DE2736551C3

DE2736551C3 - Pipette

Info

Publication number: DE2736551C3
Application number: DE2736551A
Authority: DE
Inventors: James Curtis Hayward Calif. Smith
Original assignee: Sherwood Medical Industries Inc St Louis Mo; Sherwood Medical Industries Inc
Current assignee: Sherwood Medical Co
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1977-08-13
Publication date: 1981-07-30
Also published as: FR2387684B3; FR2362667A1; JPS5735060B2; AU2784977A; AU506983B2; DE2736551B2; US4099548A; DE2736551A1; JPS5327489A; FR2387684A1; FR2362667B1

Description

ίο Die Erfindung betrifft allgemein Kolbenpipetten und insbesondere Kolbenpipetten für die wiederholte Ausgabe von Flüssigkeit.

In den letzten Jahren sind immer mehr in der Hand zu haltende Flüssigkeitsausgabepipetten in Laboratorien zur Durchführung von chemischen Untersuchungen in Gebrauch gekommen. Das wichtigste Verwendungsgebiet für solche Geräte si'.id medizinische und klinische Laboratorien, wo präzise Flüssigkeitsvolumina einer Flüssigkeit und e'.ner zu untersuchenden Probe gemischt werden müssen. Eine solche Pipette weist einen Kolbenzylinder und einen dicht eingesetzten Kolben auf. Ein Ende der Pipette, das in Strömungsmittelverbindung mit dem Kolbenzylinder steht, wird in die zu übertragende Flüssigkeit eingetaucht, ein präzises Volumen wird aufgezogen, gewöhnlich in eine wegwerfbare Spritze, und diese Flüssigkeit wird mit der Pipette in einen anderen Behälter entladen (US-PS RE 27 637, 38 55 867,3& 18 308 und 38 82 729).

Eine andere bekannte Pipettenart zur Verwendung in

so chemischen und medizinischen Laboratorien ist eine, bei denen ein Fiüssigkeitsvolumen in die Pipette eingezogen und dann ein bekannter Teil dieses Volumens jedesmal dann ausgegeben wird, wenn der Pipettenknopf gedrückt wird (DE-OS 22 03 174) bzw. kurzzeitig

J5 aus einer Raststellung freigegeben wird (US-PS 20 91 404).

Die Erfindung geht von einer Kolbenpipette der letztgenannten Art aus, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.

Bei dieser bekannten Kolbenpipette (siehe auch US-PS 31 61 323) ist es zwar möglich, den Pipettenkolben und den Kolbenzylinder von der Betätigungseinheit zu lösen, sei es zwecks Reinigung der Pipettenkolbeneinheit, sei es zwecks Auswechslung zur Änderung des Pipettiervolumens. Das Auswechseln bringt jedoch die Gefahr mit sich, daß der bei relativ kleinen Pipettiervolumina sehr dünne Kolben versehentlich verbogen wird. Überdies ist die Anordnung dieser bekannten Kolbenpipette für die Handhabung sehr ungünstig, da der Betätigungsknopf seitlich versetzt zur Kolbeneinheit angeordnet ist und vor allem orthogonal zur Achse der Kolbeneinheit betätigt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Kolbenpipette dieser Art verfügbar zu machen, bei der eine Betätigung im wesentlichen koaxial zur Kolbeneinheit möglich ist und bei der das Lösen der Kolbeneinheit (die ja dann nicht mehr von oben zugänglich ist, wie bei der bekannten Kolbenpipette) trotzdem ohne weiteres möglich ist, wobei die Gefahr einer Verbiegung der Kolbenstange ausgeschaltet sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Damit größere Toleranzen für den Gleitnocken einerseits und das damit zusammenwirkende Kolbenende andererseits zulässig sind, wird der Gleitnocken ?weckmäßigerweise gemäß Anspruch 2 ausgebildet.

Bei einer derartigen Ausbildung des Gleitnockens ergibt sich die Möglichkeit, für diesen eine Zwischen-

stellung vorzusehen, ohne daß die einwandfreie Festlegung des Kolbens leidet. Eine solche Zwischenstellung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zur einwandfreien Lösung eines spezieller. Problems ausgenutzt werden. Der Anschlußblock der erfindungs- => gemäßen Kolbenpipette muß weit genug vorgeschoben werden, damit die Kolbeneinheit gelöst werden kann. Wenn das durch den normalen Betätigungsmechanismus der Betätigungseinheit erfolgt, besteht die Gefahr, daß der Anschlußblock versehentlich wählend dos Normalbetriebes in die Lösestellung kommt. Um das zu vermeiden, wird gemäß der Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 3 eine Möglichkeit geschaffen, ein anderes Betätigungselement der Betätigungseinheit dazu zu verwenden, den Anschlußblock in die Lösestellung zu bringen. Ein solches zusätzliches Betätigungselement ist sowieso erforderlich, wenn ein spezieller Ratschenmechanismus zum Vorschub des Kolbens verwendet wird, da mit einem solchen Ratschenmechanismus ein Füllen der Pipette ein zusätzliches Betätigungselement erfordert, so daß wenigstens bei derartigen Kolbenpipetten kein zusätzlicher Aufwand erforderlich ist

Um mit Kolbenpipetten der hier interessierenden Art exakte Volumina ausgeben zu können, ist es erforderlieh, den Luftraum zwischen zu pipettierender Flüssigkeit und Kolbenunterseite so klein wie möglich zu halten. Das geschieht beim erstmaligen Füllen einer neuen oder gereinigten Kolbeneinheit dadurch, daß der Kolben über seinen normalen Arbeitsweg hinaus möglichst bis an das Ende des Zylinders in diesen hineingeschoben wird. Um das auch bei einer erfindungsgemäßen Kolbenpipette durchführen zu können, ohne versehentlich die Kolbeneinheit von der Betätigungseinheit zu lösen, wird gemäß Anspruch 4 eine Sicherung in der Weise geschaffen, daß zum Erreichen der Löseposition zunächst die Kolbeneinheit gegenüber der Betätigungseinheit verschiebbar gemacht werden kann, und erst die Eröffnung dieser Verschiebemöglichkeit den Weg für den Anschlußblock bis zur Löseposition freigibt.

