DE19845950C1

DE19845950C1 - Pipettiersystem mit einer Pipettiervorrichtung und mindestens einer daran lösbar befestigten Pipettenspitze

Info

Publication number: DE19845950C1
Application number: DE19845950A
Authority: DE
Inventors: Jens Wilmer; Ernst Tennstedt
Original assignee: Eppendorf Netheler Hinz GmbH; Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: EP0992288A2; EP0992288A3; JP2000107613A; US6199435B1; JP4484985B2; EP0992288B1; DE59914234D1

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.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pipettiersystem mit einer Pipettiervorrichtung und mindestens einer daran lösbar befestigten Pipettenspitze.

Solche Pipettiersysteme werden vor allem im Labor zur Dosierung von Flüssigkeits mengen verwendet. Diese werden in Pipettenspitzen eingesaugt und daraus ausge stoßen. 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 Zylin der in die Spitze integriert und wirken direkt auf die eingesaugte Flüssigkeit ein. Sol che 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.

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. Pipetten spitzen für einmaligen Gebrauch sind kostengünstig aus Kunststoff verfügbar.

Die Pipettiervorrichtungen haben einen Befestigungsansatz zum Befestigen von Pi pettenspitzen. Zumeist ist dies ein konischer Vorsprung, auf den eine Pipettenspitze mit einer konischen Aufnahme geklemmt wird. Dies kann ohne Anfassen der Pipet tenspitze durch Aufstecken des Befestigungsansatzes auf eine Pipettenspitze erfolgen, die in einem Halter bereitsteht.

Zur Vermeidung von Kontaminationen des Bedienpersonals ist es überdies wün schenswert, 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 Spit zenabwurf erforderlich, der bereits bei Einkanalsystemen die Benutzung beeinträchti gen oder unmöglich machen kann. Besonders hoher Kraftaufwand kann sich durch vervielfachte Spitzenabwurfkräfte bei Mehrkanal-Pipettiersystemen ergeben, die mehrere parallel abzuwerfende Pipettenspitzen haben.

Aus der EP 0 566 939 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.

Die EP 0 265 028 A2 die, WO 91/01181 A1 und die US 5 057 281 offenbaren Mehrkanal- Pipetten, bei denen beim Betätigen eines Auslösers ein Gleitkörper entgegen Federkraft nach oben gezogen wird, so daß der Gleitkörper über geneigte Gleitflächen oder über Hebel auf einen vertikalen Arm einer Abstreifplatte wirkt, welche mehrere Spitzen gleichzeitig abdrückt. Auch dieses System ist konstruktiv aufwendig und läßt nur ein Übersetzungsverhältnis zu.

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.

Die Aufgabe wird durch Pipettiersysteme mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 10, 13 oder 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Pipettiersysteme sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäßen Pipettiersysteme haben

- 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.

Die erfindungsgemäßen Pipettiersysteme stellen Alternativen zu der bekannten Pipette mit Spitzenentferner dar, weil sie 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 eröffnen. Auch sind bei den erfindungsgemäßen Pipet tiersystemen Übersetzungsverhältnisse möglich, die während eines Spitzenabwurfes variieren. Darüber hinaus eröffnen die Pipettiersysteme die Möglichkeit baulicher Vereinfachungen.

Bei der Zugmittel-Getriebeausführung haben die Antriebseinrichtung und das Ab wurfelement einander übergreifende Endabschnitte und das Getriebe eine an dem Endabschnitt des Abwurfelementes drehbar gelagerte Umlenkrolle und ein Seil, 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. An dere Übersetzungsverhältnisse können erreicht werden, wenn mehrere Umlenkrollen an dem Abwurfelement gelagert sind. Dieses Getriebe ermöglicht konstruktiv besonders einfache Lösungen.

Bei einer ersten 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 Zylinder system zur Umgebung abgedichtet und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und der erste Kolben eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Kolben aufweist.

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.

Bei einer weiteren Druckmittel-Getriebeausführung hat das Getriebe einen mit der Antriebseinrichtung verbundenen ersten Faltenbalg und einen mit dem Abwurfele ment verbundenen zweiten Faltenbalg, wobei die Faltenbälge miteinander kommunizierend verbunden sind, dieses kommunizierende Faltenbalgsystem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und der erste Faltenbalg einen kleineren Querschnitt als der zweite Faltenbalg aufweist.

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.

