Vorrichtung zum wiederholten Dosieren mit Anzeige TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (Pipette) zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einem Behälter, der einen Kolben umfasst, durch Herabdrücken des Kolbens, umfassend: ein Gehäuse; einen Ausbringmechanismus mit einem Ausbringelement; ein Betätigungselement, das von einem ersten Anschlag zu einem zweiten Anschlag bewegbar ist, wobei das Betätigungselement mit dem

Ausbringmechanismus gekoppelt ist, sodass bei der Bewegung des Betätigungselements vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag das Ausbringelement den Kolben um eine Strecke herabdrückt; und einen Einstellmechanismus zum Einstellen der pro Bewegung des Betätigungselements vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag zurückgelegten Strecke des Ausbringelements, wobei der

Einstellmechanismus durch Drehung eines Einstellelements stufenartig einstellbar ist und wenigstens einen zylindrischen Wandabschnitt aufweist.

STAND DER TECHNIK Insbesondere in Laboranwendungen kommt es vor, dass Seriendosierungen mit vorgegebenem

Volumen (bspw. 1 μΐ— 5 ml) durchgeführt werden müssen. Das händische Ausbringen einer Vielzahl kleinerer Mengen aus einer Spritze ohne Hilfsmittel ist nicht nur schwierig, sondern auch fehleranfällig. Aus diesem Grund wurden Hilfsmittel, z.B. Handdispenser, entwickelt, mit denen eine Seriendosierung unter Voreinstellung des auszubringenden Volumens möglich ist. Das gewünschte Ausbringvolumen pro Betätigungszyklus wird durch einen Verstellmechanismus voreingestellt.

Vor der Dosierung wird eine Spritze in die Vorrichtung eingelegt und eine bestimmte Volumenmenge des Fluids in die Spritze aufgezogen. Anschließend wird das Betätigungselement so oft betätigt, bis eine Seriendosierung abgeschlossen bzw. bis die Spritze entleert ist. Um die Anzahl von Hilfsgeräten im Labor zu reduzieren, sind die meisten Handdispenser so aufgebaut, dass Spritzen unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Aufbaus zur Dosierung in das Gerät eingesetzt werden können. Wenn damit einerseits die Flexibilität beim Einsatz des Geräts verbessert wird, so ergibt sich andererseits das Problem, dass die Einstellung des gewünschten Dosiervolumens erschwert wird, da bei unterschiedlichen Spritzentypen zur Ausgabe eines bestimmten Dosiervolumens der Kolben um unterschiedliche Wegstrecken nach unten gedrückt werden muss. Die gewünschte Wegstrecke pro Betätigungszyklus bei vorgegebenem Dosiervolumen hängt insbesondere vom Querschnitt des Spritzenkörpers ab. Um die jeweils passende Einstellung zu finden, werden Hilfstabellen verwendet, in denen für verschiedene bekannte Spritzentypen und Dosiervolumina pro Betätigungszyklus die passende Einstellstufe des Verstellmechanismus angegeben ist. Auch wenn auf diese Weise eine klare Vorgabe besteht, welche Stufe des Verstellmechanismus bei einem bestimmten Spritzentyp und Dosiervolumen zu wählen ist, besteht eine erhebliche Gefahr von Fehleinstellungen. Bspw. kann es auch geschultem Personal passieren, dass aus der Tabelle versehentlich nicht der korrekte Wert, sondern bspw. ein Wert aus einer benachbarten Spalte der Zeile abgelesen wird. Auf diese Weise kann sich herausstellen, dass eine gesamte Seriendosierung fehlerhaft ist.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Fluids aus einer Spritze bereitzustellen, bei der die Fehleranfälligkeit bei der Einstellung der auszubringenden Dosiermenge reduziert ist. TECHNISCHE LÖSUNG

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einem Behälter, der einen Kolben umfasst, insbesondere aus einer Spritze, gemäß dem Anspruch 1.

Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Die Vorrichtung zum dosierten Ausbringen eines Mediums aus einem Behälter, der einen Kolben umfasst, mittels Herabdrücken des Kolbens, umfasst: ein Gehäuse; einen Ausbringmechanismus mit einem Ausbringelement; ein Betätigungselement, das von einem ersten Anschlag zu einem zweiten Anschlag bewegbar ist, wobei das Betätigungselement mit dem Ausbringmechanismus gekoppelt ist, sodass bei der Bewegung des Betätigungselements vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag das Ausbringelement den Kolben um eine Strecke herabdrückt; und einen Einstellmechanismus zum Einstellen der pro Bewegung des Betätigungselements vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag zurückgelegten Strecke des Ausbringelements, wobei der Einstellmechanismus durch Drehung eines Einstellelements stufenartig einstellbar ist und wenigstens einen zylindrischen Wandabschnitt aufweist. Die Vorrichtung umfasst außerdem ein Anzeigeelement, das aufweist: eine spaltartige Öffnung im Gehäuse, durch die ein spaltartiger Teilbereich des zylindrischen Wandabschnitts von außerhalb des Gehäuses sichtbar ist; und eine tabellarische Aufstellung der Mengen, die bei einer Bewegung des Betätigungselements vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag für eine vorgegebene Anzahl verschiedener Spritzentypen bei unterschiedlichen stufenartigen Einstellungen des

Einstellmechanismus jeweils ausgebracht werden, wobei die tabellarische Aufstellung am zylindrischen Wandabschnitt angeordnet ist.

Die Vorrichtung ist ein sogenannter Handdispenser oder eine Pipette für das Ausbringen von

Seriendosierungen, bspw. im Volumenbereich zwischen 1 μΐ und 5 ml. Durch Betätigen eines Betätigungselements, bspw. eines Druckknopfs wird pro Betätigung bzw. Betätigungszyklus der

Kolben der Spritze um eine dem gewünschten Dosiervolumen entsprechende Strecke herabgedrückt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Spritze entleert ist bzw. bis die Seriendosierung abgeschlossen ist. Das Betätigungselement ist mit dem Ausbringmechanismus, der ein Ausbringelement aufweist, das unmittelbar mit dem Spritzenkolben zusammenwirkt, so gekoppelt, dass bei einem vollständigen Herabdrücken des Betätigungselements von einem ersten Anschlag zu einem zweiten Anschlag das Ausbringelement genau um den richtigen, voreingestellten Kolbenhub bewegt wird. Um das korrekte Volumen einstellen zu können, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Einstellmechanismus auf. Im Rahmen der Erfindung weist der Einstellmechanismus ein Einstellelement auf, mit dessen Hilfe ein zylindrischer Wandabschnitt, insbesondere eine Hülse bzw. Stelltrommel, relativ zum Gehäuse zwischen verschiedenen radialen Einstellungen, insbesondere stufenweise, verstellbar ist. Diese Einstellung bestimmt die Übersetzung zwischen dem Betätigungsweg des

Betätigungselements und der Bewegungsstrecke des Ausbringelements. Der Ausbringmechanismus kann außerdem eine Klinke aufweisen, die, nachdem das Betätigungselement über eine bestimmte Strecke bewegt wurde, in eine entsprechende Gegenverzahnung des Ausbringelements eingreift. Das Betätigungselement ist relativ zur Stelltrommel in axialer Richtung beweglich angeordnet, die Stelltrommel ist axial relativ zum Gehäuse unbeweglich angeordnet. Je nach Winkelstellung der

Stelltrommel wird die mit dem Betätigungselement gekoppelte Klinke über eine Wegstrecke vor dem Eingriff in die Gegenverzahnung des Ausbringelements blockiert, so lange die Klinke entlang der Innenwand der Hülse entlanggeschoben wird. Am unteren Rand der Hülse, also nach Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke des Betätigungselements, rastet die Klinke unter Einwirkung einer Kraft (z.B. erzeugt durch ein elastisches Element) in eine Gegenverzahnung ein. Je nach Winkelstellung des

Einstellmechanismus bzw. der Stelltrommel gerät somit die Klinke früher oder später in Eingriff mit der Gegenverzahnung. Da die Gegenverzahnung Teil des im Wesentlichen starren Ausbringelements ist, schiebt die Klinke das Ausbringelement bis zum Anschlag des Betätigungselements am zweiten Anschlag nach unten. Anschließend bewegen sich das Betätigungselement und die Klinke unter dem Einfluss einer Rückstellkraft (z. B. einer Feder) wieder in die Ausgangsposition zum ersten Anschlag hin. Die Klinke ist dabei so ausgebildet, dass sie beim Zurückgehen zum ersten Anschlag außer Eingriff mit der Gegenverzahnung gerät, diese also in ihrer Position entsprechend dem zweiten Anschlag belässt. Die Klinke bewegt sich somit zurück in die Stelltrommel in ihre Ausgangsposition. Der

Betätigungszyklus wird nun wiederholt, bis der Seriendosiervorgang beendet ist.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse eine im Bezug auf die Stelltrommel axiale, spaltartige