Eine Kolbeneinheit, die speziell für die vorteilhafteste Ausführungsform der Erfindung geeignet ist, ergibt sich aus Anspruch 6.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Verwendung einer Kolbenpipette für die wiederholte Entladung von gleichen Flüssigkeitsvolumina am Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 das Füllen der Pipette nach Fig. 1 mit Flüssigkeit;

F i g. 3 die leicht lösbaren Bauteile der Pipette nach Fig. 1 und 2;

Fig.4 eine auseinandergezogene Darstellung der inneren Konstruktion der Pipette nach F i g. 1 bij 3;

Fig.5 einen Längsschnitt durch die Pipette nach Fig. 1 bis 4;

F i g. 6, 7 und 8 den oberen Teil der internen Komponenten der Pipette gemäß F i g. 5 in verschiedenen Positionen;

F i g. 9 bis 14 verschiedene Schnitte durch die Pipette nach den F i g. 1 bis 8 entsprechend den Linien 9-9, 10-10,11-11,12-12,13-13und 14-14in Fig.5;

Fig. 15 und 16 gewisse Hauptkomponenten der Pipette nach Fi g. 1 —14 in zwei verschiedenen Positionen;

Fig. 17—22 Schnitte durch den unteren Teil der Pipette nach Fig. 1 — 16, wobei die internen Kompontenten verschiedene Positionen einnehmen;

F i g. 23 eine auseinandergezogene Darstellung einiger Komponenten der Pipette nach F i g. \ — 22;

Fig.24, 25 u. 26 eine Aufsicht auf die drei Komponenten, die in F i g. 23 dargestellt sind, und

F i g. 27 und 28 Kolbeneinheiten unterschiedlicher Größe, die mit der Pipette nach F i g. 1 —26 verwendbar sind.

Die gesamte Arbeitsweise einer Kolbenpipette soll anhand der Fig. 1—3 beschrieben werden. Eine Betätigungseinheit 11 weist einen Hauptgehäuseteil 13 und einen Klemmdeckel 15 auf. Diese beiden Komponenten bilden ein längliches Pipettengehäuse, das von einer menschlichen Hand leicht auf der Außenseite ergriffen werden kann und im Inneren den größten Teil der arbeitenden Teile der Pipette enthält Eine Handgriff-Kappe 17 ist an einem Ende des Pipettengehäuses angeordnet. Ein Kolbenvorschubknopf 19 ist an einem Klinkenstab 21 befestigt, der in die Pipette hineinreicht. Ein getrennter Lade-Schiebeknopf 23 ist an einem Ladeschlitten 25 befestigt, der auch in das Innere der Pipette reicht, um verschiedene Operationen durchzuführen, die im folgenden beschrieben werden.

Eine Kolbeneinheit 27 ist lösbar am anderen Ende der Betätigungseinheit 11 mittels eines Kolbeneinheit-Freigabekragens 29 befestigt, der an das andere Ende des Hauptgehäuseteils 13 angeschraubt ist Die Kolbeneinheit 27 weist als Hauptkomponente einen Zylinder 31 auf. Eine Kolbenstangeneinheit 33 gleitet innerhalb des Zylinders 31 hin und ner. Eine Nadel 35 ist lösbar an einem freien Ende des Zylinders 31 befestigt. Solche Spitzen sind im Handel erhältlich und sind gewöhnlich in einer hygienischen Abdeckung 37 enthalten.

Der allgemeine Betrieb dieses Gerätes wird in Verbindung mit Fig. 1—3 beschrieben. Wenn Flüssigkeit innerhalb des Zylinders 31 vorhanden ist, wird ein gewünschtes Flüssigkeitsvolumen, beispielsweise ein Tropfen 38, dadurch aus der Nadel 35 ausgegeben, daß der Knopf 19 einmal voll herabgedrückt wird, bis ein formschlüssiger Anschlag gefühlt wird. Der Knopf 19 kehrt federnd in seine Normalposition zurück und ein weiterer Flüssigkeitstropfen kann dadurch erhalten werden, daß wieder der Knopf 19 in ähnlicher Weise gedrückt wird. Wenn die Kolbeneinheit 33 soweit wie möglich in den Zylinder 31 hineingetrieben ist, muß der Zylinder 31 wieder mit Flüssigkeit gefüllt werden, wie in F i g. 2 dargestellt. Wenn der Ladeschlitten 25 durch seinen Knopf 23 gezogen wird, wird die Kolbenstangeneinheit 33 aus der Kolbenkammer 31 in die Betätigungseinheit 11 zurückgezogen und damit wird Flüssigkeit durch die Nadel 35 eingezogen. Wenn die Pipette mit einer anderen Flüssigkeit verwendet werden soll, wird die Kolbeneinheit 27 abgenommen und entweder gesäubert oder eine neue an der Betätigungseinheit 11 befestigt.

