(57)【要約】【課題】注射器シリンダ用収容部中に軸方向通気経路を有する心出し素子と注射器ピストン用の軸方向に変位可能なピストン収容部からなる計量装置と共に使用するための注射器を提供する。【解決手段】注射器は、注射器ピストンと、底部に出口を含む注射器シリンダと、収容部中に挿入するための外周上の頂部にある心出しフランジと、注射器ピストンが密閉して案内される、第１内径を有する出口に接続された円筒状ピストン運動領域と、少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離において、第１内径を超えて第２内径を有し、少なくとも１６．２ｍｍの心出し素子を挿入するための心出し領域を含み、また上端にある注射器ピストンは、ピストン収容部中に挿入するための連結片を持っている。【選択図】  図１ａ
2011031041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注射器シリンダ（２）用収容部（３９）中に軸方向通気経路を持つ心出し素子（６０）と注射器ピストン（３）用の軸方向に変位可能なピストン収容部（４３）を備える計量装置（３７０）と共に使用するための注射器であって、
―注射器ピストン（３）と、
―底部に出口を備える注射器シリンダ（２）と、
―収容部（３９）中に挿入するための外周（１２）上の頂部にある心出しフランジと、
―注射器ピストン（３）が密閉して導かれる、第１内径を有する出口に接続された円筒状ピストン運動領域（５）と、
―少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離において、第１内径を超えて第２内径を有し、１６．２ｍｍ以上および１７．７ｍｍ以下の心出し素子（６０）を挿入するための心出し領域（１１）とを含み、および
―上端にある注射器ピストン（３）は、ピストン収容部（４３）中に挿入するための連結片（２１）を有する注射器。
【請求項２】
円筒状ピストン運動領域（５）中の注射器シリンダ（２）の壁厚みが、心出し領域（１１）中よりも大きい請求項１記載の注射器。
【請求項３】
心出し領域（１１）と注射器シリンダ（２）の円筒状ピストン運動領域（５）間で、心出し領域（１１）の上端にある円錐形挿入領域（１６）および／または円錐形遷移領域（１０）を備える請求項１または２記載の注射器。
【請求項４】
心出しフランジ（１２）は、突起および／または凹所（６９）を持つ輪郭を内部に持ち、該輪郭が、外部から、第２内径を持つ仮想シリンダの接線となっている請求項１〜３のいずれか１項に記載の注射器。
【請求項５】
心出しフランジ（１２）は、２１〜２４ｍｍの外径および／または３．２〜４．５ｍｍの高さを持ち、および／または心出し領域が、注射器シリンダの上端から少なくとも３〜６ｍｍの距離にある請求項１〜４のいずれか１項に記載の注射器。
【請求項６】
頂部にある注射器ピストン（３）が、連結片（２１）の下に、ディスク（２４）および／または軸方向に伸びたウィング（２５）を持ち、またディスク（２４）および／またはウィング（２５）と円筒状心出し領域の間に、０．５〜２．５ｍｍのギャップ幅を持つ環状ギャップ（２９０）が存在している請求項１〜５のいずれか１項に記載の注射器。
【請求項７】
体積１０ｍｌ、５ｍｌ、２．５ｍｌ、１ｍｌ、０．５ｍｌ、０．２ｍｌ、０．１ｍｌから選択される充填体積を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の注射器。
【請求項８】
注射器シリンダ（２）用収容部（３９）中に軸方向通気経路を持つ心出し素子（６０）と注射器ピストン（３）用の軸方向に変位可能なピストン収容部（４３）を備える計量装置（３７０）と共に使用するための注射器群であって、
―異なる充填体積を有する複数の注射器（１）であって、いずれの場合にも、
―注射器シリンダ（２）と
―注射器ピストン（３）とを含む注射器と、
―注射器シリンダ（２）は、底部に出口と、
―外周上の頂部には収容部（３９）中への挿入用の心出しフランジ（１２）と、
―注射器ピストン（３）が密封して導かれる出口に接続された円筒状ピストン運動領域（５）と、
―少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離において、心出し素子を挿入するための心出し領域（１１）とを含む注射器シリンダと、
―ピストン収容部（４３）中に挿入するための連結片（２１）を含む上端における注射器ピストン（３）と、
―異なる充填体積の注射器（１）の心出し領域（１１）が内部に適合する輪郭を有する注射器群。
【請求項９】
心出しフランジ（１２）の外径および／または心出しフランジ（１２）の高さおよび／または心出し領域（１１）の高さは、異なる充填体積の注射器（１）と一致する請求項８記載の注射器群。
【請求項１０】
注射器（１）が、請求項１〜７のいずれか１項記載の注射器である請求項８または９記載の注射器群。
【請求項１１】
注射器シリンダ（２）と注射器ピストン（３）とを備える注射器（１）または複数の注射器を含む注射器群と共に使用するための計量装置であって、注射器シリンダ（２）は、底部に出口と、外周上の頂部には心出しフランジ（１２）と、注射器ピストン（３）が密封して案内される出口に接続された円筒状ピストン運動領域（５）と、さらに、注射器ピストン（３）の上端において、心出し領域（１１）と連結片（２１）を含み、
―心出しフランジ（１２）を締め付け位置中に軸方向に挿入するために、軸方向に開口部（４０）を備える注射器シリンダ（２）の心出しフランジ（１２）用の収容部（３９）と、
―注射器シリンダ（２）を、心出し領域（１１）中に軸方向に挿入するために、軸方向の通気経路を持つ軸方向開口部（４０）と並列された収容部（３９）中に配列された心出し素子（６０）と、
―連結片（２１）を締め付け位置中に軸方向で挿入するために、ピストン収容部（４３）を有する収容体（４２）と、
―収容部（３９）中およびピストン収容部（４３）中のそれらの締め付け位置で、心出しフランジ（１２）および連結片（２１）を解放可能に保持するための締め付け装置（４７，５０）と、
―心出しフランジ（１２）および連結片（２１）を締め付け位置に保持するための半径方向に位置決め可能な保持装置を含む締め付け装置（４７，５０）と、
―収容体（４２）をハウジング（３８）中で変位させるためのピストン調節装置とを備えるハウジング（３８）を有する計量装置。
【請求項１２】
心出し表面を持つ心出し領域中の心出し素子（６０）は、１６．２〜１７．７ｍｍの外径および／または０．４〜２．５ｍｍの壁厚みを持っており、および／または心出しフランジ（１２）の上面に対する停止部に対して２．２〜６ｍｍだけ突出している請求項１１記載の計量装置。
【請求項１３】
心出し素子（６０）は、外側上に、突起（７０）および／または凹所を持つ輪郭を持ち、該輪郭は、第２外径を持つ仮想シリンダと外部で接している請求項１１または１２記載の計量装置。
【請求項１４】
心出し素子（６０）は、収容部（３９）に対して強固に配列されているか、軸方向に収容部（３９）に対して弾性的に配列されている請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の計量装置。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の注射器または請求項８〜１０のいずれか１項に記載の注射器群の少なくとも１つの注射器を備える請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の計量装置。
【請求項１６】
液体を受け取りまた排出するための計量装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の注射器および／または請求項８〜１０のいずれか１項に記載の注射器群の注射器を使用する注射器の使用方法。
【請求項１７】
液体を受け取りまた排出するために、請求項１〜７のいずれか１項に記載の注射器または請求項８〜１０のいずれか１項に記載の注射器群の注射器を備えた請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の計量装置を使用する計量装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量装置と共に使用するための注射器および注射器群に関し、注射器または注射器群と共に使用するための計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピペット類は、液体を計量し、移動するための計量装置である。それらは、液体を注射器中に引き込むために、また該液体を注射器から徐々に排出させるために、注射器と共に使用される反復ピペットまたはマルチピペットとして、しばしば設計されている。反復ピペットは、特に、反復ピペットの反復機構を開示している特許文献１および特許文献２から公知である。この公報では、注射器を反復ピペットに固定することも開示している。この目的のために、該注射器には、側部において開口し、ピペットのほぼＵ字形の溝の中へ側部から挿入可能とした注射器フランジを備えている。前記注射器は、軸方向の圧力ばねにより、この挿入された注射器フランジを、溝に固定している。前記注射器には、注射器ピストンを、ピペットのピストン調節装置に接続させるために、２個の顎部間で注射器ピストンの端部を受け入れる挿入要素が存在する。各顎部は、作動レバーがハウジングから開口を介して突出されているフラップ形状の締め付け部材によって、注射器ピストンに対して押しつけることができる。この注射器を固定する方法は、注射器をピストン調節装置に挿入し、連結するために、および／または分離して取り除くために、注射器を取り扱わなければならないという欠点を有する。
