EP0364621A1

EP0364621A1 - Pipettiervorrichtung

Info

Publication number: EP0364621A1
Application number: EP88117553A
Authority: EP
Inventors: Horst Sabloewski
Original assignee: Eppendorf Netheler Hinz GmbH; Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-25
Anticipated expiration: 2008-10-21
Also published as: DE3875117D1; JPH02174942A; ATE81032T1; EP0364621B1; ES2035210T3; US5012682A; JPH0611407B2

Abstract

Eine Pipettiervorrichtung hat oben ein gegen Federwirkung eindrückbares Betätigungselement (2), das mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben verbunden ist, um ein Luftvolumen zu bewegen. Der Zylinder steht mit einer Öffnung eines Verbindungsansatzes, insbesondere Verbindungskonus, für aufsteckbare, oben und unten offene Pipettenspitzen in Verbindung. Durch eine Verdrehung des Betätigungselementes (2) sind Einstellungen des Pipettiervolumens vorgesehen. Dabei ist das knopfartige Betätigungselement (2) auch zur Lösung eines axial aushebbaren Rastelement-Eingriffs zwischen einer Spindel (6) und einem gehäusefesten Widerlager als Gewindeeinsatz vorgesehen und durch Verdrehung des knopfartigen Betätigungselementes (2) in einem Spindelantrieb (6) einer Kolbenstange (7) für den Kolben dieser Kolben in an sich bekannter Weise stufenlos verstellbar. Von den Rastelementen ist wenigstens eines der Rastelemente (31, 32) um den Umfang der Mittelachse der Pipettiervorrichtung verteilt angeordnet, wobei bevorzugt Wird, daß der Rastelement-Eingriff mit zwei Zahnkränzen (31, 32) ausgeführt ist, die an den gegeneinander zu bewegenden Teilen der Pipettiervorrichtung angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettiervorrichtung mit einem Gehäuse, an dessen oberem Ende ein gegen Federwirkung eindrückbares Betätigungselement herausragt, das mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben verbunden ist, um ein Luftvolumen zu bewegen, welcher Zylinder mit einer Öffnung eines Verbindungsansatzes, insbesondere Verbindungskonus, für aufsteckbare, oben und unten offene Pipettenspitzen in Verbindung steht, wobei durch eine Verdrehung des Betätigungselementes Einstellungen des Pipettiervolumens vorgesehen sind.
Solche Pipettiervorrichtungen sind bekannt. Die Erfindung geht insbesondere von einer Pipettiervorrichtung nach der DE-P 25 49 477 aus, in welcher besondere Haltevorrichtungen, auch als Magnetanordnung, vorgesehen sind und im unteren Bereich eine Kolbenstange innerhalb eines Zylinders bewegbar ist, um bezüglich des unteren, offenen Gehäuse endes, in welchem der Zylinder endet, ein Luftvolumen zu bewegen, um damit berührungsfrei zum Kolben eine Flüssigkeitsprobe einzuziehen oder wieder auszugeben.
In dieser bekannten Ausführung sind zur Volumeneinstellung nockenartige, um den Umfang versetzte Anschläge angeordnet, die in verschiedener Höhe angeordnet sein können. Diese Anschläge können unter Ausnutzung einer mechanischen Rasteinrichtung am Betätigungselement, insbesondere Betätigungsknopf zur Einstellung in Anlage an ein Widerlager eingestellt werden, damit dadurch ein ausgewähltes Pipettiervolumen vorgegeben werden kann.
Aus der bekannten Ausführung ist auch die Anordnung von Federn bekannt, um den Zusammenschluß miteinander zusammenwirkender Teile herzustellen, soweit nicht eine Magnetanordnung vorhanden ist.
Diese bekannte Ausführung läßt lediglich eine stufenweise Einstellung des Pipettiervolumens zu.
Es ist auch bekannt, und zwar beispielsweise aus der DE-AS 28 08 649, eine stufenlose Einstellung vorzunehmen, wobei die Kolbenstange in einer Tubus-Anordnung vorgesehen ist, die Tubus-Außengewinde hat, und ferner eine auf den Tubus aufgeschraubte Hülse durch Relativ-Verdrehung zwischen den Teilen hin- und herbewegbar ist, so daß damit letzten Endes auch der Kolben stufenlos einstellbar ist. Dazu ist aber erforderlich, daß bei jeder Einstellung eine sogenannte Festziehmutter gelöst und wieder festgezogen werden muß. Daher ist diese Ausführung aufwendig und erfordert auch erhebliche Sorgfalt bei der Bedienung.
Aus der DE-OS 29 21 442 ist eine einstellbare Pipette bekannt, in welcher ebenfalls eine schraubbare Hülse angeordnet ist. Dabei erfolgt die Mitnahme über eine tellerartige Ausbreitung am unteren Ende einer Kolbenstange, wobei die Verbindung zum Kolben durch Federandruck hergestellt wird.
Diese Ausführung arbeitet an sich unsicher, zumal damit an der Außenfläche der Hülse in Längsrichtung verlaufende Nuten mit einer Verschlußspitze zusammenwirken, die durch eine Blattfeder angedrückt wird. Es liegt also eine rastenartige Schnappverbindung vor, die einerseits keine Feineinstellung hat, andererseits auch Geräusch verursacht.
Aus der DE-P 112 887 ist an einer Pipette mit regelbarem Volumen eine Rasteinrichtung bekannt, welche kugelförmige Vorsprünge hat, die mit entsprechenden Ausnehmungen zusammenwirken, welche in einem anderen Teil angeordnet sind, damit eine Volumeneinstellung möglich ist. Hier handelt es sich ebenfalls um eine Grobrasterung, deren Verstellung Geräusch verursacht und dabei keine Feineinstellung zuläßt.
Es ist auch aus der DE-OS 31 37 423 bei einer µ1-Pipette bekannt, eine Bremse anzuordnen, um ein eingestelltes Volumen zu erhalten. Eine solche Bremse ist überwindbar. Sie behindert einerseits eine leichte Verstellung und würde andererseits bei einem zu geringen Andruck die Einstellsicherheit vermindern.