Bei beiden Druckmittel-Getriebeausführungen besteht weitgehende Freiheit bei der Wahl der Übersetzungsverhältnisse. Auch sind sehr einfache konstruktive Ausführungen möglich.

Bei der 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.

Wenn die Antriebsstange für den Abwurf einer Pipettenspitze axial bewegt wird, ge langt der Anlenkungsbereich der beiden Gelenkstäbe in den Bereich des ersten Füh rungsabschnittes, in dem er seitlich von gemeinsamen Achse der Antriebsbewegung und des Abwurfelementes ausweicht. Dabei legt einerseits die Antriebsbewegung ei nen größeren Weg als das Abwurfelement zurück und wird andererseits an dem Ab wurfelement eine größere Kraft zur Verfügung gestellt als auf die Antriebsstange aus geübt 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.

Bei allen Ausführungen kann das Abwurfelement eine Abwurfstange sein. Diese kann wiederum mit mindestens einem weiteren Element einer Abwurfeinrichtung verbun den sein. Das Befestigungselement kann ein Befestigungsansatz, eine Befestigungs aufnahme oder dgl. sein.

Die Pipettiersysteme können bei allen Arten von Pipetten verwirklicht werden, insbe sondere bei Kolbenhub- und Direktverdränger-Systemen, bei Einfachhub- und Dis penser-Systemen, bei Hand- und bei stationären Systemen, bei manuell und motorisch angetriebenen Systemen und bei Einhand- und Mehrkanal-Systemen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Pipettiersysteme sind aus der nachfolgenden Be schreibung von vier Ausführungsbeispielen ersichtlich.

In den Zeichnungen zeigt

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 Längs schnitt;

Fig. 8 Abwurfeinrichtung mit Gelenk-Getriebe mit nur einer Gelenkkette im Längs schnitt;

Fig. 9 dieselbe Abwurfeinrichtung in einem Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8.

Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele werden für entsprechende Bauelemente dieselben Bezugsziffern verwendet. Die zugehörige Be schreibung hat für sämtliche Ausführungsbeispiele Gültigkeit, die diese Bezugsziffern aufweisen.

Gemäß Fig. 1 hat ein erfindungsgemäßes Handpipettiersystem eine Handpipettiervor richtung 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Gehäuseschaft 3, der am unteren Ende ei nen Befestigungsansatz in Form eines Aufsteckkonus 4 aufweist.

Auf den Aufsteckkonus 4 ist eine Pipettenspitze 5 gesteckt, so daß sie festklemmt, je doch vom Aufsteckkonus 4 abgedrückt werden kann.

Oben ragt aus dem Gehäuse 2 ein Betätigungsknopf 6 heraus. Durch axiales Ein drücken 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 kann dieser federunterstützt in seine Ausgangsposition zurückfahren, wobei die Luft säule Flüssigkeit in die Pipettenspitze 5 einsaugen kann. Erneutes Eindrücken des Betätigungsknopfes 6 bewirkt einen Ausstoß der Flüssigkeit aus der Pipettenspitze 5.

Für ein anschließendes Lösen der Pipettenspitze 5 vom Aufsteckkonus 4 weist die Pi pettiervorrichtung eine Abwurfeinrichtung 7 auf. Diese hat eine verschieblich auf dem Gehäuseschaft 3 angeordnete Abwurthülse 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 Antriebs stange 10, die mittels eines Abwurfknopfes 11 betätigbar ist, der oben über das Ge häuse 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 seitli chen Vorsprung 9 der Abwurfhülse 8 zugeordnet.

Das Getriebe 12 ist ein Zugmittel-, Druckmittel- oder Gelenk-Getriebe. Es hat eine Untersetzung. Infolgedessen ist bei Betätigung der Abwurfeinrichtung 7 der Verschie beweg des Abwurfknopfes 11 größer als der Verschiebeweg der Abwurfhülse 8, über steigt jedoch die von der Abwurfhülse 8 auf den oberen Rand der Pipettenspitze 5 ausgeübte Kraft die auf den Abwurfknopf 11 ausgeübte Kraft. Fest sitzende Pipetten spitzen 5 lassen sich somit leichter von der Pipettiervorrichtung 1 lösen.

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.

Die Abwurfstange 13 ist durch eine quergerichtete Gehäusewand 18 geführt. Die Ab wurfstange 13 trägt unterhalb der Gehäusewand 18 einen Ring 19, der sie gegen ein Herausziehen nach oben sichert. Oberhalb der Gehäusewand 18 ist eine Druckfeder 20 auf der Abwurfstange 13 geführt, die sich einenends an der Gehäusewand 18 und an derenends an einem weiteren Ring 21 abstützt, der auf der Abwurfstange 13 sitzt.