【０００３】
特許文献３および特許文献４は、ピペット中に軸方向に容易に挿入可能であり、および／またはピペットから取り外しされる注射器を用いる手動操作により適したピペットシステムを提案している。このピペットシステムは、締め付け部と注射器ピストンを含む注射器と、ピペットとを備え、このピペットは、ピペットハウジングに、締め付け部の収容部と、注射器ピストンおよび／またはそこへ接続されたピストン棒を有する収容体を含む。さらに、前記ピペットは、締め付け部と注射器ピストンをそれぞれの収容部に可逆的におよび／または取り外し可能に固定するための締め付け装置が存在しており、ピペットハウジング中に収容体を変位させるためのピストン調節装置が存在している。締め付け部および注射器ピストンは、各収容部の軸方向の開口部を介して、それぞれの締め付け位置に押し込むことができる。
【０００４】
締め付け装置は、締め付け部と注射器ピストンを締め付け位置に固定するために、半径方向に配置することが可能な保持装置を有する。保持装置は、ピペットハウジング内に回転可能に取り付けられている注射器保持レバーと、収容体内に回転可能に取り付けられているピストン保持レバーを有する。注射器保持レバーとピストン保持レバーは、保持アームおよび操作アームとを有する２本アーム式に設計され、前記注射器保持レバーは、それらの操作アームの内面上に接触点を含み、それらは、それらの操作アームの作動により、ピストン保持レバーの操作アームに対して、外側に回転可能になり、ピストン保持レバーを作動させる。
【０００５】
結果として、注射器とピペットとは、純粋に軸方向の相対移動により、互いに接続され、また操作アームを作動することにより、互いから離れる事ができる。１つの実施形態によれば、締め付け部は、注射器フランジであり、またさらなる実施形態によれば、注射器ピストンは、保持装置のかげで噛み合うためのピストンフランジを有している。
【０００６】
特許文献５および特許文献６からは、単一アクチュエータの作動だけで、注射器をピペットから解放することが可能である特許文献３によるピペットの実施形態が知られている。
【０００７】
エッペンドルフ社からこの計量システムの市販のマルチピペット（登録商標）（プラス／ストリーム／Ｘ−ストリーム）の実施形態は、コムビチプス（登録商標）（プラス）注射器を含み、このコムビチプスは、内側に、ピストン運動領域を持つシリンダと該シリンダの上端における注射器フランジを有する。この注射器には、種々の充填体積（０．１ｍｌ、０．２ｍｌ、０．５ｍｌ、１ｍｌ、２．５ｍｌ、５ｍｌおよび１０ｍｌ）が提供されている。充填体積が、注射器中に受けられるようにおよび／または数ミリメートルのオーバーストロークプラス５０ｍｍのエッペンドルフ社のマルチピペット（登録商標）の最大ピストン調節経路を用いてそこから排出されるように、ピストン運動領域の内径が寸法決めされている。したがって、１０ｍｌの名目上の体積を持つ注射器において、ピストン運動領域の内径は１５．９６ｍｍである。より小さい注射器の場合には、ピストン運動領域の内径はそれに対応してより小さい。小さい注射器のシリンダは、ピストン運動領域の上端において円筒形の広がりを持ち、いずれの場合にもその内径は、１５．９６ｍｍよりもかなり小さく、全てより小さくなると、注射器の充填体積はより小さくなる。円筒状広がりに対する１つの理由は、結果として、ピストンの深さ停止がシリンダ中で作られ、これによって、シーリングリップをシリンダの低い前面上に配置することにより、ピストンシーリングリップに対する損傷が起きることを避けられるということである。さらなる理由は、小さい注射器では、計量システム中に挿入された連結片の下にあるピストン領域は厚くなるように設計されており、特に、収納状態におけるピストン棒の坐屈に対する抵抗を結果として増加させるために、羽片として設計されているということである。
【０００８】
フランジから進行して、シリンダは、その周囲に外側に突出した４つの軸方向に伸びたリブを有し、それらは、周囲に亘って、均一に分配されている。底部において、リブは、トレーまたは箱の先端の穴上に、支持用の各１つの肩を持っている。異なる充填体積の注射器が、トレーまたは箱の均一な穴中に挿入可能とされるように、異なる充填体積を有する注射器の肩が、シリンダの軸から同じ距離にある。
【０００９】
公知の計量システムは、低い測定偏差で、正確な計量を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ドイツ特許第２９２６６９１Ｃ２号
【特許文献２】米国特許第４４０６１７０号
【特許文献３】ドイツ特許第４３４１２２９Ｃ２号
【特許文献４】米国特許第５６２０６６０号
【特許文献５】ドイツ特許出願第１０２００５０２３２０３号
【特許文献６】米国特許出願第２００６２６３２６１Ａ１号
【特許文献７】欧州特許第０６５７２１６Ｂ１号
【特許文献８】米国特許第５６２０６６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこから進行して、本発明の目的は、計量装置と共に使用するための注射器および注射器群、注射器または注射器群と共に使用するためのさらにより正確な計量を可能にする計量装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、請求項１の特徴を持つ注射器によって達成される。
【００１３】
注射器シリンダ用収容部中に軸方向通気経路を持った心出し素子と注射器ピストン用の軸方向に変位可能なピストン収容部を備える本発明による計量装置と共に使用される注射器は、注射器ピストンと、底部に出口を備える注射器シリンダと、収容部中に挿入するための外周上の頂部にある心出しフランジと、注射器ピストンが密閉して導かれる、第１内径を有する出口に接続された円筒状ピストン運動領域と、少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離において、第１内径を超えて第２内径を有し１６．２ｍｍ以上および１７．７ｍｍ以下の心出し素子を挿入するための心出し領域とを含み、および上端にある注射器ピストンは、ピストン収容部中に挿入するための連結片を有する。
【００１４】
上記目的は、請求項８の特徴を有する注射器群によってさらに達成される。
【００１５】
注射器シリンダ用収容部中に軸方向通気経路を持った心出し素子と注射器ピストン用の軸方向に変位可能なピストン収容部とを備える本発明による計量装置と共に使用される注射器群は、異なる充填体積を有する複数の注射器であって、いずれの場合にも、注射器シリンダと注射器ピストンとを含む注射器と、注射器シリンダは、底部に出口と、外周上の頂部には収容部への挿入用の心出しフランジと、注射器ピストンが密封して導かれる出口に接続された円筒状ピストン運動領域と、少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離において、心出し素子を挿入するための心出し領域とを含む注射器シリンダと、ピストン収容部中に挿入するための連結片を含む上端における注射器ピストンと、内部に適合する輪郭を有する異なる充填体積を備えた注射器の心出し領域とを含む。
【００１６】
複数の注射器は、１０ｍｌ、５ｍｌ、２．５ｍｌ、１ｍｌ、０．５ｍｌ、０．２ｍｌおよび０．１ｍｌの充填体積を持つ注射器の群から選択されるのが好ましい。
【００１７】
異なる充填体積を有する注射器の心出し領域は、適合する輪郭を持っている。所定の同一の心出し輪郭に調整された同一および／または異なる形状が、心出し領域における“適合する輪郭”によって理解される。したがって、適合する輪郭を有する注射器は、心出し輪郭を有する計量システムの１つおよび同一の心出し素子と共に、協働するのに適している。
【００１８】
上記目的は、請求項１１の特徴を有する計量装置によって、さらに達成される。
【００１９】
注射器シリンダと注射器ピストンとを備える注射器と共に使用するための本発明による計量装置であって、注射器シリンダは、底部に出口と、外周上の頂部に心出しフランジと、注射器ピストンが密封して案内される出口に接続された円筒状ピストン運動領域と、さらに、注射器ピストンの上端において、心出し領域と連結片を含み、または複数の注射器を含む注射器群と共に使用することを特徴とする計量装置は、心出しフランジを締め付け位置中に軸方向に挿入するために、軸方向に開口部を備える注射器シリンダの心出しフランジ用の収容部と、注射器シリンダを、心出し領域中に軸方向に挿入するために、軸方向の通気経路を有する軸方向開口部と並列された収容部中に配列された心出し素子と、連結片を締め付け位置に軸方向で挿入するために、ピストン収容部を有する収容体と、収容部内およびピストン収容部内のそれらの締め付け位置で、心出しフランジおよび連結片を解放可能に保持するための締め付け装置と、心出しフランジおよび連結片を締め付け位置に保持するための半径方向に位置決め可能な保持装置を含む締め付け装置と、収容体をハウジング中で変位させるためのピストン調節装置とを備えるハウジングを有する。
【００２０】
注射器、注射器群および計量装置の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００２１】
“頂部における”および“底部における”という用語は、計量時に、注射器が底部において出口とまた頂部において心出しフランジと垂直に保持される、注射器の好ましい配列を指している。
【００２２】
計量装置は、特に手動でおよび／またはモータで駆動される、操作可能な計量装置および／または静的な計量装置であってもよい。特に、それは、ピペット、反復ピペット、ディスペンサ、計量台または自動計量装置であってもよい。好ましくは、それは、ディスペンサである。
【００２３】