Der Innenaufbau der Betätigungseinheit 11, der die schrittweise Flüssigkeitsausgabe und die Flüssigkeitsfüllung ermöglicht, wird hauptsächlich in Verbindung mit Fig.4 und 5 beschrieben. Eine zentrale interne Komponente ist ein Zahnstangentragschlitten 41, der eine Zahnstange 43 auf einer Seite trägt. An einem Ende des Zahnstangentragschlittens 41 befindet sich ein Anschlußblock 45, der es erlaubt, die Kolbenstangeneinheit 33 lösbar daran zu befestigen, die noch näher erläutert wird.

Eine Klinke 49 mit einer in die Zahnstangenzähne eingreifenden Spitze 51 ist an einem Stab 53 befestigt, der seinerseits an dem Stab 21 des Knopfes 19 befestigt

ist. Die Klinke 49 ist am Punkt 55 angelenkt, bei dem es sich um einen dünnen, geformten Kunststoffbereich handelt, der leicht um den begrenzten Betrag verbiegbar ist, der für den Betrieb des Gerätes benötigt wird. Eine freitragende Feder 57 drängt die Klinke 49 normalerweise so, daß sie um das Gelenk 55 derart rotiert, daß die Spitze 51 in eine Zahnlücke der Zahnstange 43 eingreift.

Eine Klinkenführung 59 wird fest mit Bezug auf das Hauptgehäuseteil 13 gehalten und enthält eine Öffnung, durch die die Stäbe 21 und 53, und ein oberer Teil 61 der Klinke 49 hin- und hergleiten. Eine Feder 63 ist innerhalb der Klinkenführung 59 vorgesehen, um normalerweise die obere abrupte Kante des Oberteils 61 der Klinke 49 in Eingriff mit einem passenden Vorsprung 65 (F i g. 5) der Kurvenführung 58 zu halten. Die durch das Drängen der Feder 63 bewirkte Ruhelage ist in Fig. 5 dargestellt. Die Klinkenführung 59 ist so orientiert, daß der Hin- und Hergleitweg der Stange 53 und der Klinkeneinheit 49 parallel zum Gleitweg des Zahnstangentragschlittens 41 verläuft.

Zwischen diesen beiden parallelen Gleitwegen befindet sich eine Trennwand 66, die Teil der Klinkenführung 59 ist. Eine Endfläche 67 der Wand 66 dient als Nocken für die Klinke 49. Eine Unterseite 69 der Klinke 49 reitet als Nockenfolger über der Nockenfläche 67 und wird mit der Blattfeder 57 gegen diese gedrängt. Die Form der Unterseite 69 und die Form und Position der Nockenfläche 67 sind so, daß die in die Zahnstange 43 eingreifende Spitze 51 der Klinke 49 normalerweise von der Zahnstange 43 gelöst ist, eine Position, die in F i g. 5 dargestellt ist. Wenn der Knopf 19 aber gedrückt wird, dreht sich die Klinke 49 um ihr Gelenk 55 und über die Nockenfläche 67 in Eingriff mit der Zahnstange 43, um die Zahnslange 43 um eine Distanz zu bewegen, bis die Füße 71 und 73 gegen eine Anschlagwand 75 anschlagen, wie in F ι g. 6 und 7 dargestellt. Es ist erwünscht, daß die Klinke 49 so geformt ist, daß sie. mit Hilfe der freitragenden Feder 57. die Anschlagwand 75 zunächst mit ihrem Fuß 73 berührt, wie in F i g. 6 dargestellt. Der Fuß 73 ist am weitesten von der Zahnstange 43 entfernt. Dadurch sorgt ein weiteres Vordrängen der Klinke 49 gegen die Anschlagwand 75. so daß der Fluß 71 auf die Wand 75 auftrifft, dafür, daß die Zahnslange 43 den gewünschten Schritt vorgeschoben wird, ohne daß sie nach oben zurückgleitet. Diese Aufwärtsbewegung ist eine unerwünschte Möglichkeit, die sich ergeben könnte, wenn der Fuß 71 als erster auf die Anschlagwand 75 auftrifft.

Sobald der Knopf 19 so weit in den Hauptgehäuseteil 13 hineingedrängt worden ist, wie durch die Anschlag w and 75 zugelassen wird, wie in F ι g. 7 dargestellt, sorgt das Loslassen des Knopfes 19 dafür, daß die gesamte Klinkenantriebseinheit mit der Feder 63 in eine Ruheposition zurückgeführt wird, die in F i g. 8 dargestellt ist. Damit die kleine Zugkraft, die dadurch verursacht wird, daß die Klinke 49 von der Zahnstange 43 entfernt wird, nicht bewirkt, daß sich diese aufwärtsbewegt, ist ein Andruckstück 77 verschiebbar in einer Halterung 79 enthalten und wird mit einer Feder 81 gegen den Zahnstangentragschlitten 4t gedrängt. Dadurch, daß irgendeine unerwünschte Bewegung der Zahnstange 43 in Aufwärtsnchtung entweder beim Eingriff oder beim Losen der Klinke 49 verhindert wird, ergibt sich der Vorteil, daß aus der Kolbenkammer 31 ein Flussigkeitsvolumen entladen wird, das einen höheren Grad an Genauigkeit und Wiederholbarkeit hat

Wie aus Fig.5—8 erkennbar ist, sorgt ein einfaches Drücken des Knopfes 19 dafür, daß sich der Zahnstangentragschlitten 41 nur um eine kleine Distanz bewegt. Dadurch bewegt sich ein zylindrischer Kolben

"> 83 als Teil der Kolbenstangeneinheit 33 weiter nach unten durch eine Strömungsmitteldichtung 85 in den Zylinder 31, um durch eine öffnung 87 am Ende des Zylinders 31 ein erwünschtes kleines Flüssigkeitsvolumen zu entladen. Ein Nadelverriegelungsadapter 89, der

ι» als Teil des Endes des Zylinders 31 geformt ist, erlaubt die Befestigung einer handelsüblichen Nadel 35. Die interne Passage der Nadel 35 ist mit der Passage 87 des Nadelverriegelungsadapters 89 ausgefluchtet. Damit steht sie in Strömungsmittelverbindung mit dem

'·'> Zylinder 31.

