EP0181957A1

EP0181957A1 - Pipette mit veränderlichem Dosiervolumen

Info

Publication number: EP0181957A1
Application number: EP84114018A
Authority: EP
Inventors: W. Duszczyk; W. Sarna
Original assignee: HTL High-Tech Lab Herstellung und Vertrieb medizinisch technischer Erzeugnisse GmbH
Current assignee: HTL HIGH-TECH LAB HERSTELLUNG UND VERTRIEB MEDIZIN
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-05-28

Abstract

Die Pipette mit veränderlichem Dosiervolumen, welche einen durch eine Drucktaste angetriebenen Dosier-Kolbenblock, einen mit diesem Block verbundenen, die Hublänge des Kolbenblocks fließend begrenzenden Einstell-Schraubenblock und einen die Grösse des eingestellten Volumens anzeigenden, mechanischen Dezimalzähler, sowie einen Ausblas- und einen Endstück-Abwerfblock enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Deckung des ganzen für Mikropipetten angenommenen Dosierbereiches, ihr Dosierblock teilbar ist. Die Teilung ist auf solche Weise durchgeführt, daß im Handgriff (1) der Einstellblock eingebaut ist.

Auch im Handgriff (1) befindet sich unterhalb des Zählers (16) der Ausblasblock, der das Magnetplättchen (25) enthält.