Die bekannten Vorrichtungen mit Feineinstellung unterliegen dem Nachteil, daß die jeweilige Volumenfixierung unsicher ist. Weiterhin besteht die Gefahr eines sogenannten "Überdrehens", bei welchem dann Teile beschädigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pipettiervorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die eine Feineinstellung ermöglicht, wobei aber eine sichere Einstellung und eine leichte, aber auch betriebssichere Bedienung gewährleistet sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das knopfartige Betätigungselement auch zur Lösung eines aushebbaren Rastelement-Eingriffs zwischen einer Spindel und einem gehäusefesten Widerlager als Gewindeeinsatz vorgesehen und durch Verdrehung des knopfartigen Betätigungselementes in einem Spindelantrieb einer Kolbenstange für den Kolben der Kolben in an sich bekannter Weise stufenlos verstellbar ist.
Wesentlich ist die Lösung des Rastelement-Eingriffs zur stufenlosen Verstellung, wobei die Lösung durch axiale Aushebbewegung mittels des knopfartigen Betätigungselementes erfolgt, welches auch nach der Aushebung zur umfangsmäßigen Verstellung drehbar ist. Hierbei wird also ein Betätigungselement verwendet, um sowohl die Verrastung aufzuheben als auch die Einstellung vorzunehmen.
Der aushebbare Rasteingriff in Verbindung mit einer stufenlosen Verstellbarkeit schafft die Voraussetzung für eine besonders günstige Pipettiervorrichtung, die in der Einstellung fest, aber praktisch frei wählbar ist. Wenn ein Rasteingriff genannt ist, handelt es sich hierbei um Rastungen feinster Art.
Vorteilhaft ist wenigstens eines der Rastelemente um den Umfang der Mittelachsen der Pipettiervorrichtung verteilt angeordnet.
Durch diese umfangsmäßige Verteilung läßt sich eine beliebige umfangsmäßige Einstellung verwirklichen. Hierbei wird bevorzugt, daß beide Rastelemente um den Umfang verteilt angeordnet sind, weil dann auch - was für besonders feine Einstellungen vorteilhaft ist - ein radialsymmetrischer Eingriff vorbehalten bleibt, der aber gemäß obigen Ausführungen durch axiale Bewegung aufhebbar oder durch entgegengesetzte axiale Bewegung wieder einrückbar ist.
Mit besonderem Vorteil ist der Rastelement-Eingriff mit zwei Zahnkränzen ausgeführt, die an den gegeneinander zu bewegenden Teilen der Pipettiervorrichtung angeordnet sind. Die Verwendung von Zahnkränzen hat dabei den Vorteil einer relativ einfachen Herstellbarkeit mit feinster Teilung. Ein solcher Rastelement-Eingriff arbeitet in der bevorzugten Ausführung mit einer Zahnteilung, die kleinste Umfangsumdrehungsschritte zuläßt, in einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung aber auch direkt auf eine Volumeneinstellung abgestimmt ist. Eine Verstellung um eine Zahnteilung würde dabei eine kleinste wählbare Volumenverstellung herbeiführen.
Die Feinheit einer solchen Verstellung ergibt sich nach unten aus einer Ausgestaltung der Eingriffselemente in Lamellenform.
Eine andere zweckmäßige Ausführung sieht im übrigen eine Zahntiefe von ca. 1,5 mm für einen zuverlässigen Verzahnungseingriff vor. Auch das ermöglicht eine weitestgehend feine Zahnteilung.
Hierdurch wird eine Kombination zwischen einem stufenlosen Spindelantrieb und einem Verzahnungseingriff geschaffen.
Bevorzugt wird dabei, daß ein Verzahnungseingriff in axialer Richtung mit einem Zahnkranz vorgesehen ist, der nach oben gerichtete Zähne aufweist, in welche ein Zahnkranz am Knopfträger von oben eingreift. Dieses ist eine vorteilhafte Ausgestaltung.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist ein Verzahnungseingriff in einen in radialer Richtung ausgeführten Zahnkranz vorgesehen, dem ein entsprechender Gegenzahnkranz an der Spindel in axialer Richtung aushebbar zugeordnet ist.
Dadurch ergeben sich zwei prinzipielle Ausführungsformen für eine axiale und eine radiale Anordnung des Verzahnungseingriffs, wobei aber immer eine Aushebbewegung in axialer Richtung der Pipettiervorrichtung vorhanden ist.
Ein weiteres besonders vorteilhaftes Merkmal liegt darin, daß zwischen dem knopfartigen Betätigungselement und der Spindel eine Reib- oder Rutschkupplung angeordnet ist, welche eine Betätigungselementverdrehung bei bestehendem Zahneingriff zuläßt. Hierdurch wird die Feinverzahnung geschont bzw. vor Zerstörungen geschützt, auch wenn eine willkürliche Verdrehung des knopfförmigen Betätigungselementes erfolgt.
Wenn oben von axial aushebbaren Rastelementen geschrieben ist, dann liegt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß die axial aushebbaren Eingriffselemente als Verzahnung auch Rastprofilierungen aufweisen, die im Sinne einer Aufrechterhaltung des Eingriffs überwindbar ausgeführt sind.
Dieses gilt sowohl für den axialen als auch den radialen Eingriff. Bevorzugt wird dabei, daß die Rastprofilierungen im Sinne der Eingriffs- und Aushebrichtung mit wechselseitigen Verdickungen an ihren Enden ausgeführt sind und daß diese Verdickungen an elastischen zahnartigen Stegen angeordnet sind.