Nach etwa 25 einzelnen. Entladungen eines präzisen Flüssigkeitsvolumen durch die Nadel 35 ist der Zahnstangentragschlitten 41 so weit nach unten getrieben worden, wie die Klinke 49 ihn treiben kann.

-" Diese Position ist in Fig. 15 und 16 dargestellt. Die Struktur, mit der der Kolben 83 nach oben aus dem Zylinder 31 herausgezogen werden kann, um diese wieder mit Flüssigkeit zu füllen, wie oben in Verbindung mit F i g. 2 besprochen, soll jetzt hauptsächlich in

-■*' Verbindung mit F i g. 4,5, i 5 und 16 beschrieben werden. Es wird dafür gesorgt, daß der Ladeschlitten 25 in den Schlitzen 91 und 93 einer Zahnstangenführung 95 hin- und hergleitet. Der Ladeschlitten 25 weist orthogonale Vorsprünge 97 an dem Knopf 23 fern dem Ende auf.

^!" Diese Vorsprünge 97 reiten innerhalb einer rechteckigen Öffnung 99. die über die Länge der Zahnstangenführung 95 läuft. Der Zahnstangentragschlitten 41 weist einen Kolbenrückzugsstift 101 auf, der auch innerhalb des Schlitzes 99 positioniert ist. Der Zahnstangentrag-

'■' schlitten 41 wird mit einer durch das Andruckstück 77 und die Feder 81 ausgeübten Kraft so gehalten, daß er gegen eine Außenfläche der Zahnstangenführung 95 hin- und hergleiten kann. Wenn der Ladeschlitten 25 so nach oben aus dem Hauplgehäuseteil 13 herausgezogen

·"' wird, greifen die Vorsprünge 97 an der Unterseite des Stiftes 101 an und ziehen den Zahnstangentragschlitten 41 (und damit die daran befestigte Kolbenstangeneinheil 33) aufwärts, wie deutlich in Fig. 16 dargestellt. Wenn die Nadel 35 in Flüssigkeit eingetaucht ist. wie in Fig. 2 dargestellt, sorgt dieser Vorgang dafür, daß zusätzliche Flüssigkeit in die Nadel und den Kolbenzyhnder 31 eingezogen wird. Da die Vorsprünge 97 und der Stift 101 eine Einwegverbindung zwischen dem Ladeschlitten 25 und dem Zahnstangentragschlitten 41

"'" bilden, kann der Ladeschlitten 25 nach dem Füllen in seine Ruhelage zurückgeführt werden, wie in Fig.5 dargestellt ist. indem der Ladeschlittenknopf 23 so weit Vvie möglich in die Betatigungseinheit ti gedruckt wird.

Der Ladeschlitten 25 kann auch verwendet werden,

^v> -wenn sich der Zahnstangentragschlitten 41 in einer gewissen Position befindet, um den Zahnstangenlragschlitten 41 nach unten zu drängen, so daß der Kolben 83 in einer »Überlauf«-Position geht. Mit »Oberlauf« soll gesagt werden, daß der Zahnstangentragschlitten 41

"■" und der damit verbundene Kolben 83 weiter nach unten getrieben werden als die Klinke 49 und die zugehörige Einheit ihn treiben kann. Eine solche Oberlaufposition is* nützlich beim Füllen des Zylinders 31 mit Flüssigkeit, wie noch erläutert wird.

*' hin zweiter Stift 105. der sich aus dem Anschlußblock 45 nach außen erstreckt, der Teil des Zahnstangcntragschliitens 41 ist. ergibt einen Anschlag, gegen den die I Intersciten der Vorsprunge 97 des l^dcschlittens 25

gedrängt werden können. Aber damit der Stift 105 sich nicht im Wege der Stange 25 befindet, wenn diese nach dem Laden in die Ruheposition gem. Fig. 5 zurückgeführt wird, kann sich der Stift 105 sowohl durch einen Schlitz 108, der längs eines Großteils der Länge des Ladeschlittens 25 verläuft, und den Schlitz 99 der Zahnstangenführung 95 erstrecken. Der Stift 105 dient in seiner Anschlagposition, wenn der Ladeschlitten 25 in der Weise nach oben gezogen wird, daß dem Stift 105 erlaubt wird, am offenen Ende des Schlitzes 108 an einem Ende des Ladeschlittens 25 herauszutreten. Aber der Stift 105 ist weiterhin nur dann in einer Position, in der er am Ende der Vorsprünge 97 eines abwärtslaufenden Schlittens 25 anschlagen kann, wenn der Mechanismus innerhalb des Anschlußblockes 45 eine solche Bewegung erlaubt.