Den zweiten Teil des Dosierblocks bilden austauschbare Dosierschäfte, welche in den Handgriff (1) eingeschraubt werden. Die Dosierschäfte enthalten walzenförmige Plunger (33) mit verschiedenen Durchmessern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handpipette zur genauen wiederholbaren Dosierung kleiner und sehr kleiner Flüssigkeitsvolumina mit der Möglichkeit die Volumina der abgemessenen Dosen fliessend zu ändern.
Es wird im allgemeinen angenommen die handbetätigbaren mechanischen Dosiergeräte, je nach der Grösse der abgemessenen Dosen, in Makropipetten mit dem Volumen von 1 ml aufwärts, maximal bis 20 - 30 ml und in Mikropipetten mit dem Volumen von 1 ml abwärts bis zur Grössenordnung von 2 oder sogar von 1 Mikroliter einzuteilen. Je nach deren Konstruktion werden die mechanischen Pipetten in Dosiergeräte mit einem unveränderlichen Volumen, Dosiergeräte mit sprungweise gewählten, unveränderlichen Volumina und Dosiergeräte mit dem in gewissem Bereich fliessend geänderten Volumen.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Gruppe von Mikropipetten mit dem in gewissen Bereich fliessend geänderten Volumen.'
Die Gruppe von Mikropipetten, unabhängig davon, ob deren Volumen ständig oder veränderlich ist, wird ausserdem durch bestimmte, schon allgemein angenommene Arbeitszyklen, welche dem Einsaugen abgemessener Flüssigkeitsmenge in das Endstück folgen, gekennzeichnet. Der erste Zyklus besteht in dem Entleeren der eingesaugten Dosis aus dem Endstück, der zweite in dem sogenannten Ausblasen d.h. Durchlüften, um eventuelle Reste der abgemessenen Flüssigkeitsmenge zu entfernen und schliesslich der dritte Zyklus im Abwurf des zum Dosieren angewandten, einmaligen, austauschbaren Endstücks. Es wurde angenommen, dass die erwähnten Zyklen eben in dieser Reihenfolge in einem Zug unter dem Druck des Daumens stattfinden, wobei der Beginn des zweiten und des dritten Zyklus durch das Entstehen einer sprungweisen Kraftschwelle signalisiert wird, nach deren Uber- windung erst die Ausführung des gegebenen Zyklus erfolgt. Die Arbeitszyklen, sowie die Anderungsarten des Dosiervolumens und der Dosisgrösse bilden die allgemein anerkannten Determinanten bei der Entwicklung von Mikropipettenkonstruktionen.
Aus der Patentschrift der Vereinigten Staaten von Amerika Nr. 4 096 751 ist eine handbetätigbare Mikropipette mit einem in gewissem Grad fliessend veränderbaren Volumen bekannt. Diese Pipette hat einen, den Handgriff bildenden Körper mit Tropfenquerschnitt und einen, die Verlängerung dieses Körpers darstellenden, sich ausserlich stufenweise verjüngenden Zylinder mit einer auf ihn aufgesetzten Hülse des Endstückabwerfers. Innerhalb des Körpers ist eine lange, auch mit einem langen, im Zylinder eingesetzten und vom oberen Teil des Mechanismus peripher abgedichteten Stangenplunger abgeschlossene Kolbenstange angebracht. Die Kolbenstange besteht aus mehreren, miteinander verbundenen Funktionssegmenten. Der obere, über den Körper hinausragende Kolbenstangenteil hat die dem Buchstaben D ähnelnde Gestalt des Querschnitte feldes und ist mit einer ergonomischen Drucktaste abgeschlossen. Auf der flachen Oberfläche des Buchstaben D ist eine, auf den oberen Körperrand bezogene, lineare Einzelskala eingetragen. Unterhalb des Skalaabschnitts hat die Kolbenstange einen schraubenförmigen Abschnitt, auf welchem sich eine Schraubenmutter mit äusserem oblongem Vielnutprofil befindet. Diese Schraubenmutter ist im Inneren einer drehbaren Hülse eingesetzt, die aussen ein Zahnrädchen hat, welches mit einem anderen. die Funktion eines Einstellknopfes habenden und mit einer Dezimalskala versehenen Zahnrädchen gekoppelt ist. Die Hülse hat innen auf einer gewissen Länge ein dem Vielnutprofil auf der Schraubenmutter der Kolbenstange entsprechendes Vielnutprofil und ist von unten durch einen Teller, unter dem sich eine spirale Andruckfeder befindet, abgeschlossen. Unterhalb des Schraubenteiles hat die Kolbenstange eine zylindrische Form, wobei auf der Kolbenstange unmittelbar unter der Schraubenmutter ein Anschlagflansch ausgebildet ist. Unterhalb des Tellers sind spirale Rückholfedern des Dosier- und des Ausblasmechanismus eingesetzt.
Parallel zur Kolbenstangenachse, jedoch in einem separaten, im Handgriff geformten Sitz, befindet sich der Endstück-Abwerfmechanismus. Dieser Mechanismus besteht aus einem mit einer auf den Sitzboden gestützten Rückholfeder versehenen Stabstössel. Auf dem oberen Stösselende ist die Drucktaste mit schroffem oberen Rand befestigt. Das untere Stösselende setzt die Bohrung im Sitzboden durch und ist an den flanschförmigen Vorstand der auf dem Zylinder verschiebbar angebrachten Abwerfhülse angeschraubt.
