DE4437716C2 - Repetierpipette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Repetierpipette nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Repetierpipette vorstehender Art ist aus der DE 29 26 691 C2 bekannt. Bei dieser ist die Spritzenaufnahme eine U-förmige Nut mit einer seitlichen Öffnung in einem Pipet­ tengehäuse, durch die ein Spritzenflansch einschiebbar ist. In der Aufnahme wird der Spritzenflansch von einer Druckfeder in Richtung der Abgabeöffnung belastet. Der Spritzenkolben hat einen zylindrischen Betätigungsab­ schnitt, der mittels einer Klemmvorrichtung im Aufnahme­ körper fixierbar ist. Die Kolbenrückschiebeeinrichtung ist ein vom Aufnahmekörper ausgehender Hebel, der durch einen seitlichen Gehäuseschlitze herausragt. Durch Schieben des Hebels von der Spritzenaufnahme weg ist der Kolben aus der Spritze herausziehbar. Das Betätigungselement der Kolben­ vorschiebeeinrichtung ist ein an der zahnungslosen Seite der Zahnstange schwenkbar gelagerter Betätigungshebel, der die Klinke lagert und ein aus dem Gehäuse ragendes Betäti­ gungsende auf der Zahnungsseite der Zahnstange aufweist. Das Abhalteelement der Schrittweitenstelleinrichtung ist eine Zunge, welche die Zahnung der Zahnstange je nach Ein­ stellung eines Drehknopfes mehr oder weniger überdeckt.

Beim Schwenken des Betätigungshebels zum Spritzenflansch hin wird die Klinke im Überdeckungsbereich von der Zunge an einem Eingriff in die Zahnstange abgehalten. Im über­ deckungsfreien Bereich greift die Klinke in die Zahnung ein und nimmt diese und den damit verbundenen Kolben um einen Vorschiebeschritt mit. Beim Schwenken des Betäti­ gungselementes in Gegenrichtung rutscht die Klinke über die flachen Flanken der sägezahnförmigen Zahnung und das Abhalteelement und die Kolbenstellung ändert sich nicht. Die Weite des Vorschiebeschrittes und damit das von der Spritze abgegebene Flüssigkeitsvolumen bei einem vollstän­ digen Hin- und Herschieben des Betätigungselementes sind also mittels des Drehknopfes einstellbar.

Die Klinke ist durch eine Spannfeder in Richtung auf die Zunge bzw. die Zahnstangenzahnung vorgespannt. Die Spann­ feder sorgt für ein sicheres Eingreifen in die Zahnung, sobald die Klinke das Abhalteelement passiert hat. Beim Rückschwenken des Betätigungshebels drückt sie die Klinke gegen die sägezahnförmige Zahnung und das Abhalteelement, was mit einem ratschenartigen Geräusch und einem Ver­ schleiß des schneidenartigen Eingriffsabschnittes der Klinke und der Zahnung der Zahnstange verbunden ist. In­ folge des Verschleißes greift die Klinke schließlich nicht mehr sicher in die Zahnung ein, so daß die eingestellte Dosierung nicht mehr gewährleistet ist. Vorstehende Effek­ te sind um so störender je feiner die Teilung der Zahnung gewählt ist.

Die DE 27 36 551 A1 offenbart eine Pipette mit konstanter Schrittweite, bei der eine Feder eine Klinke gegen eine Zahnstange drückt. Erst am Ende ihrer Rückbewegung wird die Klinke von einer Trennwand aus der Zahnung ausgehoben.

Die EP 0 566 041 A1 offenbart eine Repetierpipette mit einstellbarer Schrittweite. Bis zum Ende des vorletzten Dosierschrittes drückt eine Klinkenfeder eine Klinke gegen eine Zahnstange. Lediglich beim letzten Dosierschritt wird die Vorspannung der Klinkenfeder abgebaut, um ein weiteres Vorschieben der Dosierzahnstange zu verhindern.

Die DE 80 11 180 U1 beschreibt das Ausrücken einer Klinke aus der Zahnstange lediglich zu Zwecken des Füllens einer Mikro-Pipette mit einer zu pipettierenden Flüssigkeit.

Die E 31 150 B offenbart eine Dosierpipette mit einer Zahnstangen-Klinkensteuerung, bei der ein Abhalteelement die Klinke am Ende der Aufwärtsbewegung eines Betätigungs­ hebels aushebt.