Bei der Anordnung von wechselseitigen Verdickungen an beiden Rastelementen mit elastischer Ausweichmöglichkeit ergeben sich sichere Eingriffe, insbesondere dann, was bevorzugt wird, wenn die Verdickungen mit Staffelungen bzw. Vor- und Zurücksetzung zueinander angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, daß der Eingriff hergestellt wird, wenn in Eingriff schiebbare Profilierungselemente symmetrisch aufeinanderzu bewegt werden und dabei zunächst eine Ausweichbewegung an einer Verdickung in einer Umfangsreihe ausgelöst wird und diese Ausweichbewegung dann wieder aufgehoben und verriegelt wird, wenn andere Verdickungen an zahnartigen Stegen nachfolgen.
Zweckmäßig sind die Verdickungen kugelförmige Wülste.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung weisen die Verdickungen kegelförmige Gestalt mit entgegengesetzten Steigungen bezüglich der miteinander in Eingriff kommenden Teile auf. Auch hierdurch lassen sich wechselseitige Eingriffe erzielen, soweit die Verdickungen an elastischen Stegen angeordnet sind.
Einbezogen wird zweckmäßig, daß eine Kolbenstange zwischen dem Kolben und dem oberen Ende des knopfförmigen Betätigungselements vorgesehen ist und einen Anschlag an der Spindel aufweist, welcher die Höchststellung der Kolbenstange in bezug zur Spindel und in dem knopfartigen Betätigungselement begrenzt. Auch dieser Anschlag wird, wenn er in Eingriff steht, gegen Beschädigung durch die Reib- oder Rutschkupplung bewahrt.
Hierbei liegt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß die Reib- oder Rutschkupplung zwischen dem knopfartigen Betätigungselement und dem in Zahneingriff stehenden Träger des knopfartigen Betätigungselementes in Umfangsrichtung angeordnet ist und ein elastisches Element mit Eindellungen aufweist, in welche entsprechende elastische Eingriffselemente des Gegenkupplungselementes eingreifen, wobei ein als Knopfträger ausgeführtes Kupplungselement zum Zahneingriff geführt ist und das andere Kupplungselement am verdrehbaren knopfartigen Betätigungselement angeordnet ist.
Dieses ist eine besonders einfache Ausführungsform, welche aber mit Sicherheit ein relativ leichtes Durchdrehen des knopfartigen Betätigungselementes ermöglicht und damit eine besondere Ausgestaltung der Reibkupplung darstellt.
In einer besonders günstigen Ausführungsform weist ein drehfest im Gehäuse geführter Träger axial gerichtete Federelemente auf, die zungenartig mit Eingriffsansätzen in Ringnuten der Kolbenstange eingreifen, wobei der Eingriff zwischen verschiedenen Ringnuten in Abhängigkeit von einer Auszugsstellung des knopfartigen Betätigungselementes veränderbar ist. Dadurch lassen sich auch für die bedienende Person fühlbare Einstellungen für die jeweilige Funktion des knopfartigen Betätigungselementes erreichen.
Letzteres ist mit besonderem Vorteil zweiteilig ausgeführt, wobei beide Teile aber drehfest miteinander verbunden sind und ein elastischer Einsatz des oberen Teiles an der hochragenden Kolbenstange mit nach außen spreizbaren Federelementen vorgesehen ist, welche Widerlagerteile in dem Träger des knopfartigen Betätigungselementes untergreifen.
Ferner wird bevorzugt, daß die Reib- oder Rutschkupplung aus nutenartigen Einschnitten an einem nach oben ragenden zylindrischen Fortsatz des Zwischenelementes und nach innen gerichteten Stegen an nach unten gerichteten Randteilen der Abdeckschale besteht.
In einer vorteilhaften Ausführung sind Zähne der Lastelemente lamellenförmig ausgebildet und für eine seitliche Ausweichbewegung vorgesehen.
Dabei wird bevorzugt, daß die Rastprofilierungen einseitig ausgebildet sind. In einer günstigen Ausgestaltung springen die Profilierungen an einem Zahnkranz vor und sind am anderen Zahnkranz als Negativ-Profilierungen ausgeführt.
Eine weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß die beiden Zahnkränze auf Umfangskreisen mit verschiedenen Radien angeordnet sind, wobei sich an den jeweiligen Verzahnungen gegenüberliegende Wülste überlappen und eine elastische Nachgiebigkeit der Zähne, insbesondere auch in radialer Richtung, vorgesehen ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 als Figuren 1 a und 1 b, welche untereinander anzuordnen sind:
eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht des oberen Teils der Pipettiervorrichtung;
Fig. 2 einen Einzelteil aus Fig. 1 in Seitenansicht und im Schnitt;
Fig. 3 eine Ansicht der Fig. 2 von unten, die einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3 darstellt;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 2;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Einzelteiles aus Fig. 1 und im Schnitt;
Fig. 6 eine Ansicht auf Fig. 5 von oben;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Mitnehmers in dem Gehäuse der Pipette im Schnitt;
Fig. 8 die Seitenansicht eines Zwischenelementes im Schnitt;
Fig. 9 eine Draufsicht auf Fig. 8;
Fig. 10 eine Abwandlung der oben beschriebenen Verzahnung im Schnitt dahingehend, daß am gehäusefesten Teil eine radial nach außen gerichtete Verzahnung angeordnet ist, in welche eine am Knopfträger in seinem zylindrischen Mantel radial nach innen gerichtete Verzahnung eingreift;
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Verzahnungsanordnung mit Rastelementen;
Fig. 12 eine Seitenansicht eines Ausschnittes aus dieser Verzahnung;
Fig. 13 eine Teilansicht einer anderen Ausführung der Verzahnung mit kegelförmigen Verdickungen.