Der Volumenbereich der beschriebenen Mikropipette ist durch die maximale Länge des Plungerhubes bestimmt. Diese Länge wird durch den Weg, den der Anschlagflansch von der oberen Rastlage bis zur Fläche des den beweglichen Hülsenboden bildenden Tellers zurückzulegen hat, bestimmt. Die Anderung der Hublänge wird durch Drehen des skalierten Zahnrädchens erreicht, was die Drehbewegung der Hülse und der mit ihr durch das Vielnutprofil gekoppelten Schraubenmutter hervorruft, die sich auf dem Kolbenstangenteil mit eingeschnittenem Gewinde aufschraubt. Da sich die Schraubenmutter mit ihrer oberen Fläche auf den äusseren Vorstand in der Hülse stützt, ruft deren Drehung das Einschrauben der Kolbenstange in die Schraubenmutter und die Senkung bzw. Hebung der Lage des Anschlagflansches, oder anders gesagt, die Verkürzung bzw. Verlängerung des Weges dieses Flansches zum Zusammenstoss mit der Fläche des tellerartigen Hülsenbodens hervor. Generalisierend, kann gesagt werden, dass die Anderung der Hublänge des Plungers durch eine variable Begrenzung dessen oberen Lage, bei Erhaltung der unveränderlichen unteren Lage stattfindet. Der Schraubenhub auf der Kolbenstange und die Ubersetzung des die Bewegung vom Einstellknopf auf die Hülse übertragenden Zahngetriebes, sowie der Plungerdurchmesser sind so gewählt, dass einer Umdrehung des gezahnten Einstellknopfes die Verschiebung der Kolbenstange um einen Skalenteil oder um eine volle Einheit und dem Skalenteil auf dem Einstellknopf ein Bruchteil dieser Einheit entspricht.
Nach dem Einstellen des gewählten Dosenvolumens und dem Aufsetzen des Endstückes wird die Drucktaste der Kolbenstange zugedrückt und die Kolbenstange in den Körper eingeführt. Diese Bewegung ruft die Verschiebung des Plungere im Zylinder auf die durch die tatsächliche Höhe des Flanschanschlages über dem Hülsenboden abgemessene Tiefe hervor. Nachdem der Widerstand, welcher anzeigt, dass dieser Weg zurückgelegt wurde, erreicht ist, wird das Endstück in die Flüssigkeit eingetaucht und der Druck auf die Drucktaste mit einer kontrollierten Bewegung gleichmässig gelöst. Unter der Wirkung von Rückholfedern kehrt das System und mit ihm auch der Plunger nach oben zurück, wodurch das Einsaugen der Flüssigkeit in das Endstück erfolgt. Dies dauert bis der Mechanismus die obere Lage, die Rastlage erreicht hat, was mit der Entnahme der abgemessenen Dosis synonym ist.
Das Entleeren der Pipette erfolgt durch das abermalige Andrücken der Drucktaste, was in der ersten Phase die Verschiebung des Plungers um den eingestellten Hub nach unten und den Ausstoss der Flüssigkeit aus dem Endstück hervorruft. Wenn der Flanschanschlag gegen die Tellerfläche stösst, begegnet das weitere Eindrücken der Kolbenstange einen, durch zusätzliche Wirkung der den Teller stützenden Feder hervorgerufenen, erhöhten Widerstand. Die Überwindung des Widerstandes dieser Feder ruft das Abreissen des Tellers von der Hülsenstirn hervor und gestattet einen zusätzlichen Hub des Plungers. Dieser zusätzliche Hub stellt den Ausblashub der Uberreste der Flüssigkeit aus dem Endstück dar und hat immer eine unveränderliche Höhe, da der Fuss der Kolbenstangendrucktaste gegen die obere Fläche des Körpers stösst, was die weitere Bewegung der Kolbenstange unmöglich macht. Jetzt kann der Abwerfzyklus erfolgen. Um diesen vorzunehmen, wird der Daumen von der Kolbenstangendrucktaste abgenommen und der Druck auf die anliegende Drucktaste des Abwerfers übertragen. Dessen Eindrücken ruft die Bewegung des Stössels nach unten hervor, welcher auf den Flansch der Abwerferhülse wirkt und dieselbe vom Plungerzylinder herabzieht, wobei die Hülse mit deren Rand das Endstück vom stutzenförmigem Zylinderauslauf abwirft.
Eine andere Lösung der Mikropipette mit fliessend geändertem Volumen ist aus der Patentschrift der Vereinigten Staaten von Amerika Nr. 4 250 755 bekannt. In dem den Handgriff bildenden Körper ist eine lange Hülse mit innerhalb eingeschnittenem Gewinde eingedrückt, in welcher sich ein Ansohlagstöpsel mit ausserhalb angeschnittenem Gewinde und einem sechseckigen Durchgangsloch befindet. Dieses Loch wird durch die mit einer runden Drucktaste abgeschlossene sechseckige Kolbenstange durchsetzt. Auf dem oberen Körperteil ist ein auf die sechseckige Kolbenstange aufgezogener mechanischer Dezimalzähler befestigt. Unterhalb des Anschlagstöpsels nimmt die Kolbenstange eine zylindrische Form an, um weiter unten in einen langen Stabplunger zu übergehen. Unter dem Stöpsel ist auf dem zylindrisehen Teil der Kolbenstange ein durch die Kraft der auf der Kolbenstange unterhalb des Anschlagringes eingesetzten Rückholfeder an die Stirn des Anschlagstöpsels angedrückter, ringförmiger Anschlag befestigt. Die Länge des Plungerhubes wird in dieser Lösung durch die Höhe der unteren Drucktastenflache über der oberen Körperfläche bestimmt. Die Änderung der Hublänge erfolgt durch die Drehung der Kolbenstange, was die Umdrehung des Anschlagstöpsels und eine weniger oder mehr tiefe Einführung der Kolbenstange ins Innere der im Körper festgelegten Hülse und in der Folge eine tiefere oder höhere Lage der Drucktaste über dem Pipettenkörper hervorruft. Die Drehung der Kolbenstange ruft gleichzeitig die Umdrehung des letzten Tellers des Digitalzählers hervor, dessen Zahlenstand im Fenster, welches im Körper ausgeschnitten ist, sichtbar ist. Die Zahlengrösse des Zählers drückt die Grösse der eingestellten Dosis in Mikrolitern aus. Die Abmessung der Dosis erfolgt durch Andrücken der Drucktaste, bis sich deren untere Fläche an die obere Fläche des Körpers stützt. Die beschriebene Mikropipette bildet eine Einzyklus-Einrichtung, deren Konstruktion das Ausführen des Ausblas-und des Endstück-Abwerfzyklus nicht vorsieht.