本発明による注射器は、本発明による計量装置に可逆的な方法で容易に固定できる。この目的のために、注射器を、軸方向で、計量装置中に挿入し、計量装置の収容部中の心出しフランジを保持するために、半径方向に位置決めできる保持装置により心出しフランジを保持し、またピストンロッドを保持するために、半径方向に位置決めできる保持装置によりピストン収容部中の連結片上で注射器ピストンを保持する。保持装置による心出しフランジの保持および連結片の保持は、計量装置の収容部中に注射器を軸方向に挿入することにより、制御してもよい。この目的のために、特許文献３および特許文献４に開示されているように、計量装置を設計してもよい。前述の特許の計量装置に関する実施形態は、本願に組み入れられている。
【００２４】
計量装置の中に注射器を挿入する場合に、心出し素子は、心出し領域を軸方向に貫通し、心出し領域の内側に対して半径方向に位置する。心出し素子および心出し領域のそれぞれの寸法および配列は、注射器シリンダが、挿入された心出し素子によって心出しされるように、互いに調整される。結果として、心出し領域を有する注射器シリンダは、それが保持装置によって容易にかつ確実に保持されるように、収容部の中に正確に案内される。
【００２５】
心出し素子上への心出し領域の位置付により、注射器シリンダの心出し領域における変形を修正してもよい。特に、心出し素子は、非円形状の注射器シリンダを修正して、理想的な円形を形成する。心出し領域は、正確な計量に決定的なピストン運動領域のすぐ近くに、またはピストンの密封縁への損傷を緩和する遷移領域のすぐ近くに置かれているので、心出し領域の修正は、計量精度に積極的に作用する。非円形シリンダは、円形シリンダとは異なる断面積を持っており、結果として計量誤差につながる。特に、円形形状により、シリンダにおける注射器ピストンの密閉の堅固さひいては計量の精度が改善される。改変された断面積による非円形注射器シリンダは、特に、収容ストロークの最後においてまた初期放出ストロークの間では、注射器ピストンを通って空気が流れ、また少量の液体が受け取られかつ／または放出されるという結果をも有することになる。この欠点は本発明により克服される。
【００２６】
さらに、心出し素子上への心出し領域の導入が、計量装置に対する注射器の誤った配置と装填下の計量装置に対する注射器の傾きを抑制する。計量システムの保持装置により、注射器が傾いた配置で保持されるときには、誤った配置が、従来の計量システムの場合に起こりうる。計量中に出口近傍の注射器が接触力によって壁に触れるとすれば、装填下の傾きが、従来の計量システムの場合に起こりうる。このタイプの放出は、壁放出として知られている。特に、注射器からの落下破壊による一様でない誤差を避けるために、それは小さな放出体積で使用される。結果として、注射器シリンダは注射器ピストンに対して回転され、それにより液体が放出され、計量誤差が生じる。さらに、傾いた注射器シリンダの中のピストンの密閉の減少した堅牢度は、計量の精度を損なうおそれがある。以前に公知の注射器および計量装置の不利な特徴も同様に本発明により克服される。
【００２７】
注射器の心出しに際して、心出し素子は、注射器シリンダの上端から離れたところで心出し領域に対して位置付けされることが重要である。心出し素子が、注射器ピストン中に対応して深く噛み合うときにのみ、全てを心出し領域の周りに位置付けかつ注射器シリンダの非円形状を修正し、それを配置しかつ支持することが可能となり、このようにして、傾きを避けることができる。注射器の上端において心出しフランジにより注射器シリンダを強固にすることは、ピストン運動領域における非円形断面の修正に対して作用する。このようにして、本発明による注射器の心出し領域の少なくとも１６．２ｍｍの第２の内径および／または本発明による注射器群の注射器の心出し領域が、少なくとも注射器シリンダの上端から少なくとも３ｍｍの距離、すなわち、ピストン運動領域および／または遷移領域のすぐ近くに存在する。このようにして、心出し領域は、ピストン運動領域に極近接して特徴づけられる。
【００２８】
注射器ピストンは、心出し素子の軸方向流入経路を経由して、連結片を用いて挿入され、その結果、注射器ピストンは、注射器シリンダから引き抜かれる。状況に応じて、ピストン収容部は、連結片と連結するために、心出し素子の軸方向通気経路中で噛み合う。
【００２９】
心出し領域における内径が少なくとも１６．２ｍｍであることは、１５．９６ｍｍまでのピストン運動領域の内径を用いて、１０ｍｌまでの充填体積を持つ注射器が、５０ｍｍの最大ピストン調整経路プラス数ミリメートルのオーバーストロークを持つ計量装置中に、挿入されることが確かなものとなる。このようにして、全ての現在の充填体積の注射器は、本発明によってカバーされることになる。より大きな充填体積（例えば、２５〜５０ｍｌ）は、注射器シリンダの大きな径を、計量装置の収容部の小さな径に減少させるアダプタを使用するときには可能となる。アダプタは、把握されるまた処理される小さな注射器の可能性を手助けするから、小さな体積の注射器の場合でも有用である。アダプタは、心出し領域を有することが好ましい。結果として、このアダプタも計量装置中で心出しされ、したがって、注射器を配置させ、それを支持し、また特に壁放出の間に、注射器の傾きを避けることになる。
【００３０】
本発明は、注射器シリンダが、一体となっている注射器を含む。さらに、本発明は、注射器シリンダが、幾つかの部分に分かれる注射器を含む。特に、本発明は、注射器シリンダが、ピストン運動領域と低い部分上での出口と心出しフランジおよび、例えば、差し込み、スクリューおよび／またはスナップ接続により、低い部分に接続されていてもよい上部の心出し領域を有する注射器を含む。上部は特に、アダプタであってもよい。
【００３１】
本発明による注射器の心出し領域の内径は、ピストン運動領域の内径を超え、その結果、射出成形する間、注射器シリンダは、より均一にプラスチック材料で充填され、したがって、寸法的にもより安定させることが可能である。すなわちピストン運動領域と心出し領域の間の内径の工程変化は、流下制動を生じ、それは、心出し領域の下に注入された熱いプラスチックの塊を、最初は注射器シリンダの下部を充填し、またピストン運動領域を均一に、続いて心出し領域および心出しフランジを充填するように強制することが好ましい。結果として、ピストン運動領域中での注射器シリンダの寸法安定性ひいては計量の精度が改善される。
【００３２】
さらに、ピストン運動領域および心出し領域の間の内径における工程変化により、注射器が計量装置に接続されていないときには、注射器シリンダ中に完全に挿入された注射器ピストンを、ピストン運動領域中の頂部に案内することができる。この目的のために、連結片の下に配置された注射器ピストンの案内領域の外径は、ピストン運動領域の内径にほぼ対応してもよい。案内領域の外径は、少なくとも注射器ピストン（例えば０．１ｍｍ）および注射器シリンダ（例えば、０．１ｍｍ）の許容範囲の合計だけ、ピストン運動領域の内径未満であるべきである。心出し領域におけるより大きい内径により、注射器ピストンと心出し領域の間に、ギャップが残り、そこへ、心出し素子を挿入してもよい。このようにして、注射器が計量装置に接続され、心出し素子が広げられた心出し領域中において噛み合いそして該領域を充填するときには、ピストン運動領域における内径に対して、心出し領域中の内径を広げることにより、注射器中の注射器ピストンの心出しが確保される。計量装置から離れた注射器中の注射器ピストンの心出しおよび案内は、十分に挿入された注射器ピストンの案内領域がピストン運動領域に対して位置付けられ、案内されるので、広げられた心出し領域にもかかわらず、および／または遷移領域に対して小さな体積を持つ注射器（例えば、１ｍｌおよびそれ以下）中で設けられる。
【００３３】
計量装置から離れた注射器中の案内領域による注射器ピストンの心出しは、注射器シリンダ中の注射器ピストンの傾きと部分的不可逆拡大による注射器ピストンおよび／または注射器シリンダの密封領域中での変形を回避し、これにより計量誤差が回避される。
【００３４】
ピストン運動領域中での頂部における注射器ピストンの案内は、外側に突出しかつ軸方向に伸びた注射器ピストンのウィングにより、および／または注射器ピストンの連結片の下のディスクにより、行われてもよい。該ディスクは、さらに、ピストン運動領域の被覆を行ってもよく、それは、ピストンのシールを破壊し、かつ／または計量される液体を汚染するおそれのある埃の注射器シリンダの中への貫通を抑制する。
【００３５】
さらに、心出し領域とピストン運動領域の間における内径における工程変化は、注射器ピストンと注射器シリンダが製造時に共に接合されるとき、力の測定により、許容範囲が簡単な方法でモニタ可能となる。注射器ピストンの直径が大きすぎると、接合工程の間、すなわち、注射器ピストンが密封領域を有する心出し領域を貫通するとき、またその後、密封領域がピストン運動領域を貫通するときには、２つの力の増加が測定される。ピストンの直径が許容範囲の上限を超えない場合には、力の増加は、密封領域がピストン運動領域を貫通するときにのみ測定される。単純で明瞭な測定により、注射器ピストンの直径が、許容範囲の上限を超えるかどうかおよび注射器ピストンを放棄しなければならないかどうかということがこのように確立される。注射器ピストンの非真円度が直径の拡大として確立されているので、許容範囲の上限が維持されたことをモニタすることが特に重要である。このようにして、非円形密封領域のために、計量誤差を生じる注射器ピストンの使用を回避してもよい。注射器ピストンおよび注射器シリンダの許容範囲がテストされるので、許容範囲の上限を超える場合には、全注射器を廃棄することが好ましい。したがって、本発明は、許容範囲をテストする方法も含んでいる。