Der Mechanismus innerhalb des Anschlußblockes 45 wird jetzt hauptsächlich in Verbindung mit F i g. 4,7 und 13 beschrieben. Der Stift 105 ist fest an einem Ende eines Nockenfolgerhalters 107 befestigt, der so gehalten wird, daß er innerhalb einer Öffnung 109 des Anschlußblockes 45 hin- und hergehen kann. Die Öffnung 109 ist im wesentlichen senkrecht zum Laufweg des Zahnstangentragschlittens 41, wenn sich dieser beim Betrieb der Pipette hin- und herbewegt. Eine Hülse 111 paßt mit ihrer öffnung über einen extremen Stangenendenteil 113 der Kolbenstangeneinheit 33, wobei diese Kombination in einer öffnung im Boden des Anschlußblockes aufgenommen wird, der durch die Öffnung 109 und im wesentlichen senkrecht zu dieser passiert. Die Kombination der Hülse 111 und des Stangenendes 113 paßt auch in eine ovale öffnung 115 des Nockenfolgerhalters 107. Die öffnung 115 orientiert den Stift 105 senkrecht zum Zahnstangenschlitten 25. Ein Anschlagstift 46, der durch die Öffnung des Blockes 45 hindurchtritt, dient dazu, für eine akkurate Positionierung der Kolbenstange 33 zu sorgen, und zwar durch einen Anschlag gegen das Kolbenstangenende 113.

Fest an einem Knde des Nockenfolgerhalters 107 gegenüber dem Stift 105 ist ein Nockenfolger 117 befestigt. Eine Keder 119 ist zwischen dem Nockenfolger 117 und einer Seite des Anschlußblockes 45 gefangen, so daß die Gesamtheit von Nockenfolger 117 und Nockenfolgereinheit nach rechts, gesehen in den Zeichnungen, gedrängt wird. Innerhalb eines hohlen Teils des Nockenfolgers 117 befindet sich ein Plunger 121. der nach links, gesehen in den Zeichnungen, mit einer Feder 123 gedrängt wird. Der Plunger 121 wird durch eine öffnung 125 in eine V-Kerben-Aufnahme 127 des Kolbenstangeinheitsende-Teils 113 gedrängt. Der Plunger 121 ist so angespitzt, daß er sich der Form der Vertiefung 127 anpaßt. Es ist jedoch vorzuziehen, daß eine Kante des Plungers i2i die obere Käme der Vertiefung 127 berührt, um das Stangenende 113 glatt gegen den Anschlagstift 46 zu halten, statt daß die Spitze des Plungers 21 voll in die Vertiefung 127 eingreift. Das gewährleistet eine sichere Verbindung der Kolbenstange 33 mit dem Block 45 ohne eine Relativbewegung dazwischen. Die Vertiefung 127 ist vollständig um den Außenumfang des sonst zylindrisch geformten Stangenteils 113 geformt, so daß der Plunger 121 in der Vertiefung sitzen kann, ohne von der Drehposition der Kolbenstangeneinheit 33 abhängig zu sein.

Wie am besten aus F i g. 13 erkennbar ist. erlaubt es die ovale Form der öffnung 115 im Nockenfolgerhalter 107 dem Halter 107. eine Distanz zwischen den Extrempositionen, in denen er gegen die Hülse 111 auf den entgegengesetzten Seiten derselben an den Enden der Öffnung 115 anschlägt hin- und herzugleiten. Die Nockenfolgerhalterposition wird durch einen Nocken 129 gesteuert, der innerhalb des Gehäuses 13 in einer ^r) Richtung längs der Pipettenlänge befestigt ist. Der Nockenfolger 117 wird damit gegen die Nockenfläche 129 gedrängt. Eine kontrollierte seitliche Bewegung des Nockenfolgerhalters 107 und Nockenfolgers 117 wird damit in Abhängigkeit von der seitlichen Position des

ίο Zahnstangentragschlittens 41 längs der Länge der Pipette erreicht.

Die spezielle Form des Nockens 129 kann am vollständigsten aus Fig. 5 erkannt werden, wenn auch der Nocken in den Fig. 15 bis 22 dargestellt ist. Eine

η erste, innerste Nockenflächerilänge 131 erstreckt sich über den größten Teil des Flüssigkeitsentladungszyklus des Gerätes. Eine Übergangsfläche 133 verbindet stufenlos die Fläche 131 mit einer zweiten Hauptnokkenfläche 135, die um eine größere Distanz als die

m Fläche 131 vom Bewegungsweg des Zahnstangentragschlittens 41 entfernt ist. Ein weiterer Übertragungsabschnitt 137 führt zu einer weiteren, dritten Hauptnokkenfläche 139 am Boden der Pipette.
Der Zahnstangentragschlitten 41 kann so betrachtet

;^r> werden, als ob er drei klar getrennte Betriebspositionsbereiche hat, die sich von der obersten Position angrenzend an das Knopfende der Betätigungseinheit, vergl. Fig. 5. bis zur untersten Kolbeneinheitlöseposition erstrecken, vergl. Fig. 19. Jedes dieser Segmente

in des Betriebes und eine Erläuterung der Art und Weise, in der die Nockeneinheit unterschiedliche Positionen in jedem dieser drei Segmente einnimmt, sollen jetzt erläutert werden. Das erste Bewegungssegment des Zahnstangentragschlittens 41 kann als sein »Flüssig-

ii keitsentladungsbereich« bezeichnet werden, der sich von der Position gem. Fig. 5 bis zur Position gem. F i g. 15 des Zahnstangentragschlittens 41 erstreckt. Der Schlitten 41 wird von der Klinkeneinheit unter Kontrolle des Druckknopfes 19 durch diesen Bereich