Eine der obengenannten Mikropipette kinematisch ähnliche Pipettiereinrichtung, jedoch mit der Volumenablesung auf der linearen Skala, welche auf die Seitenfläche des Körpers eingetragen ist, ist in der französischen Patentschrift Nr. 2 427 133 beschrieben.
In den obenbeschriebenen, bekannten Pipetten kommt ein gemeinsames, wesentliches Konstruktionsmerkmal vor, nämlich ein Verbundbau des Dosierblocks mit dem Plungerhubkalibrierlock, dem Ableseblock, dem Einstellblock und sogar dem Ausblasblock. Dies ruft kinematisch nachteilige Arbeitsbedingungen dieser Blöcke, insbesondere des Kalibrier- und des Dosierblocks hervor. Indem die Bestandteile des Plungerhub-Kalibrierblocks bei der Entnahme und beim Entleeren des Pipettenendstücks Bewegungen ausüben, werden sie für mechanischen Verschleiss, welcher die allmähliche Entkalibrierung der Pipette beeinflussen kann, empfänglich. Drehbewegungen der Bestandteile, deren gegenseitige Lage den Arbeitshub des Dosiermechanismus limitiert, rufen in Ergebnis das Einführen systematischer, zyklisch variabler Einstellfehler hervor, welche aus dem Stirnschlag der Widerstandeflächen dieser Bestandteile erfolgen. Ausserdem waren die bekannten Pipetten als autonome Apparate mit einem gewissen Dosierbereich gebaut, in dessen Rahmen eine fliessende Volumenänderung möglich ist. Um also den vollen, für Mikropipetten angenommenen Bereich, das ist von 1 bis 1000 Mikroliter, zu decken, muss der Benutzer sich mit einem Satz Sondergeräte mit komplementären Bereichen für den vollen Bereich versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine derartige Pipettenkonstruktion zu entwickeln, deren Dosierblock von den übrigen Blöcken des Mechanismus kinetisch unabhängig wäre und dass ein Einstellblock den ganzen für Mikropipetten angenommenen Dosierbereich umfassen könnte.
Dies wurde erfindungsgemäss auf solche Weise gelöst, dass der Kolbendosierblock teilbar und die Teilung auf solche Weise durchgeführt ist, dass im Pipettenhandgriff der Einstellblock eingebaut ist, welcher aus einer durch die Kalibriersohraube durchgezogenen Kolbenstange besteht, die mit einer Drucktaste abgeschlossen ist und in einen Anschlagstein ausläuft, aus dessen Stirn ein freies, dünnes Verbindungsstück herausgeführt ist, an dessen Ende eine Magnetkupplung fest eingespannt ist. Die Kalibrierschraube ist dabei in den schraubenmutterartigen Boden der mit der Drucktaste gekoppelten und mit der Stirn im Sitz des unbeweglichen Körpers des digitalen Trommelzählers eingesetzten, drehbaren Schaltmuffe eingeschraubt, wobei im Handgriff unterhalb des Zählers sich der Ausblasblock befindet, welcher ein Magnetplättchen enthält, das im Sitzflansch der verschiebbar in der, durch die abschnittweise Verminderung des Innendurchmessers des Handgriffs, erhaltener Führung, angeordneten Distanzhülse angebracht ist. Den zweiten Teil des Dosierblocks bilden austauschbare Dosierschäfte, welche in den Handgriff eingeschraubt werden. Die Dosierschäfte enthalten walzenförmige Plunger mit verschiedenen Durchmessern, welche durch tellerförmige Anker aus ferromagnetischem Material und über diese Anker hinausragende, zentrische Rastbolzen aus nichtmagnetischem Material abgeschlossen sind. Ein jeder dieser Dosiersch&fte besteht aus einem Zylinder mit einem Flansch, in welchem aussen ein Gewinde eingeschnitten ist, welches dem Gewinde im Handgriff entspricht, wobei in den Boden dieses Zylinders ein mit einem Stutzen versehenes Röhrchen eingedrückt ist, welches auf der ganzen Länge durch einen, einen Kanal besitzenden Füller verzapft ist und auf dieses Röhrchen eine über Stiftstössel mit einem Ring, der innerhalb einer über dem Zylinder angeordneten topfförmigen Hülse eingesetzt ist, gekoppelte Abwerfhülse verschiebbar aufgeschoben ist. Weiter sind erfindungsgem&ss in den mit Plungern mit kleineren Durchmessern, als der Plunger für den Bereich maximalen Volumens, ausgestatteten Dosierschäften Reduzierhülsen, deren Innendurchmesser an die Plunger für den gegebenen Volumenbereich angepasst sind, in den Zylindern dicht eingesetzt. Im Handgriff, zwischen der Innenwand und den Stirnen der Zählertrommeln ist ein verschiebbarer Abdeckrahmen angebracht, dessen Arm sich auf den Aussenflansch der topfförmigen Hülse stützt. Auf der Flucht des Abdeckrahmens ist ein die Grenze des Dezimalbruchs willkürlich versinnbildendes Zeichen ausgebildet. Der Aussenflansch der topfförmigen Hülse hat im Zusammenhang damit in einem jeden der auswechselbaren Dosierschäfte eine andere Höhe. Die Schaltmuffe ist mit dem Mechanismus des Trommelzählers mittels der trennbar eingesetzten Verbindungshülse verbunden, jedoch nachdem die Einstellage mit der im schraubenmutterförmigem Boden der Muffe verblockten Zählernull ausgeglichen wurde. Die Schaltmuffe hat ausserdem einen inneren, in eine Aussenwand der Drucktaste ausgeführte oblonge Rille eingeführten flügelartigen Vorstand. Die Stirn der Schaltmuffe ist im, im oberen Teil des Trommelzählerkörpers ausgebildeten Sitz drehbar eingesetzt, dagegen ist der Boden dieses Sitzes als eine mit dem in der Schaltmuffe von der Stirn angebrachten Index mitarbeitende, waagerechte Zahnscheibe gestaltet. Der Eingang in den Kanal im Dosierschaft ist in der Seitenwand des konischen Auslaufs des Füllers ausgeführt.