【００３６】
第１内径を有する円筒形ピストン運動領域と第１内径を超える第２内径を有する心出し領域を備える注射器の許容範囲をテストする本発明の方法によれば、注射器ピストンを注射器シリンダの中に挿入するとき、注射器ピストンを注射器シリンダの中に挿入するための力を測定し、また注射器ピストンを心出し領域の中に挿入する力が許容範囲の上限を超える場合に、注射器ピストンおよび／または注射器シリンダを廃棄する。
【００３７】
使用後、保持装置を作動させることにより、計量システムから注射器を容易に分離することが可能である。分離は、軸方向運動で行ってもよい。心出しの結果として、分離をより容易に行うことが可能なように、収容部の中の注射器シリンダの締め付けを回避する。特に、保持装置を取り外した後、注射器はそれ自身の重みにより計量システムから脱落する。このことは、状況に応じて、弾性的停止部により補助されてもよく、また該停止部に対して注射器シリンダの心出しフランジを固定してもよい。
【００３８】
本発明による注射器の心出し領域の中での内径は、ほぼ１７．７ｍｍである。心出し領域における内径を１７．７ｍｍの最大値に限定することにより、注射器を受け皿の中に保持するとき、エッペンドルフ社からマルチピペット（登録商標）タイプの従来のディスペンサにより注射器を保持可能であることが達成される。これらの計量システムにおいては、保持装置は、注射器フランジを取り外し可能に固定するためのフック形状の保持端部を有し、共に回転する状態におけるその内部縁は、互いから２０．８ｍｍの間隔を有している。注射器には、受け皿中で、板から突出している支持スリーブが設けられてよい。注射器を、支持スリーブの穴の中に挿入し、注射器シリンダを、支持スリーブ中の心出し領域の外周上に導く。注射器保持レバーが、支持スリーブ上にしっかりと固定されないように、支持スリーブの外径を、それが、共に回転する保持端部間の距離未満になるように選択する。支持スリーブの最少壁厚みと、注射器シリンダを支持スリーブ中に挿入するためのクリアランスと心出し領域中の注射器シリンダ用の最少壁厚みを考慮に入れて、心出し領域中での内径は、１７．７ｍｍ程度である。
【００３９】
注射器は、プラスチック材料、特に熱可塑性材料から製造されることが好ましい。好ましくは、熱可塑性材料は、ポリオレフィン群から選択される。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のみならず、ＣＯＣまたはＣＯＰと略される環状オレフィン（共）重合体である。１つのプラスチック材料および同一のプラスチック材料または異なるプラスチック材料から、注射器およびピストンを製造してもよい。特に、改善された摩擦組み合わせにより、ピストンはＰＥで作られ、シリンダはＰＰで作られており、逆でもよい。
【００４０】
本発明による注射器は、心出し素子を持っていないエッペンドルフ社からのマルチピペット（登録商標）タイプの従来のディスペンサ中に使用してもよいように、設計されている。
【００４１】
本発明による注射器の有利な効果は、原理的には、本発明による注射器群の中の注射器の中に設けられている。注射器群の異なる充填体積を持つ注射器において、心出し領域は、それらが同一の計量装置を用いて使用されるように、同一の所定の心出し輪郭に形成される輪郭を有しており、その心出し素子は、心出し輪郭を含んでいる。いずれの応用においても、ユーザは、適当な充填体積を持つ注射器を使用することができ、その計量精度は、常に計量装置中での各注射器の心出しによって改善される。
【００４２】
この目的のために、好ましくは、注射器群の異なる充填体積を持つ注射器が、心出し領域において同一輪郭を有する。しかし、該輪郭が１つのおよび同一の心出し輪郭に沿うように作られるという条件で、それらは少なくとも部分的に異なる輪郭をも有してよい。例えば、円筒状の輪郭および多角形の輪郭が同一の円筒状心出し素子に沿うように作られ、その結果、これらの異なる輪郭が設けられている心出し領域が１つおよび同一の心出し素子によって心出しされてよい。このようにして、注射器群の異なる充填体積を持つ注射器の心出し領域が、同一の所定の心出し輪郭に沿うように作られる機能的に適合する輪郭を有している。したがって、心出し領域における“適合する輪郭”により、所定の心出し輪郭、すなわちそれに補完するものを有する計量装置の同一心出し素子と協働する同一のおよび／または異なる輪郭および／または形状が理解される。特に、このことは、異なる充填体積（例えば、１０ｍｌ、５ｍｌ、２．５ｍｌ、１ｍｌ、０．５ｍｌ、０．２ｍｌおよび０．１ｍｌ）を持つ個々の部材間で、異なる充填体積を持つ複数の注射器を備える注射器群において、異なる輪郭および／または形状が心出し領域に存在し、それらは、いずれにせよ、計量システムの同じ心出し素子がそこで噛み合い、それに対して耐え、かつこのようにして、注射器シリンダの起こりうる非真円度を修正するのみならず、注射器を配列させかつ支持するということに特性づけられた全てのものであるということを意味している。
【００４３】
本発明の１つの実施形態によると、群の個々の部材に対する注射器群内において、心出し領域中での適合する輪郭および／または形状は、円錐形中空体、凸状中空体、ピラミッド状中空体、楕円形外部ベースおよび／または断面積を持つ円柱状中空体、多角形円柱、特に円柱状８角形中空体、周辺のおよび／または部分的に周辺のリブまたは突起を持つ中空体、少なくとも２つの平坦な内面を持つ中空体、および／または少なくとも２つの割線により交差している中空体、突起、飾り鋲、突出を持つ中空体、および楕円形中空体、またそれらの組み合わせの群から選択される。好ましい組み合わせは、周辺ビーズを持つ円錐形、例えば円環面として、突起または円形の隆起した部分を有する円錐形と円筒形のみならず円錐形との組み合わせである。
【００４４】
本発明の１つの実施形態によると、心出し素子の所定の心出し輪郭も、前記の群から選択される。
【００４５】
好ましい実施形態によると、心出し領域中の注射器群の注射器は、１６．２ｍｍ以上および１７．７ｍｍ以下の内径を有する。
【００４６】
原理上、注射器群は、１０ｍｌの充填体積を持つ注射器を有してよく、この注射器は、ピストン運動領域および心出し領域において、１５．９６ｍｍの同じ内径を有する。１６．２ｍｍ以上の第２内径は、本発明による注射器群の注射器の有利な実施形態であり、またそれは、１０ｍｌの充填体積を持つ注射器も、ピストン運動領域中におけるよりも大きな内径を持つ心出し領域の利点を有することを確証している。
【００４７】
１つの実施形態によると、円筒形のピストン運動領域中の注射器シリンダは、心出し領域中よりも壁厚みが大きい。結果として、特に有効な流れ制動が、直径工程変更の領域における熱いプラスチック塊の流れの偏向のために流れ抵抗を増加させるために、流下減少断面による流れ抵抗の増加という結果として達成される。
【００４８】
さらなる実施形態によると、注射器シリンダは、心出し領域の上端において円錐形の挿入領域、および／または心出し領域と円筒状ピストン運動領域の間に円錐形の遷移領域を有する。円錐形の挿入領域および／または円錐形の遷移領域は、ピストン運動領域に挿入される場合に、注射器ピストンを案内し、その結果、ピストンの密閉領域は正しく挿入されかつ損傷がない。好ましくは、挿入領域および／または遷移領域は、注射器シリンダの軸に対して１５〜３０°の角度である。特に好ましくは、挿入領域角度が、ほぼ１５°で遷移領域の角度が、ほぼ２５°であるのが好ましい。より小さい注射器（例えば、最大５ｍｌの充填体積を持つ）においては、心出し領域中での内径が、注射器ピストンの無接触での挿入に対し十分大きくまた注射器ピストンが、単に遷移領域のみを通してピストン運動領域中に正確に挿入されるので、挿入領域を無しとしてもよい。
【００４９】
様々な方法で心出し領域を設計してもよい。自由形状面または制御面として、内部上にそれを設計してもよい。“自由形状面”によれば、数学的には正確に記述されない面が、理解されるが、制御面は、数学的に正確に記述される。好ましくは、それは、内部上に、回転面の輪郭および／または形状（例えば、円筒状面、球状面、双曲線面、放物線面）を持っている。好ましくは、心出し領域は、注射器の垂直軸から０．５〜５°、特に２°の円錐角を持つわずかに円錐状である。心出し領域の輪郭および／または形状は、内部にスムースに形成してもよい。本発明の１つの代替実施形態によると、心出し領域は、内部上で、突起および／または凹所を持つ輪郭を持っており、輪郭中に刻まれたより大きな仮想円は、第２の内径を含んでいる。より大きな刻まれた仮想円は、心出し素子の外径に相当する。心出し素子の補完的心出し輪郭および／または形状と協働して、心出し領域の輪郭および／または形状は、注射器シリンダの潜在的に非円形形状を修正し、また注射器ピストンの配置および支持を行い、またそれにより、注射器シリンダ中のピストンの傾きを抑制する。さらに、心出し領域の輪郭および／または形状と心出し素子の補完的心出し輪郭および／または形状との協働により、注射器番号および／または反捩じり防御を感知するセンサに対して、注射器番号の正確な配置を可能にする。反捩じり防御は、注射器番号を感知するためのセンサを損傷するかもしれない計量装置中の注射器の回転を抑制する。該輪郭は、心出し領域中への心出し素子のスムースな挿入に役立てるために、注射器シリンダと心出し素子の間の摩擦を減少させるために、さらに役立っている。
【００５０】
輪郭および／または形状は、正反対に互いに対抗する２つの点上でのみ、より大きな刻まれた／投影された仮想円に対し接線となり、それにより、心出しは、既に達成されている。好ましくは、それが、２点以上で円に対して接線となる。好ましくは、点は円の円周に亘り均一に分配されている。
【００５１】