Bei all diesen Pipettiervorrichtungen rutscht die Klinke bei der Rückwärtsbewegung des Betätigungselementes über deren gesamten Verlauf über die Zahnstange. Hierbei treten ebenfalls die nachteiligen Ratsch- und Abnutzungseffekte auf.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Repetierpipette der eingangs genannten Art mit redu­ zierter Geräuschentwicklung und verringertem Verschleiß zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ent­ halten.

Bei der erfindungsgemäßen Repetierpipette ist eine Klin­ kensteuerung vorgesehen, welche die Klinke so schwenkt, daß sie bei Rückwärtsbewegung des Betätigungselementes den Kontakt mit der Zahnung verliert. Die Klinkensteuerung stellt also sicher, daß die Klinke bei der Rückbewegung des Betätigungselementes nicht über sämtliche freiliegen­ den Zähne der Zahnstange gezogen wird. Das ratschenartige Geräusch der bekannten Repetierpipetten und der Verschleiß der Klinken und Zahnstangen werden also vermieden. Damit ist die Dosierung der eingestellten Flüssigkeitsmenge über lange Benutzungszeiten gewährleistet. Außerdem begünstigt die Klinkensteuerung die Realisierung von Repetierpipetten mit feineren Zahnteilungen und feineren Dosierschritten. Aus denselben Gründen sorgt die Klinkensteuerung dafür, daß die Klinke bei der Rückwärtsbewegung das Abhalteele­ ment nicht berührt.

Die Klinkensteuerung hat ein von der Schwenkachse der Klinke beabstandetes Reibelement der Klinke und eine damit zusammenwirkende Reibfläche, die vorzugsweise mit dem Pipettengehäuse verbunden ist. Bei der Rückwärtsbewegung des Betätigungselementes reibt das Reibelement über die Reibfläche, wobei die auf das Reib­ element wirkende Reibkraft ein Drehmoment um die Schwenk­ achse erzeugt, welches die Klinke außer Eingriff mit der Zahnstange schwenkt. Bei Vorwärtsbewegung des Betätigungs­ elementes kann eine entgegengesetzt auf das Reibelement wirkende Kraft den Eingriff der Klinke in die Zahnstange sicherstellen.

Die Krafteinleitung in den für vorstehende Schwenkvorgänge erforderlichen Richtungen ist gewährleistet, wenn das Reibelement auf derselben Seite der Schwenkachse der Klin­ ke wie die Zahnstange angeordnet ist. Die Reibkraft kann über einen das Drehmoment steigernden Hebelarm auf die Klinke einwirken. Der Hebelarm kann aus baulichen Gründen seitlich an der Zahnstange vorbeigeführt sein. Die Reib­ fläche ist bevorzugt parallel zur Zahnstange angeordnet, um die Klinkensteuerung über die gesamt Rückwärts- bzw. Vorwärtsbewegung des Betätigungselementes zu gewährlei­ sten. Dabei kann die Reibfläche sowohl parallel als auch senkrecht zur Schwenkachse der Klinke ausgerichtet sein.

Bevorzugt ist das Reibelement zur Reibfläche hin verfe­ dert, um Verschleiß auszugleichen. Hierfür kann das Reib­ element aus einem federelastischen Material wie Silikon hergestellt sein. Es kann aber auch ein gesondertes Feder­ element auf das Reibelement einwirken.

Bevorzugt ist das Schwenken der Klinke von der Zahnung weg durch Treffen eines Anschlagelementes der Klinke auf einen Anschlag begrenzt. Hierfür kann die Klinke als zweiarmiger Hebel mit dem Anschlagelement an dem vom Eingriffsarm ab­ gewandten Hebelarm ausgebildet sein. Aus Platzgründen kann das Anschlagelement ein seitlich von der Klinke vorstehen­ der Zapfen sein und der Anschlag eine Anschlagfläche pa­ rallel zur Zahnstange aufweisen.