Die erfindungsgemässe Lösung ist durch eine vorteilhafte kinetische Anordnung gekennzeichnet, da das Kolbendosiersystem ein völlig selbstständiges, durch die Übertragung jedweder zusätzlicher Kräfte nicht belastetes System darstellt. Die übrigen Funktionsblöcke sind konzentrisch rundherum das Dosiersystem eingebaut, so dass die Kraft, welche dieselben betätigt, auf dieses System nicht einwirkt. Die Trennung des den Plungerhub kalibrierenden Blocks vom Ableseblock erlaubt diese beiden Blöcke leicht zu montieren und deren Nullenstände genau zu synchronisieren. Dies steigert die Genauigkeit der Einstellung und Abmessung der Dosen. Neben den technischen Vorteilen besteht der Vorzug der erfindungsgemässen Pipette in der Möglichkeit für den für Mikropipetten vollen Volumenbereich einen einzigen Kalibrierblock, welcher für diesen Zweck durch den einfachen Austausch von Dosierschäften angepasst wird, anzuwenden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert, wo Fig. 1 die Pipette im Längsschnitt und Fig. 2 und 3 auch im Längsschnitt zwei Beispielsausführungen austauschbarer Dosierschäfte für zwei verschiedene Bereiche der Dosenvolumina darstellen.
Die erfindungsgemässe Pipette besteht grundsätzlich aus dem Handgriff, in dessen Innerem folgende Bausteine fest eingebaut sind: Block für Einstellung des Dosiervolumens, Block für Ablesung des eingestellten Volumens und der Ausblasblock, sowie die mit dem Handgriff verbundenen, auf verschiedene Bereiche einstellbaren Dosierschäfte. Der im Ausführungsbeispiel angegebene Dosierschäftesatz ist auf drei Volumenbereiche bezogen: 2 - 10 Mikroliter, 10 - 100 Mikroliter und 100 - 1000 Mikroliter mit der Möglichkeit ein beliebiges Volumen in jedem der angegebenen Bereiche zu wählen.
Der im Handgriff 1 eingesetzte Einstellblock enthält eine, in einer über den Handgriff 1 hinausragenden hohlen Drucktasste 3 auslaufende, axial angebrachte Kolbenstange 2. Das untere Ende der Kolbenstange 2 ist mit dem Anschlagstein 4 abgeschlossen, dessen anfängliche Walzenform längsseits etwas abgeschert wurde, um eine parallel zur Achse verlaufende Führungsfläche zu bilden. Von der Stirn des Anschlagsteines 4 ist ein, mit einer Magnetkupplung 6 in der Gestalt eines Hülsen-Dauermagneten abgeschlossenes, dünnes, freies Stabverbindungsstück 5 abgeleitet. Auf der Kolbenstange 2 ist die Kalibrierschraube 7 mit genau ausgeführtem Gewinde verschiebbar eingesetzt, welche Kolbenstange auf einer gewissen Länge aussen abgeschert ist, wobei diese Abscherung in einer Ebene mit der Abscherung auf dem Anschlagstein 4 liegt. Die Kalibrierschraube 1 ist in den, eine Mutter bildenden Boden der drehbar im Handgriff 1 eingesetzten, jedoch durch ein tellerförmiges Anpressstück 9 mit einer Feder längsseits festgelegten Schaltmuffe 8 eingeschraubt. Der Innendurchmesser der Schaltmuffe 8 ist grösser, als der Durchmesser der Drucktaste 2, welche in das Innere der Muffe 8 frei axial eingeführt werden kann. Die Muffe 8 hat ausserdem einen inneren, oblongen, flügelförmigen Vorstand, welcher in eine in der Aussenwand der Drucktaste 3 auf deren ganzen Länge ausgeführte, oblonge Rille 11 eingeführt ist. Zwischen dem Boden der Drucktaste 3 und dem Boden des Sitzes in der Kalibrierschraube 3 auf der Kolbenstange 2 ist eine spirale Rückholfeder 12 eingesetzt. Der Einstellblock ist noch durch das im Inneren der hohlen Drucktaste 3 angeordnete Unterdruck-Rückholdämpfsystem ergänzt. Dieses System ist in der Form eines durch das Innere der Drucktaste 3 gestalteten Zylinders 13 gebildet und hat einen auf dem oberen Ende der Kalibrierschraube 7 unbeweglich gegenüber dem Zylinder 13 befestigten, elastischen Kolben 14. In der Wand der Drucktaste 3 ist vom Rand ab auf eine gewisse Tiefe eine kleine Aussparung 15 für die zweckmässige Belüftung des Zylinders 13 in der Endphase dessen Bewegung ausgeführt.
Unterhalb des Einstellblocks befindet sich im Handgriff 1 der Ableseblock des eingestellten Volumens, dessen Hauptbestandteil aus einem nahe der Wand des Handgriffeg 1, im Lichten des in der Wand ausgeführten Fensters 17 angeordneten dezimalen Trommelzählers 16 besteht. Der Der Zähler 16 ist im, innerhalb des Handgriffes 1 auf flachem Ferromagnetplättchen 19 unbeweglich eingesetztem Körper 18 eingebaut. Der Körper 18 mit einer komplizierten Gestalt hat mehrere Funktionen. Im oberen Teil des Körpers 18 befindet sich ein Sitz, an dessen Boden die Schaltmuffe 8 frontal angepresst wird. Der Boden des Sitzes ist als eine, mit dem in der Schaltmuffe 8 von der Stirn angebrachten Index 20 mitwirkende, Waagerechte Zahnscheibe ausgebildet, wodurch eine mit dem Zähler 16 eindeutig synchronische Lage des Mechanismus des Einstellblocks gewährleistet wird. Innerhalb des Körpers 18 befindet sich eine axiale Durchflussbohrung 21 mit einer abgeflachten Wand, welche Bohrung die Funktion der Führung für den Anschlagstein 4 und für die Kalibrierschraube 1, welche keine Bewegung dieser Bestandteile zulässt, hat. Unterhalb des Sitzes, auf dem im Körper 18, rundum die Bohrung 21 geformtenzylindrischen Vorstand, ist ein den Trommelzähler 16 antreibendes Zwischenzahnrad 22 drehbar angebracht. Die Uberweisung der Drehbewegung der Schaltmuffe 8 auf den Zähler 16 findet mit Hilfe der Verbindungshülse 23 statt, welche getrennt eingesetzt, jedoch in einer entsprechenden Lage im schraubenmutterförmigem Boden der Schaltmuffe 8 blockiert und mit dem Zähler 16 darch das Zwischenzahnrad 22 gekoppelt ist. Der Ableseblock ist ausserdem mit einem, zwischen der Innenwand des Handgriffes 1 und den Stirnen der Trommeln des Zählers 16 im Lichten des Fensters 17 angebrachten verschiebbaren Abdeckrahmen 24 ausgestattet. Auf dem Abdeckrahmen 24 ist von der Seite des Fensters 17 ein Zeichen in der Form eines beispielweise senkrechten Striches, Beistriches oder Punktes ausgeführt, welcher willkürlich die Grenze des Dezimalbruches symbolisiert.