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 Ab wurfstange 13 gesichert. Die Abwurfstange 13 ragt mit ihrem oberen Ende in die Füh rungsbohrung 17 hinein und der Lagerblock 22 ist in der Führungsnut 15 des Füh rungsblockes 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.

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 fest gelegt. Anderenends ist es unterhalb der Umlenkrolle 28 an einem Punkt 32 am Führungsblock 14 festgelegt.

Die Festlegung am Gehäuse 2 erfolgt beispielsweise mittels einer Schlaufe, die auf ei nem Zapfen 31 sitzt. Die Befestigung am Führungsblock 14 erfolgt beispielsweise mittels einer seilfesten Kugel oder einer anderen Verdickung, die von der Seite in eine Auf nahme geschoben wird, die einen Durchgang für das Seil 30 aufweist.

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 Durch gangsbohrungen auf, durch die die Enden des Seiles 30 nach außen geführt sind.

Bei unbetätigtem Abwurfknopf 11 nimmt das Getriebe 12' die gezeichnete Anord nung 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 Zugmittelge triebe 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.

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.

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 Festle gung kann sogar eine Viertelung des Kraftaufwandes erreicht werden. Weitere Varia tionen sind durch Rollenanordnungen und Seilführungen möglich, wie sie bei Fla schenzügen bekannt sind.

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 Antriebs stange 10 mit einem ersten Kolben 33 verbunden. Dieser ist axial verschieblich in ei nem 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 mit tels eines Schraubringes 36 zwischen Zylinder 34 und Abwurfstange 10 verpreßt, ähnlich wie bei einer Stopfbuchsdichtung.

Der maximale Durchmesser D₁ des Kolben 32 ist deutlich geringer als der Innen durchmesser des Zylinders 34.

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.

Die auf der Abwurfstange 13 geführte Feder 20 stützt sich einenends an der quergerich teten Gehäusewand 18 und anderenends an einem Absatz 40 an der Unterseite des Kolbens 37 ab.

Der von den Kolben 33, 37 begrenzte Innenraum des Zylinders 34 ist vollständig mit Hydraulikflüssigkeit 41 gefüllt.

Das Druckmittel-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 ent gegen 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 hy draulischen Übersetzungssystems gilt:

ü = D₂ ²/D₁ ²

Bei dieser Getriebeausführung ist man bei der Wahl des Übersetzungsverhältnisses ü sehr frei.

Statt dessen kann ein Pipettensystem gemäß Fig. 1 auch mit einem Druckmittel-Fal tenbalggetriebe 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 ein greift. Diese hat einen seitlich geöffneten Schlitz 46 zum Einschieben des Schlauchab schnittes 44.

Die Faltenbälge 42, 43 und der Schlauchabschnitt 44 sind mit einer Hydraulikflüssig keit 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).

Die Faltenbälge 42, 43 können so aus einem elastischen Material hergestellt sein, daß sie unbeaufschlagt das Bestreben haben, die in Fig. 5 gezeigte Ausgangsform anzu nehmen. Es ist aber auch möglich, diese Ausgangsform mittels einer zusätzlichen Fe dereinrichtung zu erzielen.

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 Falten balges 42 deutlich größer als der Expansionsweg Z des Faltenbalges 43. Hingegen drückt der Faltenbalg 43 mit einer deutlich größeren Abwurfkraft (F₂) auf die Ab wurfstange 13, als über die Antriebsstange 10 in den Faltenbalg 42 eingeleitet wird (F₁). Auch bei diesem hydraulischen Übersetzungssystem ist das Übersetzungsver hältnis ü (= F₂/F₁) gegeben durch:

ü = D₂ ²/D₁ ²

Das Pipettiersystem gemäß Fig. 1 kann vorteilhaft auch mit einem Gelenk-Getriebe 12 ^IV 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 an einem Punkt 49 zwei erste Gelenkstäbe 50, 50' angelenkt. An das obere Ende der Abwurfstange 13 sind an einem Punkt 51 zwei zweite Gelenkstäbe 52, 52' ange lenkt. Jeweils ein erster Gelenkstab 50, 50' und ein zweiter Gelenkstab 52, 52' sind anderenends an den Punkten 53, 53' aneinandergelenkt. Dort ist jeweils eine Rolle 54, 54' drehbar gelagert.