Als Zahnstange kommen verschiedene Ausführungen mit einer Zahnung an mindestens einem Umfangsabschnitt in Betracht. Für eine kostengünstige und genaue Herstellung im Rollver­ fahren kann die Zahnstange auch eine Gewindestange sein. Hierdurch sind insgesamt sehr geringe Zahnteilungen von beispielsweise 0,5 mm erreichbar. Aus Gründen einer weite­ ren Verschleißminderung ist die Zahnstange bevorzugt aus einer Kupferlegierung wie Neusilber hergestellt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der anliegenden Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Repetierpipette mit Klinkensteuerung im Längs­ schnitt;

Fig. 2 vergrößerter Teilschnitt derselben Repetierpipette mit Zahnstangen-Klinkenanordnung vor Betätigung des Betätigungshebels;

Fig. 3 derselbe Teilschnitt nach dem Vorschwenken des Be­ tätigungshebels;

Fig. 4 Zahnstangen-Klinkenanordnung derselben Repetierpi­ pette nach dem Verschwenken des Betätigungshebels im Querschnitt (alternative Ausführungsform strich­ punktiert eingezeichnet).

Gemäß Fig. 1 hat die Repetierpipette ein Pipettengehäuse 1, das einen als Handgriff ausgeführten Mittelabschnitt 2, einen Fußabschnitt 3 und einen Kopfabschnitt 4 aufweist. Im Fußabschnitt 3 ist eine Spritzenaufnahme 5 für einen Spritzenflansch einer teilweise strichpunktiert gezeichne­ ten Spritze 6 angeordnet. Ferner ist der Fußabschnitt 3 mit einer stirnseitigen Durchgangsöffnung 7 für den Sprit­ zenkörper versehen. Mittels nicht dargestellter Einrich­ tungen ist der Spritzenflansch in der Spritzenaufnahme 5 gehalten.

Der Mittelabschnitt 2 hat innen eine Führung 8, in der ein als Gleitblock ausgebildeter Aufnahmekörper 9 für das Be­ tätigungsende des Spritzenkolbens geführt ist. Der Aufnah­ mekörper 9 weist - ebenfalls nicht dargestellte - Einrich­ tungen auf, mit der das eingeführte Betätigungsende fest­ legbar ist.

Ferner hat der Aufnahmekörper 9 einen Rückschiebehebel 10, der aus einem Schlitz 11 in der linken Gehäuseseite her­ ausragt.

Der Aufnahmekörper 9 ist an der von der Aufnahme 5 abge­ wandten Seite 12 mit einer Zahnstange 13 verbunden, die sich durch den Mittelabschnitt 2 bis zum Kopfabschnitt 4 des Gehäuses 1 erstreckt. Die Zahnstange 13 ist aus Neu­ silber hergestellt, hat einen kreisrunden Querschnitt und ist mit einer Zahnung 14 versehen. Die Zahnung 14 ist als Außengewinde mit einer Steigung von 0,5 mm ausgeführt.

Vom Kopfabschnitt 4 ausgehend ist ein Abhalteelement 15 in Form einer Hülse bis zur Zahnstange 13 erstreckt. Die Hül­ se 15 deckt einen Teil der Zahnung 14 mit einer Abhalte­ fläche 16 ab. Sie ist entlang der Zahnstange 13 verschieb­ bar. Dafür hat sie in der Nähe ihres von der Zahnstange 13 weggerichteten Endes einen Zapfen 17, der in eine Füh­ rungskurve 18 eines am Kopfabschnitt 4 gelagerten Dreh­ knopfes 19 eingreift. Die Lage der Hülse 15 im Gehäuse 1 und das Ausmaß ihrer Überdeckung mit der Zahnung 14 ist durch das Drehen des Drehknopfes 19 einstellbar.

In einer Ausformung 20 auf einer Gehäuseseite des Kopfab­ schnittes 4 ist auf einer Achse 21 ein Betätigungshebel 22 schwenkbar gelagert. Der Betätigungshebel 22 hat zwei pa­ rallele Schenkel 23, 23′ (vgl. Fig. 4) und ragt mit einem Betätigungsende aus einem weiteren Schlitz 24 in der ge­ genüberliegenden Gehäuseseite heraus. Zwischen Betäti­ gungshebel 22 und Pipettengehäuse 1 wirkt eine Zugfeder 25, die den Betätigungshebel zum Drehknopf 19 hin vor­ spannt.