Ausnehmung bzw. Öffnung bzw. Fenster auf. Durch diese Öffnung kann die im Bereich der Öffnung angeordnete Spalte der Tabelle von außen gesehen werden. Bei unterschiedlichen Winkelstellungen der Stelltrommel werden unterschiedliche Spalten der Tabelle sichtbar, so dass die Dosiermenge für jeden Spritzentypen in einfacher Weise und mit verringerter Fehleranfälligkeit abgelesen werden kann. Die tabellarische Aufstellung kann spaltenweise jeweils die Angabe der Ausbringmenge pro Betätigung des Betätigungselements für die verschiedenen Spritzentypen bei der jeweiligen Einstellung des Einstellmechanismus, zeilenweise die Ausbringmenge für einen bestimmten Spritzentyp bei den verschiedenen stufenartigen Einstellungen des Einstellmechanismus enthalten.

Die spaltartige Öffnung ist insbesondere relativ zum zylindrischen Wandabschnitt derart angeordnet, dass für eine bestimmte Einstellungsstufe des Einstellmechanismus die passende Ausbringmenge pro Betätigung des Betätigungselements für jeden der Spritzentypen sichtbar ist.

Vorzugsweise sind an der Gehäuseaußenwand neben der spaltartigen Öffnung Angaben der verschiedenen Spritzentypen und/oder Angaben zu Eigenschaften der verschiedenen Spritzentypen angeordnet. Der Einstellmechanismus umfasst vorzugsweise eine Klinke und eine Gegenverzahnung, z. B. eine Zahnstange, wobei die Klinke bei unterschiedlichen Einstellungen des Einstellmechanismus nach unterschiedlichen Bewegungsstrecken des Betätigungselements zwischen den Anschlägen in die Gegenverzahnung eingreift. Der Einstellmechanismus kann insbesondere ein Blockierelement umfassen, das den Eingriff der Klinke in die Gegenverzahnung blockiert, bis das Betätigungselement um eine bestimmte

Bewegungsstrecke nach unten gedrückt ist, wobei die Bewegungsstrecke von der Einstellung des Einstellmechanismus abhängt. Das Gehäuse weist insbesondere eine Aufnahme zum Anbringen einer Spritze am Gehäuse auf.

Die Vorrichtung kann außerdem eine Verriegelung zum Befestigung des Kolbens am Ausbringelement aufweisen. Die Vorrichtung kann ein Aufzugelement mit einem Betätigungsschieber zum Aufziehen der Spritze aufweisen. So kann der Kolben aus dem Spritzenkörper herausgezogen und die Spritze damit aufgezogen werden, bevor die Seriendosierung beginnt. Das Aufzugelement und die Verriegelung sind insbesondere gekoppelt.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Rückstellmechanismus aufweist, der eine (Rückstell-)Kraft auf das Betätigungselement in Richtung des ersten Anschlags ausübt. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Dosiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2 ist eine Ansicht einzelner Komponenten der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung. Figur 3 ist eine Ansicht weiterer Komponenten der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In der Figur 1 ist eine Dosiervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Dosiervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 10 auf. Im Gehäuse 10 ist eine spaltartige Öffnung 11 in axialer Richtung ausgebildet. Durch diese Öffnung 11 ist von außerhalb des Gehäuses 10 der entsprechende Bereich einer Stelltrommel, die sich im Inneren des Gehäuses 10 befindet, sichtbar. Neben der Öffnung 11 sind in einem der Höhe der Öffnung 11 entsprechenden Feld 12 zeilenweise die verschiedenen Spritzentypen, die anhand ihrer Volumina identifiziert werden, angegeben. In der untersten Zeile 13 des Felds ist„Stepp" angegeben, da in der letzten Zeile der in der Öffnung 11 angezeigten Spalte einer Tabelle der Einstellschritt einen stufenartigen Einstellmechanismus angegeben ist. In den übrigen Zeilen werden bei einer bestimmten Einstellungsstufe die jeweiligen Dosiermengen für die verschiedenen Spritzentypen angezeigt. Die Dosiervorrichtung 1 weist außerdem einen Betätigungsknopf 20 auf, der von einer ersten

Anschlagstellung (oben, wie in der Figur 1 dargestellt), in die er durch eine Rückstellfeder gedrängt wird, durch Betätigung in eine zweite Anschlagstellung nach unten gedrückt werden kann. Diese einfache Betätigung entspricht einer Einzeldosierung im Rahmen einer Seriendosierung. Darüber hinaus weist die Dosiervorrichtung 1 ein Verstellrad 30 auf, mit dem das in einer

Einzeldosierung auszubringende Volumen eingestellt werden kann. Mittels eines Schiebers 40, der von einer unteren Position 41 in die dargestellte obere Position 40 bewegt werden kann, kann die Spritze, die in eine Aufnahme 14 des Gehäuses 10 eingebracht wurde, aufgezogen werden. Der Knopf 42 ist zur Betätigung einer Verriegelung vorgesehen, mit der der Stößel bzw. Kolben der Spritze an einem entsprechenden Ausbringelement befestigt werden kann.