注射器群の注射器と協働する計量システムの心出し素子は、１６．２〜１７．７ｍｍの外径および／または０．４〜２．５ｍｍの壁厚みを持ち、および／または心出しフランジの上面に対する停止部に対して、２．２〜６ｍｍだけ突出している。
【００５２】
１つの実施形態によると、心出しフランジは、２１〜２４．２ｍｍの外径および／または３．２〜５．４ｍｍの高さを有しており、および／または心出し領域は、少なくとも注射器シリンダの上端から最少３ｍｍおよび最大６ｍｍの距離で置かれている。このことにより、エッペンドルフ社からのマルチピペット（登録商標）タイプの市販のディスペンサ中に、注射器を挿入できる。
【００５３】
１つの実施形態によれば、注射器は、体積１０ｍｌ、５ｍｌ、２．５ｍｌ、１ｍｌ、０．５ｍｌ、０．２ｍｌおよび０．１ｍｌから選択される充填体積を持つ。心出し領域は、検量システムの心出し素子上への正確な心出しを常に確保している。
【００５４】
１つの実施形態によれば、注射器ピストンは、連結片の下にディスクおよび／または軸方向に伸びるウィングを持っており、またディスクおよび／またはウィングおよび心出し領域の間に、０．５〜２．５ｍｍのギャップ幅を持つ環状ギャップが存在している。ディスクは、注射器シリンダ中への埃の貫通を抑制し、またディスクおよび／またはウィングは、ピストン運動領域中での頂部に注射器シリンダを案内している。ギャップ幅０．５〜２．５ｍｍを持つ環状ギャップにより、心出し素子がディスクおよび／またはウィングと注射器シリンダの間に配置されることが、確かなものとなり、ディスクおよび／またはウィングが、心出し素子中に挿入される。
【００５５】
特に、心出し素子は、低分子量の円環面または中空円筒であってもよい。さらに、線形接触または表面接触が心出し領域で可能になるように、それは、大きい高さの中空円筒として、または中空球として、またはさらに連続回転体として形成されていてもよい。もちろん、多点接触が好都合である。このように、心出し素子は、特に、ピラミッド状、または多角形円筒であってもよく、該ピラミッドまたは多角形円筒は、如何なる数の隅を持つこともできる（例えば、８）。好ましくは、心出し素子は、円筒状、特に円形円筒状、または特に、０．１〜２．５°、特にほぼ１°の円錐角を持つわずかに円錐状である。さらに、好ましくは、下端における心出し素子は、円錐状挿入領域を持っている。
【００５６】
さらなる実施形態によると、心出し素子は、外側上に、突起および／または凹所を持つ輪郭を有し、また輪郭が囲む最少の円が第２内径を含んでいる。この輪郭は、注射器の補完的輪郭を用いて連結してもよい。結果として、注射器番号は、計量装置のセンサを用いて直接に配列される。さらに、結果として、符号化装置中で注射器が捩れるのを防ぐ反捩じり防御が行われる。さらに、スムースな心出し領域との協働により、心出し素子を注射器中に挿入するときに該輪郭は摩擦を削減する。
【００５７】
１つの実施形態によると、心出し素子は、収容部に対して強固に、または収容部に対して弾性的に軸方向に配列される。強固な配置は、弾性的配置に比べ、計量装置に対して注射器のより強固な導入を生み出す。強固な配置は、心出しフランジがその上面と共に運ぶ弾性的停止部が、計量装置からの注射器の取り外しを補助するという利点を持っている。強固な配置の利点は、注射器が、基板上、例えば容器の端にある力を用いて置かれるとき、例えば、既に考察した壁放出のピペット採取技術の場合に通常であるように、傾きを防ぐということである。弾性的心出し素子は、心出しチューブを収容部中に挿入するときに、配置エラーを補完する。好ましい実施形態によると、心出し素子は、心出しフランジに対する弾性的停止部に固定されることにより、収容部に対して弾性的となる。
【００５８】
１つの実施形態によると、心出し領域と接触領域を持つ心出し素子は、１６．２〜１７．７ｍｍの外径および／または０．４〜２．５ｍｍの壁厚みを持ち、および／または心出しフランジの上面に対する停止部に対して、２．２〜６ｍｍだけ突出している。この情報は、注射器が挿入されていないときの計量装置の状態に言及しているのであり、また互いに対して弾性的でありまた互いに対して強固である心出し素子と停止部の両配置を含んでいる。もし停止部が、センサプレートとして形成されるときには、情報は、状況に応じて接触素子が突出しているセンサプレートのベースに言及している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１ａ】１０ｍｌの充填体積を持つ注射器の側面図。
【図１ｂ】図１ａの注射器の上面図。
【図１ｃ】図１ａの注射器の下面図。
【図１ｄ】図１ａにおけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図。
【図１ｅ】図１ｄの拡大詳細図。
【図１ｆ】図１ａにおける注射器ピストンおよび注射器シリンダへの解体図。
【図１ｇ】図１ｄにおける注射器シリンダを示す図。
【図１ｈ】図１ｄ、図１ｅにおける注射器シリンダを示す図であり、心出し領域の変異体を説明する図。
【図２ａ】０．１ｍｌの充填堆積を持つ注射器の側面図。
【図２ｂ】図２ａの注射器の上面図。
【図２ｃ】図２ａの注射器の下面図。
【図２ｄ】図２ａにおけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図。
【図２ｅ】図２ｄの拡大詳細図。
【図２ｆ】図１ａにおける注射器ピストンおよび注射器シリンダへの分解図。
【図３ａ】注射器の側面図であり、上領域での断面構造を示す図。
【図３ｂ】図３ａの拡大詳細図。
【図４ａ】０．１ｍｌの充填容積をもつ注射器の注射器シリンダを射出成型するための射出成型機を示す図であり、注射器シリンダを射出成型中の状態を示す図。
【図４ｂ】図４ａの射出成型機を示す図であり、注射器シリンダを取り出す際の状態を示す図。
【図５】２つの異なる挿入位置で注射器ピストンを有する１０ｍｌの充填体積を持つ注射器の縦断面図。
【図６】力／経路図中の挿入経路に依存して、生産変化により異なる寸法を持つ２つの注射器ピストンを、図５の注射器シリンダの中に挿入するための力を示すグラフ。
【図７】４つの異なる挿入位置で、テスト径および注射器ピストンとして使用される３つの実質的に円筒状の心出し部分からなる心出し領域を持つ注射器の縦断面図。
【図８】力／経路図中の挿入経路に依存して、生産変化により異なる寸法を持つ４つの注射器ピストンを、図７の注射器の注射器シリンダ中に挿入するための力を示すグラフ。
【図９】図１〜図８により説明した注射器を使用するのための計量装置を示す図であり、特にディスペンサを、下からまた横から斜めに見た斜視図。
【図１０】図９に示す計量装置の軸方向流入経路を持つ心出し素子を有する弾性的上部停止部の拡大斜視図。
【図１１】注射器シリンダの拡大斜視図であり、隣接注射器と軸方向流入経路で結ばれた心出し素子を有する図１０に示す弾性的上部停止部を示す図。
【図１２】注射器が挿入されて保持している図９に示す計量装置を、注射器シリンダと共に、下からまた横から斜めに見た斜視図であり、一部断面構造を示す図。
【図１３】別の計量装置の収容部に対して強固に配置された軸方向流入経路を持つ心出し素子を有する弾力的上部停止部の拡大斜視図。
【図１４ａ】心出し領域中の軸方向伸展凹所を持つ注射器の平面図。
【図１４ｂ】図１４ａの注射器の縦断面図。
【図１４ｃ】図１４ａの凹所に対応する補完である隆起した部分を持つ心出し素子を示す図であり、下からまた横から斜めに見た斜視図。
【図１５】注射器用受け皿上に配置された異なる注射器の縦断面。
【図１６ａ】アダプタを含む注射器の側面図。
【図１６ｂ】図１６ａの注射器の平面図。
【図１６ｃ】図１６ａの注射器の上面図。
【図１６ｄ】図１６ａの注射器の縦断面図。
【図１７ａ】保持板に接続された非弾性心出しリングを持つ計量装置の説明図。
【図１７ｂ】支持板を用いて飛び出した弾性力のある心出しリングを持つ計量装置の説明図。
【図１８ａ】従来のディスペンサを用いたテストおよび弾性力のあるおよび／または非弾性的心出し素子を用いたテストの測定結果を示す表。
【図１８ｂ】図１８ａの測定結果を示すグラフ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下の記述では、互いに対応する異なる例示的実施形態の一部に、点によって分離される複数の参照番号、すなわち、点が一致する前に位置付けられる数字および点が、それぞれの例示的実施形態を示した後に、位置付けられる数字が与えられる。まとめると、互いに対応する異なる例示的実施形態の一部が、一致する数字によって単純に示される。
【００６１】
図１ａ〜図１ｈにより、１０ｍｌの注射器１．１は、注射器ピストン３．１が配置されている注射器シリンダ２．１を有する。注射器シリンダ２．１は、形状の観点において、厳密には決して円筒型ではない。注射器シリンダ２．１は、内側に円筒状ピストン運動領域５．１を持つ円筒状シリンダ部分４．１を外側に有する。
【００６２】
シリンダ部分４．１は、中央穴７．１を持つベース６．１を、底部に持っている。穴７．１の端は、内側も外側も小さな円錐形の角度を持つ円錐である注射器部分８．１に接続されており、またそれは、底部には、内部および外部にもより円錐形である円錐部分９．１を持っている。注射器部分８．１および注射器部分８．１は、下方に向けて徐々に先細りになっている。
【００６３】
シリンダ部分４．１は、内部および外部にも円筒形であるかまたはわずかに円錐形である心出し領域１１．１に対して、内部および外部にも円錐形である短い遷移領域１０．１を通して頂部に接続されている。
【００６４】
