecken.
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Die ersten Löcher 23 sind regelmäßig in Reihen und Spalten einer Matrix angeordnet. Im Beispiel sind es 96.
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Der Träger 21 hat zwei kurze Ränder bzw. Querseiten 26, 27 und zwei lange Ränder bzw. Längsseiten 28, 29. An den langen Rändern 28, 29 weist er jeweils einen über die Oberseite 25 hochstehenden, plattenförmigen Greifrand 30, 31 auf.
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Der plattenförmige Grundkörper 22 hat an der Unterseite 24 eine weitere ebene Kontaktfläche 32, die am Rand umläuft. Die weitere Kontaktfläche 32 ist etwas oberhalb der unteren Öffnungen der ersten Löcher 23 angeordnet. In den Ecken hat der plattenförmige Grundkörper 22 Verbreiterungen, in denen durchgehende zweite Löcher 33 angeordnet sind.
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Jedes zweite Loch 33 hat unten einen konischen Abschnitt 34 und daran angrenzend einen zylindrischen Abschnitt 35. Die Abmessungen der zweiten Löcher 33 sind so gewählt, dass die Säulen 9 mit Spiel einsetzbar sind. Die konischen Abschnitte 34 bilden Einführschrägen, die das Einführen der Säulen 9 in die zweiten Löcher 33 erleichtern. Zudem erleichtern die konischen Endabschnitte 12 der Säulen 9 das Einführen in die zweiten Löcher 18.
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Der plattenförmigen Grundkörper 22 ist als Köcherplatte ausgestaltet. Bei dieser sind die ersten Löcher 23 in köcher- bzw. hülsenförmigen Strukturen ausgebildet, die seitlich durch Stege und am oberen Rand durch eine Platte miteinander verbunden und von einem umlaufenden Rand eingefasst sind.
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Der Träger 21 ist einteilig aus einem oder mehreren Kunststoffen spritzgegossen. Zum Einsatz können insbesondere die Kunststoffe Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polystyrol (PS) oder ein anderer Thermoplast kommen. Bevorzugt ist der Träger 21 aus Polypropylen hergestellt.
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Gemäß Fig. 4 ist der Träger 21 auf den oberen Rand 7 des Rahmens 1 aufgesetzt. Die weitere Kontaktfläche 32 ruht auf der Kontaktfläche 8 und die Säulen 9 greifen in die zweiten Löcher 33 ein. Zur Veranschaulichung ist in Fig. 4 eine Pipettenspitze 36 von oben in ein erstes Loch 23 des Trägers 21 eingesetzt. Die Pipettenspitze 36 hat oben axiale Stützrippen 37, die ein Hindurchfallen durch das erste Loch 23 verhindern.
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Der Träger 21 wird beim Einpressen der Ansätze einer Pipette in die oberen Öffnungen von 8 Pipettenspitzen mit einer Kraft von z.B. 300 N, belastet. Auch bei Ausführungen aus Polypropylen hält der Träger 21 dieser Belastung aufgrund seiner Struktur, seiner Materialstärke und seiner Abstützung über Kontaktflächen 32 auf der Kontaktfläche 8 ohne nachteilige Durchbiegung stand.
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Ein erfindungsgemäßer Träger 21 ist in den Fig. 5 bis 7 gezeigt. Dieser weist einen plattenförmigen Grundkörper 22 mit einer Vielzahl senkrecht zur Plattenebene erstreckter erster Löcher 23 auf. Die ersten Löcher 23 sind in einer Matrixanordnung in parallelen Lochreihen und parallelen Lochspalten angeordnet. Die Lochspalten erstrecken sich senkrecht zu den Lochreihen.
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Zwischen zwei benachbarten Lochreihen steht eine Längsrippe 38 von der Unterseite des Grundkörpers 22 hervor und erstreckt sich über die gesamte Länge auf der Längsmittelachse 39 des Grundkörpers 22.
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Vier parallele Querrippen 40, 41, die jeweils zwischen zwei benachbarten Lochspalten von der Unterseite des Grundkörpers 22 hervorstehen, erstrecken sich über die gesamte Breite des Grundkörpers und kreuzen sich mit den Längsrippen 38. Jeweils zwei Querrippen 40, 41 sind symmetrisch bezüglich der Quermittelachse 42 des Grundkörpers 22 angeordnet. Zwei Querrippen 40 sind in einem Abstand von 1,5 Lochreihen von der Quermittelachse 42 angeordnet und zwei weitere Querrippen 41 sind in einem Abstand von 4,5 Lochreihen von der Quermittelachse 42 angeordnet.
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Erste Auflageelemente 43 sind an den Querseiten 26, 27 des Grundkörpers 22 jeweils mit einem Ende der Längsrippe 38 verbunden. Die ersten Auflageelemente 43 sind leistenförmig und haben in Querrichtung eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper 22. Bei dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die ersten Auflageelemente 43 etwa über die Breite von zwei Lochreihen, d.h. etwa über ein Viertel der Ausdehnung des Grundkörpers 22 in Querrichtung.