Im folgenden werden die Figuren 1 a und 1 b zusammen als Fig. 1 bezeichnet.
In der Fig. 1 ist die Pipettiervorrichtung nur teilweise dargestellt, und zwar mit dem Oberteil des Gehäuses 1, aus dem mittig nach oben ein Betätigungselement 2 als Druck- und Drehhebel bzw. entsprechend betätigbarer Knopf herausragt.
Aus der bereits oben erwähnten DE-P 25 49 477 ist bekannt, daß dort mittels einer Kolbenstange und deren Verdrehung durch einen Betätigungsknopf ein besonderes Volumen einzustellen ist, wobei um den Umfang versetzte Anschläge nur eine stufenweise Verstellung des Volumens gestatten.
Die jetzt vorgesehene stufenlose Verstellung sieht vor, daß in dem Gehäuse 1 ein Gewindeeinsatz 3 durch Einschraubung fest in Umfangs- und in axialer Richtung unverlagerbar, und zwar durch ein Schraubgewinde 3′ angeordnet ist und in seinem Innengewinde 4 ein Außengewinde 5 einer Spindel 6 verdrehbar ist. Die Kolbenstange 7 durchsetzt die Spindel in axialer Richtung ohne Drehverbindung. Diese Kolbenstange 7 stößt mit ihrem oberen Ende 8 an die Abdeckschale 9 des knopfartigen Betätigungselementes 2, das zunächst im ganzen als solches bis zu einem unteren Rand 10 bezeichnet wird.
Dieser untere Rand stützt sich auf einen Knopfträger 11 ab, der auch noch anhand der Fig. 2 deutlicher erkennbar ist. Das Betätigungselement 2 ist in axialer Richtung einteilig mit dem Knopfträger 11 durch spreizbare Federelemente 12, 13 an der Abdeckschale verbunden, wobei die nach außen gerichteten Anlagestücke 14, 15 der Federelemente zugleich den Zusammenhalt zwischen den Teilen 9 und 11 gewährleisten, weil die Widerlagerteile 16, 17 am Knopfträger 11 angeordnet sind.
Der Knopfträger 11 hat im Inneren eine Führung 18 aus Federarmen 19, 20, wie noch aus Fig. 2 hervorgeht, und die mit Längsschlitzen 48 gegeneinander abgegrenzt sind. Durch diese Führung geht die Kolbenstange 7 hindurch. Sie hat zwei Umfangsausnehmungen 21, 22 mit Abstand übereinander. In diese Umfangsausnehmungen greifen nach innen gerichtete Eingriffschuhe 23, 24 an den unteren Enden der Federarme 19, 20 ein. Es ist erkennbar, daß damit die Kolbenstange zwar jeweils verdrehbar, aber in axialer Richtung veränderbar zwei verschiedene Stellungen zu dem Betätigungselement 2 einnehmen kann.
An der Kolbenstange 7 ist auch eine Anschlagscheibe 25 angeordnet, die einen Anschlag zwischen der Kolbenstange 7 und dem unteren Rand der Federarme 19, 20 bzw. der an ihnen angeordneten Eingriffschuhe 23, 24 bildet. Dieses Widerlager verhindert, daß die Kolbenstange 7 bezüglich des Betätigungselementes 2 zu weit nach oben auswandern kann bzw. bildet es einen Anschlag für die Andrückung der Kolbenstange 7 nach unten, wenn das Betätigungselement 2 wieder eingedrückt wird.
An der Kolbenstange ist kurz unter dem oberen Kopf ein Federwiderlager 27 für eine Druckfeder 28 angeordnet, die sich andererseits über eine Unterlegscheibe 29 auf dem Zwischensteg 30 des Knopfträgers 11 abstützt. Hierdurch wird aber lediglich eine einheitliche und im elastischen Eingriff stehende Ausführung des Betätigungselementes 2 geschaffen, indem die Federelemente 12, 13 nach ihrer Einfügung an die Anschläge der Widerlagerteile 16, 17 gedrückt werden. Die Abdeckschale 9 ist zusammen mit dem Betätigungselement 2 unter Mitnahme des Knopfträgers 11 herausziehbar, so daß die Eingriffschuhe 24 aus der Umfangsausnehmung 21 herausgenommen und in die Umfangsausnehmung 22 einrastbar sind. Dieses wird dadurch erreicht, daß ein Anschlag 42 an der Kolbenstange 7 am unteren Ende der Spindel 6 anliegt.
Wenn dieses durchgeführt und das Betätigungselement 2 gedreht wird, wird der Knopfträger 11 durch Reibungskupplung mitgenommen. Die Einschaltung einer solchen Reib- oder Rutschkupplung 73 hat den Sinn, daß auch bei Einrastung einer Verzahnungsverbindung eine Weiterdrehung möglich ist, ohne eine sehr feine Verzahnung zu zerstören. Diese Reib- oder Rutschkupplung, die allgemein mit 73 bezeichnet ist, wird noch später beschrieben. Diese ist eine vorteilhafte Ausführung. Eine starre Mitnahme wird nicht ausgeschlossen.
Mit dieser Herausziehbewegung wird zugleich eine untere Verzahnung 31 (siehe auch Figuren 2 und 4) aus einer Gegenverzahnung 32 einer Rastscheibe 33 (Figuren 5 und 6) im Gehäuse 1 herausgehoben. Dabei bleibt gleichzeitig vermittels der radial nach innen gerichteten Stege 34, 35 der Eingriff in radial nach innen gerichtete Nuten 36, 37 eines Mitnehmers 38 aufrechterhalten. Dieser Mitnehmer 38 ist im einzelnen in Fig. 7 gezeigt. Der Mitnehmer 38 hat ein Innengewinde 49, das auf ein Außengewinde 50 am oberen Ende der Spindel 6 aufgeschraubt ist. Infolgedessen sind die am Mitnehmer 38 nach innen gerichteten Nuten 36, 37 drehfest mit der Spindel 6 verbunden, so daß durch den Eingriff der Stege 34, 35 die Spindel bei Verdrehung des Betätigungselmentes 2 mitgenommen wird, solange die Reibungskupplung 73 in Eingriff bleibt.