Unterhalb des Ableseblocks und konzentrisch mit dem Plunger des Dosierschaftes ist im Handgriff 1 der Ausblasblock angebracht. Dieser Block hat ein flaches Magnetplättchen 25 mit einer Bohrung versehen, durch welches ein freies, dünnes Verbindungsstück 5 lose durchgeht. Das Magnetplättchen 25 auf einer ferromagnetischen Unterlagscheibe ist in das Stirnnest in der Distanzhülse 26 eingedrückt. Die axiale Führung der Distanzhülse 26 wurde durch die abschnittweise Verminderung des Innendurchmessers des Handgriffes 1 erreicht. Zwischen der auf diese Weise gebildeten Umfangsschwelle und dem Flansch der Hülse 26 befindet sich die spirale Rückholfeder 27 des Ausblasblocks.
Die austauschbaren Dosierschäfte sind in den Ausführungsbeispielen in Fig. 2 und 3 dargestellt, Ein jeder Schaft besteht aus einem Zylinder 28 mit einem aussen mit Gewinde versehenen Flansch, dessen Durchmesser dem Innengewinde im Auslauf des Handgriffes 1 entspricht. In den Boden des Zylinders 28 ist ein Röhrchen 21 eingedrückt, welches in einen darauf aufgesetzten Stutzen 30 ausläuft. Zwecks Verminderung des sogenannten toten Volumens ist in das Röhrchen 29 auf dessen ganzer Länge ein Füller 31 mit kegeligem Auslauf dicht eingeführt. Der Füller 31 hat auf seiner ganzen Länge einen Kanal 32, dessen Eingang in der Seitenwand des kegeligen Auslaufa des Füllers 31 ausgeführt ist. Auf das Ende des Stutzens 30 wird ein typisches, austauschbares Endstück, welches in der Zeichnung nicht gezeigt wurde, aufgesetzt.
Mit dem Zylinder 28 wirkt der mit einer Umfangsdichtung 34 abgedichtete Plunger 33 mit. Der Plunger 33 hat die Gestalt einer Walze und ist mit einem tellerförmigen Anker 35 aus ferromagnetischem Material und einem über diesen Anker hinausragenden zentrischen Rastbolzen 36 aus nichtmagnetischem Material abgeschlossen. In der erfindungsgemässen Pipette wurde das Prinzip des unveränderlichen maximalen Hubes des Dosierblocks angenommen, was sich in der Erhaltung einer Kalibrierschraube und eines Zylinderdurchmesseres offenbart. Damit jedoch die Möglichkeit der Anderung des Dosenvolumens im ganzen Bereich für Mikropipetten gewährleistet werden kann, muss das maximale Volumen des Dosierblocks für den gegebenen Unterbereich entsprechend geändert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden in einzelnen Dosierschäften die Durchmesser der Plunger 33 geändert und indem der konstante maximale Innendurchmesser des Zylinders 28 erhalten wird, wird in denselben eine Reduktionshülse 37 mit einem dem Durchmesser des Plungers 33 für den gegebenen Unterbereich des Dosiervolumens entsprechenden Innendurchmesser eingedrückt.
Der Dosierschaft ist ausserdem mit einem Endstück-Abwerfblock ausgestattet. Dieser Block besteht aus einer, über dem Zylinder 28 angeordneten, topfförmigen Hülse 38, innerhalb deren ein die axiale Bewegung über die Stiftstössel 40 auf die den Zylinder 28 umfassende und auf dem Röhrchen 29 geführte Abwerfhülse 41 überweisende Ring 39 beweglich eingesetzt ist. Innerhalb der Abwerfhülse 41 ist im Bereich des Röhrchens 29 eine spirale Rückholfeder 42 des Abwerfers angebracht. Die topfförmige Hülse 38 hat einen Aussenflansch 12, welcher die Verschiebung des im Sichtfeld des Zählers 16 das Dezimalbruckzeichen zwischen dessen einzelnen Trommeln einstellenden Abdeckrahmens 24 steuert. Da die erwähnten Dosierschäfte die Bereiche des Dosiervolumens im Dezimalintervall ändern, ist die Höhe h des Flansches veränderlich und solcherweise angepasst, damit beim Austausch des Dosierschaftes gegen einen Schaft mit einem anderen Volumenbereich eine Verschiebung des Abdeckrahmens 24 der tatsächlichen Notwendigkeit der Einstellung des Dezimalzeichens entsprechend automatisch erfolgt. Beispielsweise, wird ein mit maximalem Volumen von 10 Mikroliter bezeichneter Dosierschaft eingelegt, dann wird der eingestellte Abdeckrahmen 24 das Ablesebild von 10,00 geben und wird es ein Dosierschaft mit maximalem Volumen von 100 Mikroliter sein, dann wird das Bild entsprechend 100,0 aufweisen. Beim maximalen Volumen von 1000 Mikroliter wird das Dezimalzeichen, als unnötig, ausserhalb des Sichtfeldes verschoben.