Auf der Seite der Zahnstange 13 gegenüber seiner Achse 21 lagert der Betätigungshebel 22 zwischen seinen Schenkeln 23, 23′ auf einer Schwenkachse 26 in Form eines Zapfens schwenkbar eine Klinke 27. Wie besser aus der Fig. 2 er­ sichtlich ist, ist die Klinke 27 als zweiarmiger Hebel mit einem Eingriffsarm 28 und einem Anschlagarm 29 ausgeführt. Der Eingriffsarm 28 hat einen schneidenartigen Eingriffs­ abschnitt 30, der an seinem freien Ende zur Zahnstange 13 hin vorsteht. Der Anschlagarm 29 ist an seinem freien Ende mit einem seitlich vorspringenden Anschlagelement 31 in Stiftform versehen. Gemäß Fig. 2 ruht das Anschlagelement 31 auf einer zur Zahnstange 13 parallelen Anschlagfläche 32 eines gehäuse- oder hülsenfesten Anschlages.

Die Klinke 27 hat einen weiteren Hebelarm 33, der senk­ recht zu Eingriffsarm 28 und Anschlagarm 29 auf der Seite der Zahnstange 13 ausgerichtet ist und dessen Mittelachse die Schwenkachse 26 schneidet. Der Hebelarm 33 trägt an seinem freien Ende ein stiftartiges Reibelement 34 aus ei­ nem federelastischen Werkstoff wie Silikon. Dem Reibele­ ment 34 ist eine gehäuse- oder hülsenfeste Reibfläche 35 zugeordnet, die ebenfalls parallel zur Zahnstange 13 orientiert ist.

Wie insbesondere aus der Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Hebelarm 33 seitlich neben der Zahnstange 13 und dem Schenkel 23′ des Betätigungshebels 22 erstreckt. Die Fig. 4 zeigt strichpunktiert eine alternative Ausrichtung des stiftartigen Reibelementes 34′ senkrecht zum Hebelarm 33 und der Reibfläche 35′ senkrecht zum Reibelement 34′.

Die Repetierpipette arbeitet wie folgt:
Zunächst wird eine Spritze 6 mit ihrem Flansch in die Spritzenaufnahme 5 und mit ihrem Betätigungsende in den Aufnahmekörper 9 eingeführt. Mittels der nicht dargestell­ ten Einrichtungen wird sie in der Spritzenaufnahme 5 und dem Aufnahmekörper 9 fixiert. Zum Ansaugen von Flüssigkeit in die Spritze 6 kann der Aufnahmekörper 9 mittels des Rückschiebehebels 10 in Richtung R rückgeschoben werden. Die Fig. 1 und 2 zeigen die Repetierpipette mit zurückge­ zogenem Aufnahmekörper 9 in Bereitschaftsstellung für Flüssigkeitsabgabe.

In dieser Position zieht die Zugfeder 25 den Betätigungs­ hebel 22 soweit zurück, wie dies der Schlitz 19 im Gehäuse 1 erlaubt. Bei der Rückbewegung in Richtung R hat die Reibfläche 35, 35′ auf das Reibelement 34, 34′ eine in Richtung V orientierte Kraft ausgeübt, welche die Klinke 27 im Uhrzeigersinn in die gezeigte Schwenkstellung bis zur Anlage des Anschlagelementes 31 an der Anschlagfläche 32 geschwenkt hat.

Vor einer Flüssigkeitsabgabe ist gegebenenfalls mittels des Drehknopfes 19 die Dosierschrittweite einzustellen. Für Flüssigkeitsabgabe ist der Betätigungshebel 22 in Richtung V zu schwenken. Dabei übt die Reibfläche 35 auf das Reibelement 34, 34′ eine Reibkraft in Richtung R aus. Hierdurch entsteht um die Schwenkachse 26 ein Moment, wel­ ches die Klinke 27 im Gegenuhrzeigersinn schwenkt. Infol­ gedessen rutscht die Klinke mit ihrem Eingriffsabschnitt 30 bei weiterer Bewegung des Betätigungshebels 22 in Rich­ tung V über die Abhaltefläche 16 des Abhalteelementes 15, bis sie in den ersten Zahn der Zahnung 14 eingreift. Da­ nach nimmt sie bei weiterer Bewegung des Betätigungshebels 22 in demselben Sinne die Zahnstange 13 und den daran ge­ koppelten Spritzenkolben mit, bis die Klinke 27 die in Fig. 3 gezeigte Anschlagposition erreicht. Damit ist eine erste Flüssigkeitsdosierung erfolgt.