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 Füh rungsabschnitt 56, 56' von der vorerwähnten Achse und ist in einem zweiten Füh rungsabschnitt 57, 57' zu dieser Achse parallel.

Bei Betätigung der Abwurfeinrichtung durch Verschieben der Antriebsstange 10 in Pfeilrichtung können sich zunächst die Rollen 54, 54' innerhalb der Führung 47 be finden. 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 An triebsstange 10 ausgeübt wird. Deshalb wird vorteilhaft die Pipettenspitze 5 vom Auf steckkonus 4 abgedrückt, während die Rollen 54, 54' entlang des Führungsabschnittes 56, 56' bewegt werden. Im anschließenden zweiten Führungsabschnitt 57, 57' ent spricht die Bewegung der Abwurfstange 13 wiederum der Bewegung der Antriebs stange 10, wodurch bereits eine Pipettenspitze 5 beschleunigt abgedrückt werden kann.

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.

Anschließend an den ersten Führungsabschnitt 56, 56', in dem die Pipettenspitze ge löst wird, oder statt dessen kann für "den letzten Schwung" auf eine "weg-verstär kende" Übersetzung (z. B. 1 : 2 o. ä.) übergegangen werden. Beispiele für solche weite ren Führungsabschnitte 58, 58' und 59, 59' sind strichliert eingezeichnet.

Natürlich sind auch andere Konturen im Bereich der Führung 55, 55' denkbar.

Interessant ist auch, daß trotz Kraftverstärkung beim Abwurf der Pipettenspitze keine Gesamthubverkürzung eintreten muß, weil der beim Abwurf verringerte Hub der Ab wurfstange 13 am Ende des Abwurfvorganges nachgeholt werden kann.

Gemäß Fig. 8 und 9 kann ein Gelenk-Getriebe mit entsprechender Funktion auch ver wirklicht werden, indem die Antriebsstange 10 und die Abwurfstange 13 nur über zwei Gelenkstäbe 50, 52 miteinander verbunden sind und nur auf einer Seite der ge meinsamen 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.

Es versteht sich, daß Gelenk-Getriebe gemäß Fig. 7 bis 9 mit einer Federeinrichtung zusammenwirken können, welche auf die Abwurfstange 13 entgegen Betätigungs richtung wirken, um diese in eine Ausgangslage zurückzustellen.

Claims

1. Pipettiersystem mit

1. einer Pipettiervorrichtung (1) und mindestens einer daran lösbar befestigten Pi pettenspitze (5),
2. mindestens einem Befestigungselement (4) an der Pipettiervorrichtung (1), an dem die Pipettenspitze (5) befestigt ist,
3. einer Abwurfeinrichtung (7) an der Pipettiervorrichtung (1), die ein axial be wegliches Abwurfelement (13) zum Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befesti gungselement (4) bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes (13) und eine Antriebseinrichtung (10, 11) zum Antreiben der Axialbewegung des Ab wurfelementes (13) hat,
4. einem eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung (10, 11) in eine Axialbewegung des Abwurfelementes (13) übertragenden Zugmittel-Getriebe (12') mit dem die Abwurfstange (13) zumindest beim Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befestigungselement (4) 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 (5) ausübbar ist,
5. wobei die Antriebseinrichtung (10, 11) und das Abwurfelement (13) einander übergreifende Endabschnitte haben und das Zugmittel-Getriebe (12') eine an dem Endabschnitt des Abwurfelementes (13) drehbar gelagerte Umlenkrolle (28) und ein Seil (30) hat, das einenends bezüglich des Befestigungselementes (4) lagefest ist und anderenends an dem Endabschnitt der Antriebseinrichtung (10) festgelegt ist.

2. Pipettiersystem nach Anspruch 1, bei der das Abwurfelement (13) von einer der Axialbewegung beim Lösen der Pipettenspitze (5) entgegenwirkenden Federein richtung (20) beaufschlagt ist.

3. Pipettiersystem nach Anspruch 2, bei der die Federeinrichtung (20) eine zwischen einem bezüglich des Befestigungselementes (5) lagefesten Widerlager (18) und ei nem Widerlager (21) der Abwurfstange (13) wirksame Druckfeder ist.

4. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Antriebseinrich tung eine axial bewegliche Antriebsstange (10) und/oder einen manuell betätigba ren Abwurfknopf (11) aufweist.

5. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Endabschnitte der Antriebseinrichtung (10, 11) und des Abwurfelementes (13) teleskopierbar ineinander geführt sind.

6. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem an dem Endabschnitt der Abwurfelementes (13) ein Lagerblock (22) fixiert ist, an dem die Umlenkrolle (28) drehbar gelagert ist, der Endabschnitt der Antriebseinrichtung (10, 11) einen Führungsblock (14) mit einer den Lagerblock (22) aufnehmenden Führungsnut (15) mit einer seitlichen Öffnung (16) aufweist, aus der die Umlenkrolle (28) herausragt.

7. Pipettiersystem nach Anspruch 6, bei der ein über den Lagerblock (22) hinausra gendes Ende des Abwurfelementes (13) in einer an die Führungsnut (15) angren zenden Führungsbohrung (17) des Endabschnittes der Antriebseinrichtung (10, 11) geführt ist.

8. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zwischen Antriebsein richtung (10, 11) und Abwurfelement (13) eine weitere Federeinrichtung (25) an geordnet ist, die dem Übergreifen der Endabschnitte entgegenwirkt.

9. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die weitere Federein richtung (25) eine zwischen dem Lagerblock (22) und einer Stufe (26) zwischen Führungsnut (15) und Führungsbohrung (17) angeordnete Druckfeder (25) ist.

10. Pipettiersystem mit

1. einer Pipettiervorrichtung (1) und mindestens einer daran lösbar befestigten Pi pettenspitze (5),
2. mindestens einem Befestigungselement (4) an der Pipettiervorrichtung (1), an dem die Pipettenspitze (5) befestigt ist,
3. einer Abwurfeinrichtung (7) an der Pipettiervorrichtung (1), die ein axial be wegliches Abwurfelement (13) zum Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befesti gungselement (4) bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes (13) und eine Antriebseinrichtung (10, 11) zum Antreiben der Axialbewegung des Ab wurfelementes (13) hat,
4. einem eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung (10, 11) in eine Axialbewegung des Abwurfelementes (13) übertragenden Druckmittel-Getriebe (12") mit dem die Abwurfstange (13) zumindest beim Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befestigungselement (4) 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 (5) ausübbar ist,
5. wobei das Druckmittel-Getriebe (12") einen mit der Antriebseinrichtung (10, 11) verbundenen ersten Kolben (33) hat, der in einem Zylinder (34) verschieblich ist, das Druckmittel-Getriebe (12") einen mit dem Abwurfelement (13) verbundenen zweiten Kolben (37) hat, der in einem Zylinder (34) verschieblich ist, wobei die beiden Zylinder (34) miteinander kommunizieren, dieses kommunizierende Zylindersystem zur Umgebung hin abgedichtet und mit Hydraulikflüssigkeit (41) gefüllt ist und der erste Kolben (33) eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Kolben (37) aufweist.

11. Pipettiersystem nach Anspruch 10, bei dem die beiden Kolben (33, 37) in einem einzigen Zylinder (34) angeordnet sind.

12. Pipettiersystem nach Anspruch 10 oder 11, bei dem eine Antriebsstange (10, 13) des ersten Kolbens (33) und/oder des zweiten Kolbens (37) abdichtend durch eine Einführöffnung des Zylinders (34) geführt ist.

13. Pipettiersystem mit

1. einer Pipettiervorrichtung (1) und mindestens einer daran lösbar befestigten Pi pettenspitze (5),
2. mindestens einem Befestigungselement (4) an der Pipettiervorrichtung (1), an dem die Pipettenspitze (5) befestigt ist,
3. einer Abwurfeinrichtung (7) an der Pipettiervorrichtung (1), die ein axial be wegliches Abwurfelement (13) zum Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befesti gungselement (4) bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes (13) und eine Antriebseinrichtung (10, 11) zum Antreiben der Axialbewegung des Ab wurfelementes (13) hat,
4. einem eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung (10, 11) in eine Axialbewegung des Abwurfelementes (13) übertragenden Druckmittel-Getriebe (12''') mit dem die Abwurfstange (13) zumindest beim Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befestigungselement (4) 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 (5) ausübbar ist,
5. wobei das Druckmittel-Getriebe (12''') einen mit der Antriebseinrichtung verbundenen ersten Faltenbalg (42) und das Druckmittel-Getriebe (12''') einen mit dem Abwurfelement (13) verbundenen zweiten Faltenbalg (43) hat, die miteinander kommunizierend verbunden sind, wobei das kommunizierende Faltenbalgsystem mit Hydraulikflüssigkeit (41) gefüllt ist und der erste Faltenbalg (42) einen kleineren Querschnitt als der zweite Faltenbalg (43) auf weist.