Die Funktionierung der erfindungsgemässen Pipette ist im Weiteren mit Berufung auf Fig. 1 der Zeichnung beschrieben. Nach der Wahl des verlangten Bereiches des Dosiervolumens wird in den Handgriff 1 der für diesen Bereich entsprechende Dosierschaft eingeschraubt. Während dieser Tätigkeit geht der nichtmagnetische Rastbolzen 36 zentrisch in die Bohrung der Magnetkupplung 6 hinein und bringt ein genaues Anliegen des ferromagnetischen Tellerankers 35 an die Stirn des Magneten der Kupplung 6 zustande. Der Dosierblock ist dann durch die Kraft des Magnetfeldes der Kupplung 6 mit dem Volumeneinstellblock verbunden. Gleichzeitig stellt der sich auf den Aussenfl_ansch 43 der topfförmigen Hülse 38 stützende Arm des Abdeckrahmens 24 den Abdeckrahmen 24 in der hinsichtlich der Trommeln des Zählers 16 geeigneten Lage für die Bezeichnung des Dezimalbruchzeichens für den gewählten Messbereich ein.
Das Einstellen des gewünschten Dosenvolumens erfolgt durch das Drehen der Drucktaste 3, welche durch Vermittlung der Kopplung der Rille 11 mit dem flügelförmigen Vorstand 10 die Drehbewegung auf die Schaltmuffe 8 überweist. Die Drehung der Muffe 8 ruft das Einschrauben in deren schraubenmutterförmigen Boden der Kalibrierschraube 7, an deren Stirn der Anschlagstein 4 angedrückt ist, hervor. Da die Hublänge des Plungers 33 durch die Länge des Weges, den der Anschlagstein 4 von der oberen Rastlage zur oberen Fläche des Magnetplättchen 25, willkürlich in der Zeichnung mit dem Wort "DOZA" /DOSE/ bezeichnet, zurückzulegen soll, bestimmt wird, ruft auch die Änderung der Höhe, auf welcher sich die Stirn der Kalibrierschraube 7 befindet, eine Änderung der Höhe der Rastlage des durch die Rückholschraube 12 an die Stirn der Kalibrierschraube 1 angedrückten Anschlagsteines 4 hervor. Die Drehbewegung der Schaltmuffe 8 wird gleichzeitig durch die zusammen mit der Muffe 8 gedrehte Verbindungshülse 23 auf das Zwischenzahnrad 22 und weiter auf den Trommelzähler 16, welcher in Volumeneinheiten die jedesmalige Höhe der Stirn der Kalibrierschraube 7 nummerisch darstellt, überwiesen. Nach dem Einstellen des verlangten Volumens und dem Aufsetzen auf den Stutzen 30 des für den gegebenen Bereich geeigneten Endstückes ist die Pipette für die Entnahme der Dosis vorbereitet. Dann wird die Drucktaste 3 bis zum ersten fühlbaren Widerstand angedrückt, was die Bewegung der Kolbenstange 2 nach unten und die Verschiebung des Anschlagsteines 4, bis sich seine Stirn auf die Fläche des Magnetplälttchens 25 stützt, hervorruft. Diese Bewegung wird über das freie Verbindungsstück 5 auf den Plunger 33 überwiesen, welcher in den Zylinder 28 auf eine, mit dem durch den Anschlagstein 4 zurückgelegten und mit dem Wort "DOZA" /DOSE/ bezeichneten Wege analoge Tiefe eingeschoben wird. Die Verschiebung der Drucktaste 3 nach unten verursacht auch die Einführung des elastischen Kolbens 14 in das Innere des Zylinders 13. Dann wird das Endstück in die zu entnehmende Flüssigkeit eingetaucht und der Druck auf die Drucktaste gänzlich gelöst. Unter der Wirkung der Rückholfeder 12 kehrt der Mechanismus in die obere Lage zurück.
Der Rücklauf ruft im Zylinder 13 das Entstehen von Unterdruck hervor, welcher die Rückkehr der Drucktaste 3 verlangsamt, diese Rückkehr verhältniamässig gleichm&ssig macht und damit ein genaues Einsaugen in das Endstück der durch den Hub des Plungers 33 abgemessenen Flüssigkeitsmenge ermöglicht. Am Ende des Rücklaufs, wenn die Aussparung 15 an den Rand des Kolbens 14 kommt, erfolgt die Belüftung des Inneren des Zylinders 13 und die Rückholfeder 12, die durch nichts mehr zurückgehalten wird, schlägt sicher den Anschlagstein 4 an die Stirn der Kalibrierschraube 7 an.
Die Entfernung der Dosis aus dem Endstück erfolgt beim abermaligen Andrücken der Drucktaste 3 bis an den ersten fühlbaren Widerstand, das heisst bis zum Augenblick, wenn sich der Anschlagstein 4 an der Fläche des Magnetplättchens 25 stützt. Darin besteht der Arbeitszyklus. Ein weiteres Eindrücken der Drucktaste 3 führt den Auablaszyklus ein, was durch die Bildung der sprungweisen Kraftschwelle fühlbar ist, da zur Kraft der Rückholfeder 12 jetzt die Kraft der Ausblasfeder 27 und die Kraft des Magnetfeldes des an dem Ferromagnetplättchen 19, auf welchem der Körper 18 des Zählers 16 ruht, anhaftenden Magnetplättchens 25 zugesetzt wird. Die Überwindung dieser Kräftesumme ruft das Abreissen des Magnetplättchens 25 vom Plättchen 19 und dessen Bewegung zusammen mit der Distanzhülse nach unten, bis zum Anschlag der Stirn der Hülse 26 an die Stirn des Ringes 39 hervor. Diese, in der Zeichnung mit dem Wort "WYDMUCH" /AUSLASS/ willkürlich bezeichnete Bewegung ruft auch die Verrückung des Plungers um einen zusätzlichen Hub und das Durchlüften des Endstücke hervor.
Dann beginnt der Abwerfzyklus des leeren Endstücks und der Weg dieser Bewegung ist in der Zeichnung mit dem Wort "ZRZUT" /ABWURF/ willkürlich bezeichnet. Wird die Drucktaste 3 noch tiefer eingedrückt, dann drückt die Distanzhülse 26 mit deren Stirn auf den Ring 39, welcher nach der Uberwindung eines zusätzlichen Widerstandes der Rückholfeder 42 des Abwerfers, mit den Stösseln 40 auf die flügelartigen Vorstände der Abwerfhülse 41 andrückt.
Die axiale Bewegung der Abwerfhülse 41 führt den Zusammenstoss deren Stirn mit der Stirn des auf dem Stutzen 30 angebrachten Endstücks herbei und streift dieses Endstück vom Stutzen 30 ab. Jetzt wird der Druck auf die Drucktaste 3 befreit und unter Wirkung von Rückholfedern kehrt der Pipettenmechanismus mit einer durch den Dämpfblock kontrollierten Bewegung nach oben, bis zum Erreichen der Rastlage, zurück, wonach er zum folgenden Arbeitszyklus bereit ist.