A'.t von der Spitze bis zur in Fig. 15 dargestellten Position bewegt. Jede weitere Bewegung des Zahnstangentragschlittens 41 wird durch Betrieb des Ladeschlittens 25 durch dessen Knopf 23 erreicht. Gem. Fig. 16 kann der Zahnstangentragschlitten, und damit die daran befestig-

*' te Kolbeneinheit, durch Eingriff zwischen den Vorsprüngen 97 des Ladeschlittens 25 und dem Stift 101 auf der Rückseite des Zahnstangentragschlittens 41 zurückgezogen werden. Dieser Vorgang ist in Fig. 16 dargestellt, wo, wenn eine am Ende der Kolbeneinheit

•w befestigte Spitze in eine Flüssigkeit eingetaucht ist. während dieses Vorgangs Flüssigkeit in den Zylinder 31 gezogen wird. Dieses Füllen wird verwendet, wenn exakt die gleiche Flüssigkeit anschließend ausgegeben werden soll. Wenn eine andere Flüssigkeit von dem

is Gerät ausgegeben werden soll, wird eine andere Ladeprozedur vorgenommen, wie sie später in Fig.22 beschrieben wird.

Aus den Positionen der in Fig. 15 dargestellten Komponenten ist ersichtlich, daß der Nockenfolger 117

mi keine Fläche des Nockens 129 berührt Das liegt daran, daß eine Bewegung der Nockeneinheit innerhalb des Blocks 45 gegen die Nachgiebigkeit der Feder 119 durch den Stift 105 behindert wird, der an der Rückseite des Ladeschlittens 25 anliegt Da jedoch die zweite

«■· Hauptnockenfläche 135 gegenüber dem Übergangsabschnitt 137 nach rechts versetzt ist. sorgt ein Entfernen des Ladeschlittens 25 derart, daß seine Endvorsprünge 97 am Stift 105 vorbeilaufen, dafür, daß die Nockenein-

heit nach rechts in eine Position schnappt, die durch die Nockenfläche 135 begrenzt ist. Diese letztere Position ist in Fig. 16 und 17 dargestellt. Der Stift 105 befindet sich dann in einer Position, an der der Boden des Ladeschlittens 25 an ihn anschlagen kann und er durch « sein zweites Hauptlaufsegment betrieben werden kann, das als »Überlaufbereich« des Zahnstangentragschlittens 41 bezeichnet werden kann. Der Knopf 23 wird dann nach unten in die Betätigungseinheit geschoben, bis ein fester Widerstand fühlbar ist, bei dem es sich um in einen Anschlag des Kolbens 83 am Boden des Zylinders 31 handelt. In dieser Position verläßt die Spitze des Nockenfolgers 117 gerade die Nockenfläche 135 und tritt in den Übergangsabschnitt 137 des Nockens 129 ein.

Eine Funktion des »Überlaufbereichs« des Schlittens 41 ist es, eine Minimierung des toten Luftraums innerhalb des Kolbenzylinders 71 und der Spitze 35 zu erlauben, wenn ein leerer Zylinder erstmals mit Flüssigkeit gefüllt wird. Das erfolgt, wenn die Pipette 2» mit einer anderen Flüssigkeit als bisher benutzt wird, da eine Säuberung der Kolbeneinheit stattfinden muß, oder wenn die Kolbeneinheiten in einer noch zu beschreibenden Weise ausgewechselt werden. Ein solcher Füllvorgang soll hauptsächlich in Verbindung mit F i g. 12 beschrieben werden. Wenn einmal der Schlitten 41 durch die Abwärtskraft gegen den Stift 105 in seine extreme Überlaufposition gedrängt worden ist, wird er durch Angriff der Vorsprünge 97 des Ladeschlittens 25 am Stift 101 des Schlittens 41 wieder aufwärtsgehoben. Der Füllvorgang wird durch ein automatisches Luftspülsystem unterstützt, das aus den beiden konzentrisch gehaltenen Kolbensegmenten 83 und 141 unterschiedlichen Durchmessers besteht, die durch ein zwischengeschaltetes zylindrisches Segment 143 verbunden sind, das einen kleineren Durchmesser hat als der Hauptkolben 83. Die kreisförmige Dichtöffnung 85 ist vorgesehen als Strömungsmitteldichte Abdichtung für den Kolben 83, und eine zweite kreisförmige Dichtung 145 ist vorgesehen, um die Außenseite des größeren zylindri- ίο sehen Kolbensegments 141 strömungsmitteldicht abzudichten. Die Dichtungen 85 und 145 sind als Teile eines einheitlichen Dichtungsblockes 147 ausgebildet, der aus einem weichen, nachgiebigen Material hergestellt ist.

Der große Kolben 41 ist so bemessen, daß Luft aus dem Zylinder 31 gesaugt wird, so daß, wenn sich der Kolben 83 aufwärtsbewegt und gerade mit der Dichtung 85 dichtet, alle Luft herausgesaugt ist. Eine weitere Aufwärtsbewegung des Zahnstangentragschlittens 41 und damit des daran befestigten Kolbens 83, zu der v> extremen Ruhelage am Beginn des »Flüssigkeitsentladungsbereichs« gem. F i g. 5 sorgt dafür, daß der Zylinder 31 mit Flüssigkeit gefüllt wird.