In der Figur 2 ist die Dosiervorrichtung 1 ohne Gehäuse dargestellt. Der Ausbringmechanismus weist ein Ausbringelement 4 mit folgenden Elementen auf, die starr miteinander verbunden sind: Der bereits erwähnte Schieber 40 dient dazu, das Ausbringelement 4 von einer ersten Position (entsprechend Bezugszeichen 41 in Figur 1) in eine zweite Position (entsprechend dem Bezugszeichen 40 der Figur 1) zu bringen, in der die Spritze aufgezogen ist. Der Stößel bzw. Kolben der Spritze (nicht dargestellt) ist kann mittels einer Verriegelung 43 verriegelbar und entriegelbar am Ausbringelement 4 befestigt sein. Die Verriegelung 43 ist durch den Verriegelungsknopf 42 betätigbar. Das Ausbringelement 4 weist außerdem eine Zahnstange 44 auf, in die eine entsprechende Klinke des Ausbringmechanismus eingreifen kann, wie im Zusammenhang mit der Figur 3 beschrieben werden wird.

Ein zentrales Element der Erfindung ist eine gegenüber dem Gehäuse axial fixierte Stelltrommel 31. Diese ist über ein Stellrad 30 radial drehbar bzw. verstellbar. Auf der Stelltrommel 31 sind spaltenweise Mengenangaben der Ausbringvolumina für verschiedene Spritzentypen bei verschiedenen

Einstellungen (die Einstellungsstufe ist in der letzten Zeile angegeben) in Form einer Tabelle angeordnet. Die Trommel 31 ist relativ zum Fenster 11 im Gehäuse 10 so ausgerichtet, dass bei einer bestimmten Winkeleinstellung der Trommel 31 für jeden Spritzentypen das korrekte Ausbringvolumen im Fenster 11 sichtbar ist. Zeilenweise sind die Ausbringvolumina für einen bestimmten Spritzentypen, je nach Winkeleinstellung der Trommel 31, angegeben.

Die Unterkante der Stelltrommel weist Stufen 311, 312, 313, usw., verschiedener axialer Höhe auf. Je nachdem, in welcher Winkelstellung die Trommel 31 eingestellt ist, ist der Zahnstange 44 eine bestimmte Stufe des unteren Rands der Stelltrommel 31 zugewandt. Beim Herunterdrücken des Betätigungselements 20 bewegt sich auch eine Klinke, zunächst an der Innenwand der Stelltrommel 31, nach unten. Je nach axialer Höhe der aktuell eingestellten Winkelstellung und damit Stufe (z. B. 311, 312, 313, usw.) gerät diese Klinke nun früher oder später mit der Zahnstange 44 in Eingriff und schiebt das Ausbringelement 4 in die Restwegstrecke, die das Betätigungselement 20 bis zum zweiten Anschlag durchführt, nach unten. Damit wird auch eine mit dem Ausbringelement 4 gekoppelte Kolbenstange um diese Wegstrecke nach unten geschoben, bis das gewünschte Volumen ausgebracht ist.

Anschließend bewegt sich das Betätigungselement 20, wie insbesondere aus der Figur 3 hervorgeht, unter der Kraftein Wirkung einer Rückstellfeder 21 wieder nach oben in die Ausgangsposition an den ersten Anschlag. Während dieser Bewegung ist die Klinke 22 nicht in Eingriff mit der Zahnstange 44, sondern gleitet aufgrund ihrer Geometrie über die Zähne der Zahnstange 44 hinweg. Die Klinke 22 gleitet dann zurück in die Stelltrommel 31. Beim nächsten Herunterdrücken des Betätigungselements 20 und der Klinke 22 bewegt sich die Klinke 22 zunächst entlang der Innenseite der Stelltrommel 31 bis zur eingestellten Unterkante der Stelltrommel 31 und greift dann, da eine Kraft K in Richtung der Zahnstange 44 wirkt (bspw. eine Federkraft K) in die Zahnstange 44 ein und schiebt diese wiederum einen definierten Weg nach unten.