Dabei wird auch bemerkt, daß die nach innen gerichteten Nuten in axialer Richtung länger als die Erstreckung der Verzahnung 31 und Gegenverzahnung 32 in axialer Richtung ist. Das bedeutet, daß die Drehverbindung auch dann erhalten bleibt, wenn diese Verzahnungen ausgerückt sind.
Der Eingriff der Stege 34, 35 ist jedoch bei Abzug des Betätigungselementes 2 nach oben deshalb nur durch Überkraft aufhebbar, weil das Betätigungselement 2 mit dem Knopfträger 11 durch Eingriff der Eingriffschuhe 23, 24 in die Umfangsausnehmung 22 gehalten wird, so daß bei einem endgültigen Abzug zum Zwecke des Auseinanderbaues auch dieser Eingriff überwunden werden muß. Hierzu wird bemerkt, daß im Bereich der noch zu erwähnenden Ansätze 46, 47 auch eine Abdeckung an den ausladenden Teil 54 nach oben vorhanden ist und diese Abdeckung, die ein Zählwerk abdecken kann, bei einer Demontage erst gelöst werden müßte. Dieses ist aber nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
Die Rastscheibe 33 ist gegenüber dem Mitnehmer 38 verschiebbar und hat Vorsprünge 40, welche in Nuten 39 des Gehäuses 1 eingreifen, so daß die Rastscheibe 33 entlang des Gehäuses 1 nach unten gedrückt werden kann. Zwischen dem Gewindeeinsatz 3 und der Rastscheibe 33 befindet sich eine Druckfeder 41, die bestrebt ist, die Rastscheibe nach oben zu drücken. Dadurch wird der Eingriff zwischen den Verzahnungsteilen 31, 32 aufrechterhalten. Damit ist die Rastscheibe 33 drehfest, aber in axialer Richtung nachgiebig gehalten, jedoch nur insoweit, daß der Eingriff der Vorsprünge 40 mit den nach unten abgewinkelten Schenkeln in den Nuten 39 verbleibt, auch wenn das knopfartige Betätigungselement so weit herausgezogen wird, bis die Anschlagscheibe 25 an den unteren Rändern der Eingriffschuhe 23, 24 anliegt.
Aus Fig. 3 ist die Verzahnung 31 erkennbar, wobei zugleich die Ansätze 46, 47 gezeigt sind. Ferner sind die nach innen gerichteten Stege 34, 35 gezeigt, wobei sich aus Fig. 3 ergibt, daß jeweils um 90 ° versetzte entsprechende Teile vorhanden sind, wobei die Stege 70, 71 in nach innen gerichtete Nuten des Mitnehmers 38 eingreifen.
Dieser Mitnehmer, von welchem eine Seitenansicht in Fig. 7 gezeigt ist, hat eine Umfangskonfiguration, die sich aus Fig. 3 ergibt, wobei erkennbar ist, daß hinsichtlich des Umfanges eine Ausgestaltung im Sinne der Stabilität der Anordnung vorgesehen ist.
Wenn also das Betätigungselement 2 nach oben herausgezogen wird, wird ein Eingriff an den Verzahnungen 31, 32 gelöst und das Betätigungselement 2 kann unter Mitnahme der Spindel 6 aufgrund des Eingriffes zwischen den Teilen 34, 35 und 36, 37 verdreht werden. Dadurch wird die Spindel 6 mitgenommen und sie ändert ihre axiale Lage innerhalb des Gewindeeinsatzes 3, so daß die Kolbenstange 7, welche vermittels eines Anschlages 42 am unteren Rand 43 der sogenannten Spindel anliegt, mitgenommen wird, und zwar aufgrund der Wirkung der Feder 41 einerseits und der Feder 28 andererseits. Die Höhenbewegung der Spindel und der zugeordneten Teile wird durch eine Ringscheibe 44 begrenzt, die sich als Anschlag an die untere Fläche 45 des Gewindeeinsatzes 3 anlegt. Infolgedessen kann die Spindel 6 sich nicht nach oben zum Betätigungselement 2 unbeschränkt bewegen, sondern sich allenfalls nach unten von der unteren Fläche des Gewindeeinsatzes 3 abheben.
Wenn dieses als Ausgangsstellung genommen wird, so wie es in Fig. 1 zeichnerisch dargestellt ist, kann das Betätigungselement 2 nach oben abgezogen werden, wobei die Eingriffschuhe 23, 24 in die obere Umfangsausnehmung eingreifen. Hierbei bewegen sich zugleich die nach außen gerichteten Ansätze 46, 47 in Nuten eines Einsatzes 51 nach oben. Der Einsatz 51 ist mit einem nach außen ragenden und eine Schulter 52 bildenden Ansatz auf einer Stufe 53 des Gehäuses 1 abgestützt und gehalten. Die Halterung erfolgt durch den in Fig. 1 nicht dargestellten Teil 54 auf der Oberseite des Gehäuses.
Die Kolbenstange 7 endet drehfest an einem Bauteil 55. An diesem ist die fortsetzende Kolbenstange oder der Kolben 56 angeordnet, der gemäß der erwähnten DE-P 25 49 477 dann letzten Endes auch mit Fortsetzungen bis in den unteren Verbindungskonus ragt bzw. in einen diesen fortsetzenden Kanal eingreift, um über ein Luftvolumen die Ansaugwirkung oder Ausdrückung herbeizuführen.
Das Innengewinde 57 des Gehäuses gibt nun die Möglichkeit des Anschlusses weiterer Gehäuseteile, und im Bereich 58 können besondere Haltevorrichtungen vorhanden sein, die gemäß DE-P 25 49 477 als überwindbare Haltevorrichtungen, insbesondere in der Ausführungsform als trennbare Magnetanordnung, ausgeführt sind. Dadurch wird gerade mit den vorteilhaften Magnetanordnungen in einfacher Weise eine bestimmte Einstellung stufenlos festgelegt.