14. Pipettiersystem nach Anspruch 13, bei dem die beiden Faltenbälge (42, 43) durch einen Schlauchabschnitt (44) miteinander verbunden sind.

15. Pipettiersystem nach Anspruch 14, bei dem zwischen den Faltenbälgen (42, 43) um den Schlauchabschnitt (44) eine radiale Nut (46) umläuft, in die eine Gehäu sewand mit einer den Schlauchabschnitt (44) aufnehmenden Öffnung (46) ein greift.

16. Pipettiersystem mit

1. einer Pipettiervorrichtung (1) und mindestens einer daran lösbar befestigten Pi pettenspitze (5),
2. mindestens einem Befestigungselement (4) an der Pipettiervorrichtung (1), an dem die Pipettenspitze (5) befestigt ist,
3. einer Abwurfeinrichtung (7) an der Pipettiervorrichtung (1), die ein axial be wegliches Abwurfelement (13) zum Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befesti gungselement (4) bei einer Axialbewegung des Abwurfelementes (13) und eine Antriebseinrichtung (10, 11) zum Antreiben der Axialbewegung des Ab wurfelementes (13) hat,
4. einem eine im wesentlichen axiale Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung (10, 11) in eine Axialbewegung des Abwurfelementes (13) übertragenden Gelenk-Getriebe (12 ^iv) mit dem die Abwurfstange (13) zumindest beim Lösen der Pipettenspitze (5) vom Befestigungselement (4) 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 (5) ausübbar ist,
5. wobei das Gelenk-Getriebe (12 ^iv) einen ersten Gelenkstab (50) aufweist, der an die Antriebseinrichtung (10, 11) angelenkt ist, das Gelenk-Getriebe (12 ^iv) einen zweiten Gelenkstab (52) aufweist, der an das Abwurfelement (13) angelenkt ist, wobei die beiden Gelenkstäbe (50, 52) anderenends aneinandergelenkt sind und im Anlenkungsbereich (53) entlang einer Führung (55) geführt sind, die einen ersten Führungsabschnitt (56) aufweist, dessen Abstand von einer gemeinsa men Achse der Antriebsbewegung und des Abwurfelementes (13) in Richtung von der Steuereinrichtung (10, 11) zum Abwurfelement (13) zunimmt und der so angeordnet ist, daß der Anlenkungsbereich (53) beim Lösen einer Pipettenspitze (5) entlang dieses ersten Führungsabschnittes (56) bewegbar ist.

17. Pipettiersystem nach Anspruch 16, bei dem im Anlenkungsbereich (53) der beiden Gelenkstäbe (50, 52) eine Rolle (54) drehbar gelagert ist, die an der Führung (55) abrollbar ist.

18. Pipettiersystem nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Führung (55) angrenzend an den ersten Führungsabschnitt (56) einen zweiten Führungsabschnitt (57) mit konstantem Abstand von der Achse des Abwurfelementes (13) aufweist.

19. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem die Führung (55) angrenzend an den ersten Führungsabschnitt (56) oder den Abwurfabschnitt (57) einen weiteren Führungsabschnitt (58, 59) hat, dessen Abstand von der Achse des Abwurfelementes (13) in Richtung von der Steuereinrichtung (10, 11) zum Ab wurfelement (13) abnimmt.

20. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem symmetrisch zur Achse des Abwurfelementes (13) aneinandergelenkte Gelenkstäbe (50, 52; 50', 52') und Führungen (55, 55') angeordnet sind.

21. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, das eine Handpipettiervor richtung (1) oder eine stationäre Pipettiervorrichtung aufweist.

22. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, das ein Einkanal- oder eine Mehrkanal-System ist.

23. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, das eine manuell, elektrisch oder anderweitig angetriebene Abwurfeinrichtung (9) aufweist.

24. Pipettiersystem nach Anspruch 23, bei dem die Antriebseinrichtung eine Antriebs stange (10) mit einem manuell betätigbaren Abwurfknopf (11) oder einem linearen motorischen Antrieb hat.

25. Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei dem die Pipettenspitze (5) an dem Befestigungselement mit einer Klemmkraft von mindestens 0,5 N, vor zugsweise von 0,5 bis 80 N befestigt ist, die von der Abwurfeinrichtung (7) über windbar ist.