心出し領域１１．１は、実質的に円形のディスク形状のベアリング部１３．１と実質的に円筒形の周辺部分１４．１を持っている心出しフランジ１２．１に頂部で接続されている。ベアリング部１３．１は、ベアリング表面１５．１を持っている。このことは、１つ以上の決められた位置に配置されている軸方向に配列された走査表面の形状で、符号化を持っている。この符号化は、特許文献７および特許文献８に記載されているように設計してもよい。上で示された公告された特許の明細書からそれに関係する例示的実施形態の説明は、本特許出願中に含まれている。
【００６５】
さらに、心出し領域１１．１の上の注射器シリンダ２．１は、上方に向けて広がる円錐形挿入領域１６．１を持っている。
【００６６】
シリンダ部分４．１と、ベース部分６．１と、注射器部分８．１と遷移領域中において、注射器シリンダ２．１は、ほぼ均一な壁厚みを持っている。
【００６７】
注射器シリンダ２．１は、プラスチック材料から１片で製造されている。好ましくは、熱可塑性プラスチックを射出成形することによって製造される。熱可塑性プラスチックは、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンまたは環状オレフィン（共）重合体であり、ポリプロピレンが、安定性の特性により好ましい。
【００６８】
注射器ピストン３．１は、周辺密閉リップ１８．１を円周上に持つ平面状円筒形および／または円形ディスク形状のピストン部分１７．１を持っている。底部では、ピストン部分１７．１が、それと共に円錐形状に、または注射器部分８．１のような類似の小さな円錐形角を持って形成されるピストン注射器部分１９．１に接続されている。
【００６９】
注射器ピストン３．１は、ピストンロッド２０．１を用いて、頂部に設けられている。ピストンロッド２０．１は、頂部に連結片２１．１を持っている。連結片２１．１は、半径方向に突出している複数の周辺ピストンフランジ２２．１を持っており、その間には、周辺溝２３．１が、存在している。
【００７０】
ピストンロッド２０．１上の連結片２１．１の下には、円形ディスク形状に形成されたディスク２４．１が、配置されている。
【００７１】
ピストンロッド２０．１上のディスク２４．１の下には、ピストンロッド２０．１の周辺に亘り均一に分配されている４つの半径方向に突出したウィング２５．１が、置かれている。頂部では、ウィング２５．１は、ディスク２４．１に接続されまた底部では、ピストン部分１７．１に接続されている。ウィング２５．１は、ピストンロッド２０．１に平行な外部端２６．１を、ディスク２４．１に隣接して持っている。ここで、ウィング２５．１は、最も幅広い。第１斜面２７．１は、ウィング２５．１の幅が減少する内側に続く。入れ替わって、ピストンロッド２０．１に平行な外部端２８．１が続く。底部では、ウィング２５．１は、さらなる斜面２９．１を持ち、その中では、ウィング２５．１の幅がさらに減少する。
【００７２】
注射器ピストン３．１は、プラスチック材料で継ぎ目なしで製造されることが好ましい。さらに好ましくは、熱可塑性プラスチックから射出成型される。例えば、それは、ポリエチレンまたはポリプロピレンから製造されるが、ピストン中のポリエチレンとシリンダ中のポリプロピレンの対をなす材料は、低い摩擦力であるから、ポリエチレンが、好ましい。ポリプロピレンは、その高い強度のためにシリンダ用に好ましい。
【００７３】
注射器シリンダ２．１のおよび注射器ピストン３．１のそれぞれの円筒部分および領域は、円形で円筒状である。
【００７４】
もし注射器ピストン３．１が、注射器シリンダ２．１中に完全に挿入されると、ピストン部分１７．１が、ベース６．１上に置かれ、またピストン注射器部分１９．１と注射器部分８．１との間には、小さな環状のギャップが残る。外部端２６．１は、遷移領域１０．１を経由して、ピストン運動領域５．１の上端から、心出し領域１１．１中へと伸びている。ディスク２４．１は、心出し領域１１．１中の底部で噛み合っている。外部端２６．１とピストン運動領域５．１の間には、小さな環状ギャップが残り、その結果、注射器ピストン３．１が、注射器シリンダ２．１中へ傾くのを、外部端２６．１が防ぐ。ディスク２４．１および／または外部端２６．１および心出し領域１１．１の間には、わずかに大きい環状ギャップ２９０．１が存在する。連結片２１．１は、心出し領域１１．１中に部分的に配列され、また頂部において、心出しフランジ１２．１を超えて突出する。
【００７５】
上記の情報も、原理上は、異なる充填体積を持つ注射器１．２〜１．７に対して適応される。注射器１．２〜１．７の特異性は、次の記述から明らかとなる。
【００７６】
図２ａ〜図２ｆにより、０．１ｍｌの注射器１．２は、注射器シリンダ２．２および注射器ピストン３．２を持っている。注射器シリンダ２．２は、形状の観点からは、厳密には、決して円筒形ではない。それは、底部には、内部も外部も円筒形である円筒部分４．２を持っており、それは、円筒形ピストン運動領域５．２を内側に持っている。
【００７７】
円筒形部分４．２の下端は、内側および外側で円錐形である注射器部分８．２に接続されており、それは、より円錐形の円錐部分９．２として形成されている。円筒形部分４．２の上端は、内側および外側で円錐形である遷移領域１０．２に接続されている。遷移部分１０．２の上端は、内側および外側で円筒形である心出し領域１１．２に接続されている。
【００７８】
心出し領域１１．２は、同様に、上端で心出しフランジ１２．２に接続されている。心出しフランジ１２．２は、内部端で心出し領域１１．２に接続されている実質的に円形のディスク形状ベアリング部１３．２を持っている。さらに、心出しフランジ１２．２は、上端でベアリング部１３．２の外端に接続されている実質的に円筒状の周辺部分１４．２を持っている。
【００７９】
ベアリング部１３．２は、ベアリング表面１５．１に対応するベアリング表面１５．２を、頂部で持っている。
【００８０】
注射器ピストン３．２は、長い円筒状のピストン部分１７．２を持っており、またそれは、周辺上の底部において、周辺密封リップ１８．２を持っている。ピストン部分１７．２は、底部において、ピストン注射器部分１９．２に接続され、それは、頂部で、円筒部分を持ちまた底部で円錐形部分を持っている。
【００８１】
ピストン部分１７．２には、頂部で連結片２１．２を持っているピストンロッド２０．２が設けられ、また該連結片は、連結片２１．１に従って形成される。
【００８２】
ディスク２４．２は、ピストンロッド２０．２上で連結片２１．２の下に配置される。ディスク２４．２の下には、４つのウィング２５．２が、ピストンロッド２０．２から、半径方向に突出しており、それらは、ピストンロッド２０．２の周囲を超えて均等に分配されている。ウィング２５．２は、頂部において、ディスク２４．２の下側に接続されており、丁度ピストン部分１７．２上で底部において終了している。それらは、各場合において、頂部では、ピストンロッド２０．２に平行な外端２６．２を持っており、また各場合において、底部では、斜面２７．２を持っている。
【００８３】
ピストン３．２を、完全に注射器シリンダ２．２中に挿入すると、斜面２７．２は、遷移領域１０．２上の内側に置かれる。注射器シリンダ２．２のピストン注射器部分１９．２と円錐部分９．２の間には、小さな環状のギャップが残る。ディスク２４．２を、心出し領域１１．２中の底部に配置する。心出し領域１１．２とディスク２４．２の間には、小さな環状のギャップ２９０．２が存在する。連結片２１．２は、心出し領域１１．２中に部分的に配置されまた心出しフランジ１２．２の先の頂部において、突出している。
【００８４】
図１ａおよび図２ａにより、注射器１．１，１．２は、心出しフランジ１２．１，１２．２上に、上方に次第に先細りになっている半径方向で外側に突出している配置突起３０．１，３０．２を持っている。配置突起３０．１，３０．２は、頂部において放物線輪郭を持っている。例中では、各場合において、配置突起３０．１，３０．２が、心出しフランジ１２．１，１２．２の周囲を超えて均一に分配されている。
【００８５】
図１ｅおよび図２ｅにより、頂部にある心出し領域１１．１，１１．２は、１６．２〜１７．７ｍｍの内径を持ち、また６ｍｍの深さｄまで伸びている。さらに、ピストン運動領域５．１，５．２は、１５．９６および／または１．６０ｍｍの内径ｂを持っている。心出しフランジ１２．１，１２．２は、３．２〜５．４ｍｍの高さｅのみならず２１〜２４．２ｍｍの外径ｂを持っている。連結片２１．１，２２．２は、心出しフランジ１２．１，１２．２に対してほぼ１３．５ｍｍだけ突出している。ピストンフランジ２２．１，２２．２の領域において、連結片２１．１，２１．２は、７〜７．２ｍｍの直径ｇを持ち、また溝２３．１，２３．２の領域においては、好ましくは５ｍｍ未満の直径を持っている。この領域が、好ましくは、交差した突出構造として、量を削減するために設計されている。
【００８６】
図１ｇにおいて、１０ｍｌ注射器１．１の心出し領域１１．１の特別な寸法が与えられている。したがって、心出し領域１１．１は、１６．２ｍｍの最小直径と１７．７ｍｍの最大直径とを持っている。心出し領域１１．１は、心出しフランジ１２．１の上面から３ｍｍの距離でスタートし、また３ｍｍの軸方向長さに亘り伸びている。図１ｇ中では、注射器シリンダ２．１も、心出し領域１１．１中で垂直に区切られているが、心出し領域１１．１は、平行線模様も無く示されている。
【００８７】
図１ｈも、縦断面の注射器シリンダ２．１を示しており、そこでは、心出し領域１１．１が、原理的には異なる幾何学的配置を採用しているので、心出し領域１１．１は、平行線模様も無く示されている。この自由形状表面または形状制御表面の好ましい実施形態は、全注射器シリンダ２．１を経由して縦断面に近接して、右への部分断面で示されている。全体で、６個の幾何学的配置が設けられ、そのうち３個が、部分的縦断面で図示されており、またさらに３個が、心出し領域１１．１を経由して、半断面で図示されている。