In diesem Sinne läßt sich die Kolbenstange 7 vom unteren Rand 43 der Spindel nach unten, aber nicht nach oben bewegen. Wenn zur Einstellung des Pipettiervolumens von der gezeigten Ausgangsstellung, die das größte Pipettiervolumen darstellt, eine Verkleinerung des Pipettiervolumens erfolgen soll, kann das Betätigungselement 2 nach oben gezogen werden, so daß die Eingriffschuhe 23, 24 in die Umfangsausnehmung 22 eingreifen. Damit wird die Verzahnung bei 31, 32 ausgerückt und die Spindel ist durch Verdrehung des Betätigungselementes 2 frei im Sinne der Abwärtsbewegung verdrehbar, wobei die Kolbenstange 7 nach unten mitgenommen wird. Nach einer ausreichenden Verdrehung wird das Betätigungselement wieder eingedrückt, so daß die Eingriffschuhe 23, 24 in die Umfangsausnehmung 21 eingreifen.
Wenn bei der Verdrehung in der Spindel die Höheneinstellung, die durch den Anschlag vermittels der Ringscheibe 44 gebildet wird, überschritten wird, tritt eine Rutschkupplung 73, die bereits oben erwähnt ist, in Funktion. Hierbei handelt es sich um ein Zwischenelement 59 zwischen dem Knopfträger 11, der auch in Fig. 2 und 4 beschrieben ist, und der Abdeckschale 9. Dieses Zwischenelement 59 ist im einzelnen in Seitenansicht und im Schnitt in Fig. 8 und in Draufsicht in Fig. 9 gezeigt.
Die Seitenansicht läßt den äußeren Zylinder 60 erkennen, der auch gemäß Fig. 1 vorhanden ist und durchsichtig ausgeführt sein kann. Er hat oben die nach innen gerichtete Stufe 61, welche sich auf den nach oben gerichteten Flansch 62 des Knopfträgers 11 abstützt. Die Abdeckschale 9 wird auf der oberen, nach außen gerichteten Stufe 63 durch den Eingriff der Federelemente 12, 13 gehalten.
Das Zwischenelement 59 hat an der Innenseite der oberen Stufe 63 noch einen nach oben ragenden zylindrischen Fortsatz 64 (Fig. 9), der um den Umfang herumgehende nutenartige Einschnitte 65, 66 aufweist. Dieser nach oben ragende Fortsatz ist elastisch.
In diese nutenartigen Einschnitte 65, 66 greifen nach innen gerichtete Stege 67, 68 an den nach unten gerichteten Randteilen der Abdeckschale 9 ein. Dadurch ist eine nachgiebige Einrastung vorhanden. Diese nachgiebige Einrastung hält das Zwischenelement 59 in überwindbarer Drehverbindung mit der Abdeckschale 9. Andererseits ist das Zwischenelement durch Reibschluß bei 69 an dem Knopfträger 11 gehalten, so daß in diesem Zusammenhang eben die oben erwähnte Rutschkupplung vorhanden ist, die insgesamt mit 73 bezeichnet ist. Sie besteht aus der beschriebenen Rasteinrichtung mit den Einschnitten 65, 66 und dem Reibschluß 69. Dabei ist die überwindbare Mitnahme durch die Abdeckschale 9 gegeben und der Reibungseingriff zum Knopfträger 11 auch vorhanden.
Die Fig. 1 zeigt oben in der rechten und linken Seite verschiedene Ausgestaltungen zwischen dem inneren Knopfträger und dem äußeren Zwischenelement 59, so daß auch noch in diesem Zusammenhang ein nutenartiger Eingriff denkbar ist.
Ferner ist vorgesehen, daß eine Anschlagscheibe 25 an der Kolbenstange von einer Überbelastung durch die Reib- oder Rutschkupplung freigehalten wird. Die Rutschkupplung hat vorteilhaft ein elastisches Element 64 mit Eindellungen, in welche entsprechende elastische Eingriffselemente 67, 68 des Gegenkupplungselementes eingreifen, wobei ein Kupplungselement 11 zum Zahneingriff geführt ist und das andere Kupplungselement am verdrehbaren knopfartigen Betätigungselement 2 angeordnet ist.
Hierbei hat auch zweckmäßig ein drehfest im Gehäuse geführter Träger 11 axial gerichtete Federelemente 19, 20, die zungenartig mit Eingriffschuhen 24, 25 in Ringnuten 21, 22 der Kolbenstange 7 eingreifen, wobei der Eingriff zwischen verschiedenen Ringnuten 21, 22 in Abhängigkeit von einer Auszugsstellung des knopfartigen Betätigungselementes 2 veränderbar ist.
Bei der zweiteiligen Ausführung des knopfartigen Betätigungselementes sind beide Teile drehfest miteinander verbunden, aber es ist ein elastischer Einsatz des oberen Teils an der hochragenden Kolbenstange 7 mit nach außen elastisch spreizbaren Federelementen 12, 13 vorgesehen, welche Widerlagerteile 16, 17 in dem Träger 11 des knopfartigen Betätigungselementes untergreifen.
Die axial bewegbare, im Gehäuse geführte Rastscheibe steht unter Federandruck nach oben, und zwar zur Anlage an ein Gegenlager am unteren Rand des Einsatzes 51 im Gehäuse.
In Fig. 10 ist eine andere Ausführungsform des unteren Teils des in Fig. 4 gezeichneten Einzelteils gezeigt. Dabei ist erkennbar, daß dieses untere Teil bis zur unteren Öffnung 74 durchgeht. Im Inneren der Wand 75 sind am Öffnungsrand nach innen gerichtete Zähne 76 angeordnet, die auf dem Zahnkranz 32 aufsetzbar sind, der in diesem Falle in seiner radialen Anordnung eine genau entsprechende ergänzende Profilierung hat, so daß eine besonders feine Zahnteilung möglich ist.