Claims

1. Pipette mit veränderbarem Dosiervolumen, die ein handbetätigbares Gerät bildet, welches einen durch eine Drucktaste angetriebenen Dosier-Kolbenblock, einen mit diesem Block verbundenen, die Hublänge des Kolbenblocks fliessend begränzenden Einstell-Schraubenblock und einen die Grösse des eingestellten Volumens anzeigenden, mechanischen Dezimalzähler, sowie einen Ausblas- und einen Endstück-Abwerfblock enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zur Deckung des ganzen für Mikropipetten angenommenen Dosierbereiches, ihr Kolben-Dosierblock teilbar und die Teilung auf solche Weise durchgeführt ist, dass im Handgriff /1/ der Einstellblock eingebaut ist, welcher aus einer durch die Kalibrierschraube /7/ durchgezogenen Kolbenstange /2/ besteht, die mit der Drucktaste /3/ abgeschlossen ist und in den Anschlagstein /4/ ausläuft, aus dessen Stirn das freie, dünne Verbindungsstück /5/ axial herausgeführt ist, auf dessen Ende die Magnetkupplung /6/ fest eingespannt ist und dabei die Kalibrierschraube /7/ in den schraubenmutterförmigen Boden der mit der Drucktaste /3/ gekoppelten und mit ihrer Stirn im Sitz des unbeweglichen Körpers /18/ des digitalen Trommelzählers /16/ eingesetzten, drehbaren Schaltmuffe /8/ eingesehraubt ist, dagegen im Handgriff /1/ sich unterhalb des Zählers /16/ der Ausblasblock befindet, der das Magnetplättchen /25/ enthält, welches im Sitzflansch der verschiebbar durch die abschnittweise Verminderung des Innendurchmessers des Handgriffs /1/ erhaltenen Führung angeordneten Distanzhülse /26/ angebracht ist: den zweiten Teil des Dosierblocks bilden austauschbare Dosierschäfte, welche in den Handgriff /1/ eingeschraubt werden und walzenförmige Plunger /33/ mit verschiedenen Durchmessern, welche durch tellerförmige Anker /35/ aus ferromagnetischem Material und über diese Anker /35/ hinausragende, zentrische Rasbolzen /36/ aus nichtmagnetischem Material abgeschlossen sind und ausserdem ein jeder dieser Dosierschäfte aus einem Zylinder /28/ mit einem Flansch, in welchem aussen ein Gewinde eingeschnitten ist besteht, welches dem inneren Gewinde im Handgriff /1/ entspricht, wobei in den Boden dieses Zylinders /28/ ein mit einem Stutzen /30/ versehenes Röhrchen /29/ eingedrückt ist, welches auf der ganzen Länge durch den einen Kanal /32/ besitzenden Füller /31/ verzapft ist und auf dem Röhrchen /29/ eine über Stiftstössel /40/ mit dem Ring /39/, der innerhalb der über dem Zylinder /28/ angeordneten topfförmigen Hülse /38/ eingesetzt ist, gekoppelte Abwerfhülse /41/ verschiebbar aufgeschoben ist.

2. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den mit Plungern /33/ mit kleineren Durchmessern, als der Plunger für den maximalen Volumenbereich, ausgestatteten Dosierschäften in die Zylinder /28/ Reduzierhülsen /37/ mit Innendurchmessern, die an die Plunger /33/ mit dem gegebenen Volumenbereich angepasst sind, dicht eingepresst sind.

3. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand des Handgriffs /1/ und den Trommelstirnen des Zählers /16/ ein verschiebbarer Abdeckrahmen /24/ angebracht ist, dessen Arm sich auf den Aussenflansch /43/ der topfförmigen Hülse /38/ stützt.

4. Pipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Flucht des Abdeckrahmens /24/ ein die Grenze des Dezimalbruchs willkürlich symbolisierendes Zeichen ausgeführt ist.

5. Pipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenflansch /43/ der topfförmigen Hülse /38/ in einem jeden der austauschbaren Dosierschäfte eine andere Höhe /h/ hat.

6. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe /8/ mittels der trennbar eingesetzten, jedoch in einer entsprechenden Lage im schraubenmutterförmigen Boden der Muffe /8/ verblockten Verbindungshülse /23/ mit dem Mechanismus des Trommelzählers /16/ verbunden ist.

7. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe /8/ einen inneren flügelartigen Vorstand /10/ hat und dass dieser Vorstand in eine in der Aussenwand der Drucktaste /3/ ausgebildete oblonge Rille /11/ eingeführt ist.

8. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirn der Schaltmuffe /8/ in dem, im oberen Teil des Körpers /18/ des Zählers /16/ ausgebildeten Sitz drehbar eingesetzt ist und dass der Bodes dieses Sitzes als eine mit dem an der Stirn der Schaltmuffe /8/ angebrachten Index /20/ mitarbeitende Zahnscheibe gestaltet ist.

9. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang in den Kanal /32/ in der Seitenwand des konischen Auslaufs des Füllers /31/ ausgeführt ist.

Pipette mit veränderlichem Dosiervolumen VERZEICHNIS DER BEZUGSZEICHEN

1 - Handgriff

2 - Kolbenstange

3 - Drucktaste

4 - Anschlagstein

5 - Verbindungsstück

6 - Magnetkupplung

7 - Kalibrierschraube

8 - Schaltmuffe

9 - tellerförmiges Anpressstück

10 - flügelartiger Vorstand

11 - Rille

12 - Rückholfeder

13 - Zylinder

14 - elastischer Kolben

15 - Aussparung

16 - Trommelzähler

17 - Fenster

18 - Zählerkörper

19 - Ferromagnetplättchen

20 - Index

21 - Durchflussbohrung

22 - Zwischenzahnrad

23 - Verbindungshülse

24 - Abdeckrahmen

25 - Magnetplättchen

26 - Distanzhülse

27 - Rückholfeder

28 - Zylinder

29 - Röhrchen

30 - Stutzen

31 - Füller

32 - Kanal

33 - Plunger

34 - Dichtung

35 - Telleranker

36 - Rastbolzen

37 - Reduzierhülse

38 - topfförmige Hülse

39 - Ring

40 - Stössel

41 - Abwerfhülse

42 - Rückholfeder des Abwerfers

43 - Aussenflansch