【００８８】
最上の部分縦断面は、円錐形で形成された心出し領域１１．１１を示している。第２の縦部分断面は、凸として示される心出し領域１１．１２を示している。第３の縦部分断面は、（状況により円形）リブまたは突起が設けられている周辺のおよび／または部分的に周辺の心出し領域１１．１３を示している。この最後のタイプの実施形態も、離型補助として役立つ。
【００８９】
最低の空欄縦部分断面は、注射器シリンダ２．１を経由して心出し領域１１．１に向けて、下から眺める方向を図示しており、それは、異なる幾何学的配置で形成してもよい。このようにして、異なる実施形態は、半横断面ではるか右に示されている。横断面が、左に隣接して示された注射器シリンダ２．１を経由した縦断面で示されるように、半横断面は示されている。
【００９０】
最上の半横断面は、複数の割線で交差された扁平な心出し領域１１．１４を示している。中央の半横断面は、突起および／または飾り鋲および／または突出が設けられた心出し領域１１．１５を示している。最低の半横断面は、楕円形に区分された心出し領域１１．１６を示している。
【００９１】
少なくとも３ｍｍの距離がありまた好ましくは、心出しフランジ１２．１の上面の下で最大６ｍｍになる最少直径が、最大１６．２ｍｍ〜１７．７ｍｍであることが、心出し領域１１．１の全ての実施形態における場合である。そうでなければ、心出しリングは、心出し領域には適合しないであろうし、またその機能を実行できなくなるので、心出し領域を心出しするための心出しリング（さらに以下に説明する）の外径は、これらの寸法を取らなければならない。このことは、そこに図示されている半径により、心出し領域１１．１４上に示されている。  
【００９２】
これらの実施形態および寸法は、以下に説明する注射器群のさらなる全ての注射器１．３〜１．７に適用される。
【００９３】
図３ａおよび図３ｂによれば、５ｍｌ、２．５ｍｌ、１ｍｌ、０．５ｍｌおよび０．２ｍｌの充填体積を持つ注射器群のさらなる注射器１．３〜１．７は、対応する構成である。上述した注射器１．１，１．２のこれらに対応するさらなる注射器１．３〜１．７の部分には、対応する参照数字、すなわち点が一致する前に与えられた数字および点が各注射器を示した後に与えられた数字が、設けられている。
【００９４】
図３ｂにおいて、心出し領域１１．１，１１．２，１１．３以下の流れ制動が、図示されている。したがって、心出し領域１１．１，１１．２，１１．３と遷移領域１０．１１，１０．２，１０．３の間には、射出成型の間、プラスチックの塊が偏向されるコーナー（隅）が存在し、その結果プラスチックが、流れ制動を形成する。さらに、心出し領域１１．１，１１．２，１１．３は、隣接する遷移領域１０．１，１０．２，１０．３より薄い壁厚みを持っている。１０ｍｌ注射器においては、心出し領域１１．１は、ピストン運動領域５．１よりも大きな内径を持っている。結果として、射出成型の間、熱プラスチック塊を用いてシリンダ部分４．１，４．２，４．３を均一に充填する結果を得る圧力損失が、生じる。
【００９５】
図４ａおよび図４ｂ中では、射出成型工具３１は、熱経路ノズル３３を持つ工具板３２と、工具カバー板３４とストリッパー板３５とを持っている。さらに、それは、工具挿入３６を持っている。上に示した部品の間に、０．１ｍｌ注射器シリンダ２．２の輪郭を記述する中空空間３７が、形成されている。
【００９６】
熱プラスチック塊は、熱経路ノズル３３を経由して、中空空間３７中に射出される。遷移領域１０．２と心出し領域１１．２の間の流れ制動により、遷移領域１０．２および注射器シリンダ２．２のシリンダ部分４．２は、均一に充填され、その結果、注射器シリンダ２．２は、その点で、非常に良好な寸法安定性を持っている。工具挿入３６が、相対的に大きな径を持っているので、遷移領域１０．２が、射出成型されるという事実は、それに対して貢献し、その結果、不均一な壁厚みを引き起こす工具挿入３６の不利な側面偏向が、起らない。
【００９７】
図４ｂによると、射出成型された注射器シリンダ２．２は、工具板３２から除去されるストリッパー板３５および偏向板３５から引き抜かれる工具挿入３６によって、射出成型工具３６から離型される。その後成形された部分２．２は、工具３１から落下する。
【００９８】
図５および図６は、心出し領域１１．１と１０ｍｌ注射器１．１のピストン運動領域５．１の間の工程変化が、如何に非寸法的に安定な注射器ピストン３．１を検出するために使用されているかを示しており、その中では、密封リップ１８．１の領域中にあるピストン部１７．１の外径が、許容範囲の上限を超えている。心出し領域１１．１の内径は、それが、密封リップ１８．１の外径の許容範囲の上限に対応するように設計されている。ピストン運動領域５．１の内径は１５．９６ｍｍである。これ以後、異なる注射器ピストン３．１の部分に対応して、生産許容範囲により異なるそれらの寸法は、点後の第２位置においては異なる数字を持つ参照数字により識別される。
【００９９】
図５の左手位置に図示されている密封リップ１８．１１の直径は大きすぎる。図６によると、このピストン部１７．１１を挿入するときに、２つの力の増大が、挿入機構に組み込まれている動力計（ロードセル）によって検出される。結果として、大きすぎる注射器ピストン３．１が、存在することが明白に示される。特に、寸法安定性の欠如は、ピストン部１７．１１の非真円性に基づいており、またそれは、上記したテスト方法により達成される密封リップ１８．１１の過剰な外径を生じることになる。図５の右手位置に示されるピストン部１７．１２は、密封リップ１８．１２と共に、許容範囲内であるか、または小さすぎる。図６により、１つの単一力の増大が、この注射器ピストン３．１中で測定される。
【０１００】
図７および図８は、ピストン部１７．１が、許容範囲の限界内に落ちるかどうかが、容易に確立されるさらなる実施形態を示している。この実施形態は、３つの心出し部１１．１１，１１．１２，１１．１３、心出し部１１．１１の内径よりも小さな心出し部１１．１２の内径および心出し部１１．１２の内径より小さな心出し部１１．１３の内径からなる心出し領域を持っている。心出し部１１．１３に隣接して、ピストン運動領域５．１があり、順番にピストン運動領域５．１の内径は、心出し部１１．１３の内径よりも小さい。
【０１０１】
内径は、心出し部１１．１１の内径が、密封リップ１８．１の外径の許容範囲の上限に対応するように設計されている。心出し部１１．１２の内径は、ピストン部１７．１の密封リップ１８．１の外径の低い噛み合わせ限界に、また密封リップ１８．１用低許容範囲限界に対する心出し部１１．１３の内径に対応する。
【０１０２】
図７の左に示されたピストン部１７．１１は、あまりに大きすぎる外径を、密封リップ１８．１上に持っている。結果として、ピストン部１７．１１を挿入するときに、４つの力の増大が、力／経路図中に確立される。
【０１０３】
図７の左から第２の位置に示されているピストン部１７．１２は、許容範囲の上限にある外径を持つ密封リップ１８．１２を持っている。このピストン部１７．１２を挿入するとき、図８によると、３つの力の増大が、測定される。この注射器ピストン３．１は、許容範囲内にある。
【０１０４】
図７の左から第３位置に示されるピストン部１７．１３は、密封リップ１８．１３上で、許容範囲の低い限界にある外径を持っている。図８によると、このピストン部１７．１３を挿入するときには、２つの力の増大が見られる。この注射器ピストン３．１は、まだ許容範囲内にある。
【０１０５】
図７中の右に示されたピストン部１７．１４は、密封リップ１８．１４上に、小さすぎるが、ピストン運動領域５．１中の内径を超える外径を持っている。図８によると、このピストン部１７．１４を挿入するときには、単一力の増大が、測定されよう。この注射器ピストン３．１は小さすぎる。
【０１０６】
心出し部１１．１１〜１１．１３も、テスト部分として示してもよい。特に、これは、心出し部１１．１１〜１１．１３の唯１つの部分のみが、心出しに使用される。しかし、原理上は、全ての心出し部１１．１１〜１１．１３を、心出しに使用してもよい。心出しをより詳細に、以下に説明する。
【０１０７】
図９によれば、本発明による計量装置３７０は、長いハンドルとして形成されたハウジング３８を持っている。ハウジング３８の低い端において、実質的に円筒形の収容部３９が、注射器シリンダ２の心出しフランジ１２に対して存在している。収容部３９は、低い端において、円形開口部４０を経由して外側から接近できる。複数の軸方向に配置された案内突起４１が、収容部３９の周辺上において、半径方向で内側に突出している。
【０１０８】
さらに、ハウジング３８中では、収容体４２が、注射器ピストン３の連結片２１に対する実質的に円筒形のピストン収容部４３と共に存在する。ピストン収容部４３は、低い端において、さらなる円形開口部４４を経由して、外側から接近可能である。
【０１０９】
収容体４２は、示されていない反復機構により、ハウジング３８中で軸方向に置換可能である。この反復機構は、特に、特許文献１と特許文献２または特許文献３および特許文献４に開示されているように設計できる。公告された異なる特許の明細書からの例示的実施形態のそれに関する説明は、本特許出願中に含まれている。
【０１１０】
反復機構はリフトレバー４４０を含み、それは、ハウジング３８の外側上で軸方向に置換され、また図９では、リフトレバー４４０は最低位の位置に示されている。したがって、収容体４２も、最低位の位置に置かれており、その中では、その低い端は、収容部３９のベースとほぼ同じレベルで配置されている。
【０１１１】