In den Fig. 11 und 12 sind die miteinander in Eingriff kommenden Zahnteile, die als Verzahnung und Gegenverzahnung oben mit 31 und 32 bezeichnet sind, in besonderer Weise ausgestaltet. Die Verzahnung 31 befindet sich am unteren Rand des Knopfträgers 11, während die Gegenverzahnung 32 an dem Einsatz bzw. der Rastscheibe 33 angeordnet ist.
In den Fig. 12 und 13 ist jeweils ein Ausschnitt aus der Rastscheibe 33 mit einer nach oben gerichteten, speziell ausgeführten Gegenverzahnung gezeigt sowie auch die nach unten gerichtete Verzahnung an dem Knopfträger 11, von dem auch lediglich ein Abschnitt gezeichnet ist.
Es ist beispielsweise aus Fig. 12 erkennbar, daß die der Gegenverzahnung entsprechenden Zähne 77, 78, 79 ... an ihren oberen Enden eine kugelartige Verdickung 80, 81; 82, 83 besitzen, denen an den der Verzahnung 31 entsprechenden Zähnen 84 bis 87 eine entsprechende wulstartige Verdickung 88 bis 91 beispielsweise nur einseitig angeordnet ist.
Durch diese einseitige Anordnung besteht bei einer elastischen Ausführung, beispielsweise mit Zähnen 84 bis 87, die lamellenförmig ausgebildet sein kann, die Möglichkeit einer seitlichen Ausweichbewegung, wenn die Profilierungen 80 bis 83 einerseits und 88 bis 91 andererseits aneinander vorbeigehen. Dadurch wird eine Schnappverbindung erreicht.
Die Fig. 11 zeigt diese Verzahnungsanordnung in Draufsicht, und zwar im Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 12. Dabei sind die von oben kommenden Zähne 84 bis 87 mit der einseitigen Verdickung 88 bis 91 erkennbar sowie auch die kugelartige Verdickung 80 bis 83, die an den unteren Zähnen 77 bis 79 angeordnet ist.
Fig. 13 zeigt eine der Fig. 12 entsprechende Darstellung in einem Ausschnitt. Dabei sind die der Verzahnung 31 entsprechenden Zähne 92, 93, 94 ... kegelförmig ausgebildet und so angeordnet, daß sie an ihrer Wurzel 95 bis 97 elastisch ausweichen können. Entsprechend sind die Zähne 98 bis 100 der Gegenverzahnung an der Rastscheibe 33 ausgeführt, wobei ein Zahnabstand bzw. eine Zahnteilung in einer solchen Größe vorgesehen ist, daß beim Übergang mit Schnappwirkung beim Einsatz oder beim Lösen der Verzahnung eine seitliche Ausweichbewegung möglich ist.
Im Sinne einer kleinen Teilung wird dabei auch einbezogen, wie es oben bei 88 bis 91 gezeigt ist, daß die zum Zahnkopf hin ausladende Profilierung jeweils nur einseitig derart angeordnet ist, daß sich immer zwei derartige Profilie rungen gegenüberliegen, während die andere Zahnseite in üblicher Weise profilierungslos sein kann.
Es versteht sich, daß nach der Ausführung nach Fig. 13 die Kopfkanten abgerundet sind, so daß dadurch eine Ausweichbewegung herbeigeführt wird, wenn die Teile in axialer Richtung aufeinanderzu bewegt oder voneinander getrennt werden.
Entsprechende Profilierungen sind auch bei einer Verzahnungsanordnung nach Fig. 10 möglich.
Diese Beispiele nach den Fig. 11 bis 13 zeigen Ausführungen, in welchen sich die Zähne auf gleichen Umfangskreisen befinden. Im Sinne einer möglichst feinen Zahnteilung wird einbezogen, daß sich die beiden Zahnkränze auf Umfangskreisen mit verschiedenen Radien derart befinden, daß sie sich noch berühren. Hierbei wird dann einbezogen, daß sich an den jeweiligen Verzahnungen gegenüberliegende Wülste überlappen und entsprechend bei elastischer Nachgiebigkeit der Zähne, insbesondere auch in radialer Richtung, unter Erzeugung eines Rastmomentes in Eingriff kommen.
Wenn in den Beispielen jeweils Wülste und vorspringende Profilierungen gezeigt sind, versteht sich, daß die Verrastungsmittel auch so ausgeführt sein können, daß an einem Zahnkranz eine vorspringende Profilierung und am anderen Zahnkranz entsprechende Negativprofilierungen ausgebildet sind, so daß dadurch der Aufwand zum Eingriff herabgesetzt wird.
Für einen radialen Eingriff, wie anhand der Fig. 10 gezeigt ist, ist es dann auch möglich, die Zähne als Zapfen auszuführen, für welche die Gegenverzahnung einen Zahnkranz in Form von Schnappaufnahmen hat.
Bei axialen Zahnanordnungen bleibt vorbehalten, die miteinander in Eingriff kommenden Teile, die als Verzahnung und Gegenverzahnung ausgeführt sind, auf eine druckknopfartige Ausbildung zu reduzieren, wobei die Gegenverzahnung in Form von Aufnahmelöchern mit eingeschnürter Mündung ausgebildet ist, welche einen elastischen, durch Federteile bestimmten Rand hat, während die Eingriffsverzahnung vorspringende Druckknopfteile mit verdicktem Kopf besitzt.
In diesem Zusammenhang wird jedoch einbezogen, die Pipettiervorrichtung zumindest im Bereich des Zahneingriffs aufzuweiten, damit bei dem erhöhten Platzbedarf einer solchen Eingriffsanordnung die Umfangsteilung eine genügende Feineinstellung zuläßt.