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Die ersten Auflageelemente 43 sind an ihren beiden äußeren Enden jeweils über erste Stege 44 mit den Querseiten 26, 27 des Grundkörpers 22 verbunden. Der Abstand zwischen den ersten Stegen 44, die von den äußeren Enden desselben ersten Auflageelementes 43 ausgehen, vergrößert sich zu den Querseiten 26, 27 des Grundkörpers 22 hin.
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Die beiden Querrippen 40, die nur um 1,5 Lochspalten von der Quermittelachse 42 entfernt sind, sind jeweils auf derselben Längsseite 28, 29 des Grundkörpers 22 mit einem zweiten Auflageelement 45 verbunden. Die zweiten Auflageelemente 45 sind leistenförmig und ihre Hauptausdehnungsrichtung verläuft parallel zu den Längsseiten 28, 29 des Grundkörpers 22. Die zweiten Auflageelemente 45 haben in Längsrichtung eine geringere Ausdehnung als der Grundkörper 22. Im Beispiel erstrecken sie sich etwa über die Breite von vier Lochspalten, d.h. etwa über ein Drittel der Ausdehnung des Grundkörpers 22 in Längsrichtung. Die zweiten Auflageelemente 45 sind an ihren äußeren Enden jeweils über zweite Stege 46 mit den Längsseiten des Grundkörpers 22 verbunden. Der Abstand zwischen den von den beiden äußeren Enden desselben zweiten Auflageelementes 45 ausgehenden zweiten Stegen 46 vergrößert sich zu den Längsseiten 28, 29 des Grundkörpers 22 hin.
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Die beiden Querrippen, die jeweils in einem Abstand von 4,5 Lochspalten von der Quermittelachse 42 entfernt angeordnet sind, sind an ihren beiden Enden jeweils mit weiteren zweiten Auflageelementen 47 verbunden, welche als kurze Leisten mit Hauptausdehnungsrichtung senkrecht zum Grundkörper 22 ausgebildet sind. Auf jeder Längsseite fluchten die Außenseiten der dort angeordneten zweiten Auflageelemente 45, 47 miteinander.
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Die unteren Ränder sämtlicher erster und zweiter Auflageelemente 43, 45, 47 sind auf demselben Niveau angeordnet. Sie sind jeweils Kontaktflächen 32, die auf eine Kontaktfläche 8 eines Rahmens 1 aufsetzbar sind.
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Die Längsrippe 38 weist zwischen den Schnittpunkten mit den beiden Querrippen 40, die der Quermittelachse 42 am nächsten sind, und den benachbarten Querseiten 26, 27 des Grundkörpers 22 einen jeweils konvex nach unten gewölbten ersten unteren Rand 48 auf. Die Längsrippe 38 weist zwischen den Schnittpunkten mit den beiden vorbezeichneten Querrippen 42 einen konkav nach oben gewölbten zweiten unteren Rand 49 auf. Die konkave Wölbung geht auf beiden Seiten stetig in die konvexe Wölbung über.
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Die beiden Querrippen 40, die der Quermittelachse 42 am nächsten sind, haben jeweils einen konvex nach unten gewölbten dritten unteren Rand 50, der seinen Tiefpunkt im Schnittpunkt der jeweiligen Querrippe 40 mit der Längsrippe 38 aufweist. In den Schnittpunkten haben die Längsrippe 38 und die Querrippen 40 dieselbe Höhe.
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Die beiden Querrippen 41, die weiter von der Quermittelachse 42 entfernt sind, weisen jeweils beidseitig der Längsrippe 38 einen leicht konvex nach unten gewölbten vierten unteren Rand 51 auf. Der untere Rand 51 der Querrippen 41 läuft zur benachbarten Längsseite 28, 29 und zur benachbarten Längsrippe 38 hin auf der Unterseite 24 des Grundkörpers 22 aus. Jede der beiden Querrippen 41 weist somit auf beiden Seiten der Längsrippe 38 eine konvex nach unten gewölbte Hälfte auf.
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Die Längsrippe 38 und die Querrippen 40, 41 weisen angrenzend an die ersten Löcher 23 an den beiden Außenseiten vertikale rinnenförmige Vertiefungen 52, 53, 54 auf. Die rinnenförmigen Vertiefungen 52, 53, 54 sind mit der Wand der angrenzenden ersten Löcher 23 fluchtende Teilzylinderflächen.
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An den vier Ecken ist der Grundkörper 22 über dritte Stege 55 mit vertikalen Hülsen 56 mit zweiten Löchern 33 zum Führen auf den Säulen 9 des Rahmens 1 verbunden. Die dritten Stege 55 sind auf die Winkelhalbierenden zwischen den Längsseiten 28, 29 und den Querseiten 26, 27 an der jeweils benachbarten Ecke des Grundkörpers 22 ausgerichtet.