Hauptsächlich aus F i g. 18 ist zu erkennen, daß, wenn der Zahnstangentragschlitten 41 sich im »Oberlaufbe- w reich« befindet der Plunger 121 weiterhin in den Schlitz 127 eingreift, um die Kolbenstangeneinheit 33 an Ort und Stelle zu halten, obwohl die Nockeneinheit sich von ihrer vorherigen Position während des größten Teils »Flüssigkeitsentladungsbereich« nach rechts bewegt hat w> und dadurch der Stift 105 in die Position für die Abwärtsbetriebsbewegung durch den Stift 105 in die Position für die Abwärtsbetriebsbewegung durch den Schlitten 15 gekommen ist Das wird dadurch erreicht wie am besten aus F i g. 7 und 13 erkennbar ist daß ein Raum 151 vorgesehen wird, wenn der Nockenfolger 117 auf dem am weitesten links positionierten Nockenflächensegment 131 reitet Dieser Raum 151 ve.schwindet wie aus Fig. 17 oder 18 erkennbar ist, wenn der Schlitten 41 sich am Boden seines Flüssigkeitsentladungsbereichs befindet oder in seinen Überlaufbereich getrieben ist. Jede weitere Bewegung des Nockenfolgers 117 und des daran befestigten Nockenfolgerhalters 107 nach rechts sorgt dafür, daß der Plunger 121 von der Kerbe 127 des Kolbenstangeneinheitsendes 113 gelöst wird. Das ist in Fig. 19 dargestellt. Um den positiven Anschlag zu überwinden, der gegen den Kolbenzylinder 31 am Boden des Überlaufbereichs geführt wird, wird der Kolbeneinheitslösekragen 29 auf der Außenseite des Bodens des Pipettenkörpers abgeschraubt, um eine Abwärtsbewegung des Kolbenzylinders 31 zu erlauben. Dem Kragen 29 ist nur eine volle Drehung erlaubt, ohne Lösung, um diese Freigabe zu bewirken. Das entfernt den Anschlag und erlaubt es dem Ladeschlitten 25, durch den Stift 105 den Schlitten 41 noch weiter durch seinen dritten Bereich zu drängen, der als »Kolben-Ablösebereich« bezeichnet werden kann.

Sobald die Kolbenstangeneinheit 33 von ihrer Verbindung mit dem Block 45 gelöst ist, wird der Zylinder 31 selbst von seiner Verbindung mit der Außenseite des Bodens des Gehäuses 13 durch Drehung in noch zu erläuternder Weise gelöst. Dies Ergebnis nach Entfernung der Kolbeneinheit 27 ist in Fig. 20 dargestellt. Die Kolbeneinheit 27 kann gesäubert oder eine neue Kolbeneinheit in der in Fig.21 dargestellten Weise eingesetzt werden, wobei ein Wiederanziehen des Kragens 29 dafür sorgt, daß der Block 45 und der Zahnstangentragschlitten 41 zum Boden des Überlaufbereichs zurückkehren, so daß Flüssigkeit geladen werden kann, wie oben in Verbindung mit Fig.22 beschrieben. Die beschriebene Kolbeneinheit ist perspektivisch in Fig. 27 dargestellt, und es ist in Verbindung mit F i g. 28 zu erwähnen, daß die gleiche Betätigungseinheit einen Kolben und eine Kolbenzylindereinheit mit größerem Durchmesser für unterschiedliche Volumina der Flüssigkeitsentladung jeweils beim Drücken des Knopfes 19 aufnehmen kann.

Hauptsächlich in Verbindung mit F i g. 23 bis 26 wird die Struktur beschrieben, die eine leichte Dreh-Lösung des Zylinders 31 von der Betätigungseinheit erlaubt, um die gesamte Kolbeneinheit 27 zu entfernen. Ein oberes Ende des Zylinders 31 weist einen verbreiterten Teil 161 zur Aufnahme des Dichtungsblocks 147 auf. Ein freies Ende des zylindrischen Teils 161 schließt mit Oberflächen in einer Ebene senkrecht der Achse des Zylinders 31 ab. In dieser Ebene befindet sich ein äußerer kreisförmiger Teil 163, dessen Krümmungsmittelpunkt mit der Achse des Zylinders 31 zusammenfällt, und drei nach außen vorstehende Flansche 165. Jeder dieser Flansche 165 weist ebenfalls eine äußere Kreisfläche auf, deren Krümmungsmittelpunkt mit der Achse des Zylinders 31 zusammenfällt und die gleiche Abstände um das kreisförmige Ende 163 haben, um Zwischenräume zu schaffen. Jeder der Flansche 165 endet längs einer radialen Linie mit einem Zentrum in der Achse des Zylinders 31.

Eine angepaßte Komponente zu den Kolbenzylinderflanschen ist eine Unterlegscheibe 167 mit nach innen vorstehenden Flanschen 169. Diese Flansche erstrecken sich nach innen von einem kreisförmigen Ring mit einer inneren Umfangsfläche 171. Die nach innen vorstehenden Flansche sind so ausgebildet daß sie zwischen die Flansche 165 des Zylinders 31 passen. Diese kooperierend geformten Flansche bilden eine Passung, so daß. wenn die Flansche 165 des Zylinders 31 durch die Zwischenräume zwischen den Flanschen 169 der

Scheibe 167 geschoben werden, eine Relativdrehung zwischen den Teilen 31 und 167 dafür sorgt, daß die Flansche 165 auf den Flanschen 169 aufliegen. Um einen solchen Eingriff zu erleichtern, sind die Flansche 169 zur leichten Drehung an einer vorderen Kante geneigt. ^r>