Claims

1. Pipettiervorrichtung mit einem Gehäuse, an dessen oberem Ende ein gegen Federwirkung eindrückbares Betätigungselement herausragt, das mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben verbunden ist, um ein Luftvolumen zu bewegen, welcher Zylinder mit einer Öffnung eines Verbindungsansatzes, insbesondere Verbindungskonus, für aufsteckbare, oben und unten offene Pipettenspitzen in Verbindung steht, wobei durch eine Verdrehung des Betätigungselementes Einstellungen des Pipettiervolumens vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das knopfartige Betätigungselement (2) auch zur Lösung eines axial aushebbaren Rastelement-Eingriffs zwischen einer Spindel (6) und einem gehäusefesten Widerlager als Gewindeeinsatz (3) vorgesehen und durch Verdrehung des knopfartigen Betätigungselementes (2) in einem Spindelantrieb (3, 6) einer Kolbenstange (7) für den Kolben (56) der Kolben in an sich bekannter Weise stufenlos verstellbar ist.

2. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Rastelemente (31, 32) um den Umfang der Mittelachse der Pipettiervorrichtung verteilt angeordnet ist.

3. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastelement-Eingriff mit zwei Zahnkränzen (31, 32; 77-79; 84-87; 98-100; 92-94) ausgeführt ist, die an den gegeneinander zu bewegenden Teilen der Pipettiervorrichtung angeordnet sind.

4. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzahnungseingriff in axialer Richtung mit einem Zahnkranz (32) vorgesehen ist, der nach oben gerichtete Zähne (77-79; 98-100) aufweist, in welche ein Zahnkranz (31) am Knopfträger (11) von oben eingreift.

5. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzahnungseingriff in einen in radialer Richtung ausgeführten Zahnkranz (76) vorgesehen ist, dem ein entsprechender Gegen-Zahnkranz (32) an der Spindel (6) in axialer Richtung aushebbar zugeordnet ist.

6. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem knopfartigen Betätigungselement (2) und der Spindel (6) eine Reib- oder Rutschkupplung (73) angeordnet ist, welche eine Verdrehung des Betätigungselementes (2) bei bestehendem Zahneingriff zuläßt.

7. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial aushebbaren Eingriffselemente als Verzahnung (31, 32; 84-87, 77-79; 92-94; 98-100) auch Rastprofilierungen (80-83; 88-91) aufweisen, die im Sinne einer Aufrechterhaltung des Eingriffs überwindbar ausgeführt sind.

8. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastprofilierungen (80-83; 88-91) im Sinne der Eingriffs- und Aushebrichtung mit wechselseitigen Verdickungen an ihren Enden ausgeführt sind und daß diese Verdickungen an elastischen zahnartigen Stegen angeordnet sind.

9. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (80-83; 88-91) kugelförmige Wülste sind.

10. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen kegelförmige Gestalt mit entgegengesetzten Steigungen bezüglich der miteinander in Eingriff kommenden Teile aufweisen. (Fig. 13)

11. Pipettiervorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenstange (7) zwischen dem Kolben (56) und dem oberen Ende des knopfförmigen Betätigungselementes (2) vorgesehen ist und einen Anschlag (42) an der Spindel (6) aufweist, welcher die Höchststellung der Kolbenstange (7) in bezug zur Spindel (6) und in dem knopfartigen Betätigungselement (2) begrenzt.

12. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib- oder Rutschkupplung (73) zwischen dem knopfartigen Betätigungselement (2) und dem in Zahneingriff stehenden Träger (11) des knopfartigen Betätigungselementes (2) in Umfangsrichtung angeordnet ist und ein elastisches Element (64) mit Eindellungen aufweist, in welche entsprechende elastische Eingriffselemente (67, 68) des Gegenkupplungselementes eingreifen, wobei ein als Knopfträger (11) ausgeführtes Kupplungselement zum Zahneingriff geführt ist und das andere Kupplungselement am verdrehbaren knopfartigen Betätigungselement (2) angeordnet ist.

13. Pipettiervorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehfest im Gehäuse geführter Träger (11) axial gerichtete Federelemente (19, 20) aufweist, die zungenartig mit Eingriffschuhen (24, 25) in Ringnuten (21, 22) der Kolbenstange (7) eingreifen, wobei der Eingriff zwischen verschiedenen Ringnuten (21, 22) in Abhängigkeit von einer Auszugsstellung des knopfartigen Betätigungselementes (2) veränderbar ist.

14. Pipettiervorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das knopfartige Betätigungselement (2) zweiteilig ausgeführt ist, beide Teile aber drehfest miteinander verbunden sind und ein elastischer Einsatz des oberen Teils an der hochragenden Kolbenstange (7) mit nach außen elastisch spreizbaren Federelementen (12, 13) vorgesehen ist, welche Widerlagerteile (16, 17) in dem Träger (11) des knopfartigen Betätigungselementes (2) untergreifen.

15. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib- oder Rutschkupplung (73) aus nutenartigen Einschnitten (65, 66) an einem nach oben ragenden zylindrischen Fortsatz (64) des Zwischenelementes und nach innen gerichteten Stegen (67, 68) an nach unten gerichteten Randteilen der Abdeckschale besteht.

16. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Zähne lamellenförmig ausgebildet und für eine seitliche Ausweichbewegung vorgesehen sind.

17. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastprofilierungen (88-91) einseitig ausgebildet sind.

18. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und 18, 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (92 bis 94) an ihrer Wurzel (95-97) elastisch sind.

19. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen an einem Zahnkranz vorspringen und am anderen Zahnkranz als Negativ-Profilierungen ausgeführt sind.

20. Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnkränze auf Umfangskreisen mit verschiedenen Radien angeordnet sind, wobei sich an den jeweiligen Verzahnungen gegenüberliegende Wülste überlappen und eine elastische Nachgiebigkeit der Zähne, insbesondere auch in radialer Richtung, vorgesehen ist.

21. Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze mit Verzahnung und Gegen-Verzahnung druckknopfartig ausgeführt sind und damit Rastelemente bilden.