Bei anschließender Rückbewegung des Betätigungshebels 22 in Richtung R beispielsweise durch Entlastung und Wirkung der Zugfeder 25 wird die Klinke 27 wiederum aufgrund der Wechselwirkung von Reibfläche 35, 35′ und Reibelement 34, 34′ im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis das Anschlagelement 31 an der Anschlagfläche 32 anliegt. Bei weiterer Rückbe­ wegung rutscht der Eingriffsabschnitt 30 nicht über die Zahnung 14, so daß keine Geräusche entstehen und praktisch keine Abnutzung eintritt. Lediglich das Anschlagelement 31 gleitet über die Anschlagfläche 32 bis der Hebel 22 die in Fig. 2 dargestellte Endposition erreicht. Dann ist die Vorrichtung für einen weiteren Dosierschritt bereit, der wie der zuvor beschriebene Dosierschritt abläuft.

Claims (12)

1. Repetierpipette mit einem Pipettengehäuse (1) mit ei­ ner Spritzenaufnahme (5) für den Befestigungsabschnitt einer Spritze (6), einem Aufnahmekörper (9) mit einer Kolbenaufnahme für den Betätigungsabschnitt eines Spritzenkolbens, einer Kolbenrückschiebeeinrichtung (10) zum Rückschieben des Aufnahmekörpers (9) von der Spritzenaufnahme (5) weg, einer Kolbenvorschiebeein­ richtung (13, 22, 27) zum Vorschieben des Aufnahmekör­ pers (9) zur Spritzenaufnahme (5) hin, die eine mit dem Aufnahmekörper (9) verbundene Zahnstange (13), ein entlang eines Betätigungsweges bewegbares Betätigungs­ element (22) und eine daran schwenkbar gelagerte Klin­ ke (27) aufweist, die bei Vorwärtsbewegung des Betäti­ gungselementes (22) mit der Zahnung (14) der Zahnstan­ ge (13) in Eingriff kommt und diese einen Vorschiebe­ schritt mitnimmt und bei Rückbewegung des Betätigungs­ elementes (22) außer Eingriff mit der Zahnstange (13) kommt, und einer Schrittweitenstelleinrichtung (15, 19) zum Einstellen der Schrittweite des Vorschiebe­ schrittes, die ein mittels eines Einstellelementes (19) verschiebbares Abhalteelement (15) zum Abhalten der Klinke (27) von einem Eingriff in die Zahnstange (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klin­ kensteuerung (34, 35) die Klinke (27) so schwenkt, daß sie bei Rückwärtsbewegung des Betätigungselementes (22) außer Kontakt mit der Zahnung gelangt und daß die Klinkensteuerung ein von der Schwenkachse (26) der Klinke (27) beabstandetes Reibelement (34) der Klinke und eine damit zusammenwirkende Reibfläche (35) hat, wobei die Klinkensteuerung (34, 35) die Klinke (27) so schwenkt, daß sie bei Rückwärtsbewegung des Betäti­ gungselementes (22) ein die Zahnung (14) überdeckendes Abhalteelement (15) nicht berührt und die Klinken­ steuerung (34, 35) die Klinke (27) so schwenkt, daß sie bei Vorwärtsbewegung des Betätigungselementes (22) in Eingriff mit der Zahnung (14) gelangt.

2. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (34) auf derselben Seite der Schwenk­ achse (26) der Klinke (27) wie die Zahnstange (13) an­ geordnet ist.

3. Pipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Reibelement (34) an einem Hebelarm (33) der Klinke (27) angeordnet ist.

4. Pipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (33) seitlich an der Zahnstange (13) vor­ beigeführt ist.

5. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reibfläche (35) parallel zur Zahnstange (13) angeordnet ist.

6. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reibfläche (35) parallel oder senkrecht zur Schwenkachse (26) angeordnet ist.

7. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Reibelement (34) zur Reibfläche (35) hin verfedert ist.

8. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwenken der Klinke (27) von der Zahnung (14) weg durch Treffen eines Anschlagele­ mentes (31) der Klinke auf einen Anschlag (32) be­ grenzt ist.

9. Pipette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (27) als zweiarmiger Hebel mit einem Ein­ griffsarm (28) und einem Anschlagarm (29) mit An­ schlagelement (31) ausgebildet ist.

10. Pipette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (31) ein seitlich über die Klinke hinaus stehender Zapfen ist und der Anschlag eine zur Zahnstange (13) parallele Anschlagfläche (32) auf­ weist.

11. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahnstange (13) eine Gewinde­ stange ist.

12. Pipette nach einem der Ansprüche i bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahnstange (13) aus einer Kup­ ferlegierung hergestellt ist.