Die Scheibe 167 wird am unteren Ende des Hauptgehäuseteils 13 unter einer Bodenendplatte 173 der Pipette gehalten. Die Scheibe 167 wird dieser Endplatte in nicht drehbarer Weise dadurch benachbart gehalten, daß eine Anzahl Scheibenpfosten 175 in η entsprechend positionierte öffnungen 177 in der 'Bodenpipettenplatte 173 positioniert werden. Wie am besten aus einem Vergleich von Fig. 18 mit Fig. 19 oder 20 erkennbar ist, klemmt ein oberer interner zylindrischer Teil 179 des Kragens 29 die Scheibe 167 nach oben gegen den Boden der Platte 173, wobei die Kolbenzylinderflansche 165 dazwischengepreßt sind. Das erfolgt, wenn der Kragen 29 dicht auf den Boden

der Betätigungseinheit 11 aufgeschraubt ist. Wenn er lose angeschraubt ist, um die Kolbeneinheil 27 von der Betätigungseinheit 11 zu lösen, wie in Fig. 19 und 20 dargestellt, wird die Scheibe 167 noch locker gehalten. Die Scheibe 167 wird gegen eine Drehung gegenüber dem Pipettenkörper gehalten, kann sich jedoch axial bewegen, um die Kolbenzylinderflansche 167 zu entfernen bzw. einzusetzen.

Wenn die Kolbeneinheit 27 installiert ist, ist sie ersichtlich automatisch selbst auf das Ende der Betätigungseinheit 11 durch die beschriebene Konstruktion zentriert. Die öffnung im Block 45, in die das Ende 113 der Kolbenstangeneinheit 33 plaziert wird, positioniert automatisch den erweiterten Teil 161 des Zylinders 31 und seine Flansche 165 in einer Position, so daß der Kolbenteil 83 richtig im Zylinder 31 zentriert ist. Das ist selbstverständlich außerordentlich vorteilhaft, da es ein Fressen des Kolbens 83 am Zylinder 31 verhindert.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolbenpipette mit einer Betätigungseinheit und einem von dieser in einem Zylinder hin und her verschiebbaren Kolben, bei der Zylinder und Kolben von der Betätigungseinheit lösbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit (11) einen koaxial zum Zylinder (31) verschiebbaren Schlitten (41) aufweist, der an seinem dem Kolben (33) zu weisenden Ende einen Anschlußblock (45) trägt, der eine öffnung (111) zur Aufnahme des Kolbenendes (113) und eine dazu im wesentlichen orthogonale Öffnung (109) aufweist, in der ein Gleilnocken (107, 117, 121) verschiebbar ist, der in einer Extremstellung in eine Kerbe (127) in einem eingesetzten Kolbenende (113) eingreift und in einer zweiten Extremstellung das eingesetzte Kolbeiiende (113) freigibt, und der nachgiebig in die zweite Extremstellung drängbar ist, daß die Betätigungseinheit (11) eine im Verschiebeweg des Gleitnockens (107, 117, 121) liegende Nockensteuerfläche (131, 133, 135, 137, 139) aufweist, die wenigstens zwei Abschnitte (131, 139) enthält, von denen der erste (131) den Gleitnocken (107, 117, 121) in die erste Extremstellung zwingt und der zweite dem Gleitnocken (107, 117, 121) erlaubt, die zweite Extremstellung einzunehmen, und daß der Zylinder (31) mit einem auf die Betätigungseinheit aufschraubbaren Kragen (29) lösbar an dieser befestigt ist.

2. Kolbenpipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitnocken einen nachgiebig auf ein eingesetztes Kolbenende (113) zu gedrängten Plunger (121) aufweist.

3. Kolbenpipette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitnocken einen auf der der Nockensteuerfläche (131, 133, 135, 137, 139) abgewandten Seite des Anschlußblocks (45) aus diesem vorstehenden Stift (105) aufweist, daß die Nockensteuerfläche zwischen den beiden erstgenannten Abschnitten (131, 139) eiren dritten Abschnitt (135) aufweist, in dem der Gleitnockenkörper (107, 117) und der Stift (105) eine Zwischenstellung einnehmen, der Plunger (121) aber in seiner ersten Extremstellung verbleibt, und daß der Stift (105) in wenigstens einer seiner durch die Nockensteuerflächenabschnitte (133, 135, 139) definierten drei Stellungen in den Bewegungsweg eines Betätigungselementes (25) der Betätigungseinheit (11) ragt und in wenigstens einer anderen seiner drei Stellungen den Bewegungsweg dieses Betätigungselements (25) freiläßt.

4. Kolbenpipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aufschraubbaren Kragen (29) ein Ring (167) angeordnet ist, der gegen die Betätigungseinheit (11) axial verschiebbar aber nicht verdrehbar ist und der nach innen vorstehende Kreisflanschsegmente (169) aufweist, und daß der Zylinder (31) zwischen diese Kreisflanschsegmente (169) passende und auf diese aufschiebbare, nach außen vorstehende Kreisflanschsegmente (165) aufweist.

5. Kolbenpipette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (167) axial vorstehende Ansätze (175) aufweist, die in entsprechende öffnungen (177) im Ende der Betätigungseinheit (11) eingreifen.

6. Pipettenkolbeneinheit für eine Kolbenpipette nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (31) an seinem eine Kolbendichtung (147) aufnehmenden Ende nach außen vorstehende Kreisflanschsegmente (165) aufweist, und daß das aus diesem Ende vorstehende Ende (133) des Kalbens (83) eine Umfangsnut (127) aufweist.