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Der Grundkörper 22 weist an der Unterseite in im Wesentlichen rautenförmigen Bereichen zwischen jeweils vier zueinander benachbarten ersten Löchern 23 senkrecht zur Plattenebene erstreckte dritte Löcher 57 auf. Ein Teil der dritten Löcher 57 sind Sacklöcher und ein weiterer Teil sind Durchgangslöcher.
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Zwischen den benachbarten Auflageelementen 45 und 47 und den benachbarten Auflageelementen 47 und dritten Stegen 55 weisen die Längsseiten 28, 29 nach innen rückspringende Bereiche 58, 59 und zwischen den benachbarten Auflageelementen 43 und dritten Stegen 55 weisen die Querseiten 26, 27 des Grundkörpers 21 nach innen rückspringende Bereiche 50 auf. In den rückspringenden Bereichen 58, 59, 60 sind die Querseiten 26, 27 und die Längsseiten 28, 29 jeweils durch äußere ringsegmentförmige Begrenzungen 61 der ersten Löcher 23 gebildet. Durch die rückspringenden Bereiche 58, 59, 60 wird Material eingespart.
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Der Träger 21 ist vorzugsweise einstückig aus einem oder mehreren Kunststoffen hergestellt. Vorzugsweise ist er durch Spritzgießen oder mittels eines anderen additiven Fertigungsverfahrens hergestellt. Zum Einsatz können insbesondere die Kunststoffe Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polystyrol (PS) oder anderer Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart besteht der Träger 1 ganz oder teilweise aus Polypropylen.
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Der Träger 21 ist mit den Hülsen 56 von oben auf die Säulen 9 des Rahmens 1 gemäß Fig. 1 aufschiebbar, bis die ersten und zweiten Auflageelemente 43, 45, 47 mit ihren Kontaktflächen 32 an den unteren Rändern auf der Kontaktfläche 8 des Rahmens 1 aufsitzen.
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Muster des herkömmlichen Trägers gemäß Fig. 1 bis 4 und des erfindungsgemäßen Trägers gemäß Fig. 5 bis 7 wurden jeweils aus demselben Material im 3D-Druck hergestellt. Der herkömmliche Träger und der erfindungsgemäße Träger wurden mit Pipettenspitzen bestückt, auf einen Rahmen aufgesetzt und auf eine Waage gestellt. Belastungstests wurden mithilfe einer Pipette durchgeführt, indem die auf dem jeweiligen Träger gehaltenen Pipettenspitzen mithilfe der Pipette aufgenommen wurden, wobei die Pipette jeweils mit einer Kraft auf die Pipettenspitzen aufgedrückt wurde, sodass ein Gewicht von über 30 kg von der Waage angezeigt wurde.
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Hierbei kam es nicht zu einer Verformung oder Beschädigung des herkömmlichen und des erfindungsgemäßen Trägers. Es wurde festgestellt, dass die Steifigkeit des erfindungsgemäßen Trägers im Wesentlichen der Steifigkeit des herkömmlichen Trägers entspricht.
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Gewichtsmessungen haben für den herkömmlichen Träger ein Gewicht von 48 g und für den erfindungsgemäßen Träger ein Gewicht von 25 g ergeben, d.h. eine Einsparung von über 40 %.
Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmen
- 2 bis 5
- Seitenwand
- 6
- Boden
- 7
- oberer Rand
- 8
- Kontaktfläche
- 9
- Säule
- 10
- Verbreiterung
- 11
- Säulenabschnitt
- 12
- konischer Endabschnitt
- 13
- Auskragung
- 14
- obere Einfassung
- 15
- Randfläche
- 16
- Taille
- 17
- Rippe
- 18
- Rippe
- 19
- Vertiefung
- 20
- untere Einfassung
- 21
- Träger
- 22
- plattenförmiger Grundkörper
- 23
- erstes Loch
- 24
- Unterseite
- 25
- Oberseite
- 26, 27
- Querseite
- 28, 29
- Längsseite
- 30, 31
- plattenförmiger Greifrand
- 32
- ebene Kontaktfläche
- 33
- zweites Loch
- 34
- konischer Abschnitt
- 35
- zylindrischer Abschnitt
- 36
- Pipettenspitze
- 37
- axiale Stützrippe
- 38
- Längsrippe
- 39
- Längsmittelachse
- 40,41
- Querrippe
- 42
- Quermittelachse
- 43
- erstes Auflageelement
- 44
- erster Steg
- 45, 47
- zweites Auflageelement
- 46
- zweiter Steg
- 48
- erster unterer Rand
- 49
- zweiter unterer Rand
- 50
- dritter unterer Rand
- 51
- vierter unterer Rand
- 52
- erste rinnenförmige Vertiefung
- 53
- zweite rinnenförmige Vertiefung
- 54
- dritte rinnenförmige Vertiefung
- 55
- dritter Steg
- 56
- Hülse
- 57
- drittes Loch
- 58, 59, 60
- rückspringender Bereich
- 61
- ringsegmentförmige Begrenzung