さらに、反復機構は、頂部においてハウジング３８から突出しまたハウジング３８中に回転可能に搭載される計量レバー４５を含んでいる。計量レバー４５は、それが、強制的に最高位置になるように、バネ装置により搭載される。計量レバー４５を下向けに回転させることにより、収容体４２は、計量台によって下方へ置き換えられる。ハウジング３８の上端に置かれたギザギザのある調節輪４６によって、計量台の増大は調節可能である。
【０１１２】
さらに、２つの正反対に対抗する注射器保持レバー４７は、ハウジング３８中の底部に配置されている。注射器保持レバー４７は、ハウジング３８中に回転可能に搭載される。注射器保持レバー４７は、ハウジング３８から外に向けて突出する駆動ボタン４８を持っている。それらは、ハウジング３８内の貫通孔を貫通し、また収容部３９中に突出している鍵のようなシリンダ保持端４９を持っている。
【０１１３】
さらに、ピストン保持レバー５０が、収容体４２中で、互いに正反対に対抗して搭載されている。ピストン保持レバー５０は、それらが、ピストン収容部４３中で鍵状ピストン保持端５１と噛み合うように、収容体４２中の貫通孔を貫通する。
【０１１４】
注射器保持レバー４７およびピストン保持レバー５０は、各場合において、保持アームおよび駆動アームと、２重に武装できるように設計されており、また保持アームおよび駆動アームの接続領域中で回転可能に搭載されるように設計されている。さらに、駆動アームの内面上の注射器保持レバー４７は、ロックを解除するカムを持っており、また駆動アーム上のピストン保持レバー５０は、カムのような突起を持っている。各場合のレバーが、それらのシリンダ保持端４９および／またはピストン保持端５１と共に、互いに向けて回転されるように、示されていないバネ素子は、注射器保持レバー４７およびピストン保持レバー５０を搭載している。その構成は、特許文献３および特許文献４による例示的実施形態に対応している。上で示した公告された特許明細書からのそれに対する実施形態は、本特許出願中に含まれている。
【０１１５】
収容部３９のベースにおいて、センサ装置５２．１は、図１０および図１１中に示されている注射器１の心出しフランジ１２に対する符号化のために存在している。センサ装置５２．１は、中央穴５４を持つ環状円盤形状のセンサ板５３と該センサ板５３の下側に亘り均一に分配されている７つの軸方向に突出した突起５５とを持っている。各突起は、センサ板５３中に配列されたマイクロスイッチに、操作可能に接続されている。突起５５の作動の結果として、そこに操作可能に接続されたマイクロスイッチは作動される。
【０１１６】
さらに、センサ装置５２．１は、センサ板５３用の支持板５６を含む。センサ板５３は、センサ板５３の穴５８を貫通するボルト５７により、支持板５６に固定可能である。
【０１１７】
支持板５６は中央穴５９を持ち、その直径はセンサ板５３の穴５４の直径に対応する。支持板５６の穴５９の内周上では、円形の中空円筒形心出し素子６０．１（“心出しチューブ”としても知られている）は、下端上で外側に小さな溝６１を持つ軸方向通気経路で固定されている。心出し素子６０．１は、センサ板５３が、ボルト５７により支持板５６に固定されるとき、センサ板５３の穴５４を経由して噛み合う。
【０１１８】
支持板５６の上面から、ピン６２は、突出し、各場合に、コーナー上に配列される。ピン６２は、支持板５６に強固に接続される。
【０１１９】
らせん状バネ６３は、ピン６２上に導かれる。
【０１２０】
さらに、中央穴６５をも持っている保持板６４が存在し、その直径は穴５４，５９の直径にほぼ対応している。保持板６４は、各場合において、支持板５６のピン６２が挿入される穴６６を各場合においてコーナーに持っている。
【０１２１】
ピン６２を、穴６６中に挿入すると、らせん状バネ６３は、支持板５６と保持板６４の間で、わずかに引っ張って配列される。この状態を図１１に示す。
【０１２２】
さらに、保持板６４は、各場合にフック端６４を持つ軸方向に配向されたバネフック６７を、反対側に持っており、またそれは、一緒に結合するときに、支持板５６と保持板６４が、支持板５６の側面の溝６９を経由してスライドし、また最後に、支持板５６の下側を超えてフック端６８と噛み合う。これは、図１１にも示されている。バネフック６７は、共に支持板５６と保持板６４からなる配列を保持する。
【０１２３】
図１１に示された配列により、支持板５６と保持板６４は、共に跳ね飛ばされる。
【０１２４】
センサ板５３の詳細は、特許文献７と特許文献８の例示的実施形態に開示されている。前述の公告された特許の明細書中のそれらに関係する実施形態は、本特許出願中に含まれている。
【０１２５】
図１１によると、注射器１が、センサ装置５２．１上に置かれる。注射器１は、センサ板５３に対して、心出しフランジ１２の上面に耐えている。このようにして、ベアリング表面上に配列された符号を、突起５５によって検出する。
【０１２６】
軸方向の通気経路を持つ心出し素子６０．１は、心出しフランジ１２中で噛み合う。このようにして、心出し素子６０．１は、円筒形の心出し領域１１に対して軸方向の通気経路に耐えている。
【０１２７】
センサ板５３と、支持板５６と、軸方向の通気経路を持つ心出し素子６０．１と保持板６４とからなる上述した配置は、図９中の計量装置３７０のハウジング３８中に適合される。このようにして、保持板６４は、ハウジング３８中に固定される。センサ板５３は収容部３９のベースを形成する。このベースから、心出し素子６０．１は収容部３９中に突出する。収容体４２は、収容部の開口部４０および検出装置５２．１の穴５９および６５を経由して、外側から接近できる。
【０１２８】
図１２は、挿入される注射器１を持つ計量装置３７０を示している。注射器１は、開口部４０を経由して、心出しフランジ１２を用いて、収容部３９中に挿入される。この接続において、注射器１は、配置突起３０によって案内突起４１上に導かれ、その結果、ベアリング表面１５上の符号は、突起５５に正確に関連付けられる。注射器保持レバー４７は、それらの円筒形保持端４９を用いたバネ作用により、それらが、それらの下側に切れるまで、心出しフランジ１２の端を超えてスライドする。ベアリング表面１５が、センサ板５３に対して進むとき、心出しフランジ１２は、注射器保持レバー４７の円筒形保持端４９によって、下側に遅れて噛み合わされる。
【０１２９】
注射器１を挿入すると、受け取り体４２は、その最下位位置に配置される。この位置では、連結片２１は、ピストン収容部４３中で噛み合う。ピストン保持レバー５０は、それらが、ピストンフランジ２２の後ろで、溝２３中に切り込むまで、連結片２１を超えてそれらの保持端５１と共にスライドする。
【０１３０】
さらに、注射器１を挿入するときに、軸方向通気経路６０．１を持つ心出し素子は、心出し領域１１を貫通し、その結果注射器１は、計量装置３７０中に固定される。心出し素子６０．１は、弾性的に搭載されるので、注射器１が心出し素子６０．１上にわずかに傾斜して置かれるときでさえも、注射器１は心出し領域１１を容易に貫通する。
【０１３１】
この心出しによって、注射器１は、収容部３９およびピストン収容部４３中の席に正確に置かれ、その結果注射器１は、保持装置４７，５０により、正確に保持される。さらに、軸方向通気経路を持つ心出し素子６０．１は、注射器シリンダ２の可能な非真円性を修正する。さらに、注射器１の注射器端８が、置かれ、かつ注射器１中に横力が、導入されたときでも、心出し素子６０．１は、注射器１を正しい配置に保持する。
【０１３２】
図１３は、心出し素子６０．２が保持板６４に固定される別の検知器５２．２を示している。検知器５２．１の代わりに、検知器５２．２を、計量装置３７０中に搭載してもよい。これに関しては、保持板６４は、ハウジング３８中に固定される。本実施形態において、注射器１は、横力による負荷の下に、より小さな偏向を受けている。
【０１３３】
図１４ａ〜図１４ｃにより、注射器１は、心出し領域１１中で、軸方向に伸びた溝７０を持っている。さらに、軸方向通気経路６０．３を持つ心出し素子は、円周上で外側に、溝７０中に適合する軸方向に伸びたリブ７１を持っている。注射器１が、心出し素子６０．３上に押されるとき、溝７０とリブ７１の連動が収容部３９に対する注射器１の捩れを防ぐ。結果として、センサ板５３への損傷を避けられる。
【０１３４】
図１５によれば、示されていないが、箱および／あるいはトレイのカバー７２は、上方に向かって突出する複数の支持スリーブ７４を持っている板７３を持っている。異なる大きさの注射器１．１，１．２，１．４は、支持スリーブ７４の端の頂部で、それらの心出しフランジ１２．１，１２．２，１２．４と共に置かれる。これに関連して、それらは、支持スリーブ７４中の心出し領域１１．１，１１．２，１１．４の外周上に導かれる。外面的に円錐形の遷移領域１０．１，１０．２，１０．４は、注射器１．１，１．２，１．４が、正しい保持位置中に、正確に導かれる。
【０１３５】
図１６ａ〜図１６ｄによると、注射器１．８は、シリンダ部４．８を持つ注射器シリンダ２．８を持っており、それは、内部上で、円筒形ピストン移動領域５．８を持っている。シリンダ部４．８は、中央穴７．８を持つベース６．８を、底部に持っており、その端は、下端においてより円錐形の円錐部９．８を有する円錐形注射器部８．８を持っている。
【０１３６】
シリンダ部４．８は、半径方向に外側に突出しているバイオネット接続の２つの正反対に対抗する突起７５を上端上に持っている。
【０１３７】
さらに、注射器シリンダ２．８は、実質的にスリーブ形状の構造をしているアダプタ７６を持っている。アダプタ７６は、下端から進行するバイオネット接続の軸方向溝７７を、内側上に持っており、それらは、下端からある軸方向の距離で停止している。軸方向溝７７は、アダプタ７６の２つの正反対に対抗する内面上に配列されている。頂部においては、軸方向溝７７は，バイオネット接続の周辺溝７８中に開口している。
【０１３８】
注射器シリンダ２．８は、軸方向溝７７を経由して、突起７５を用いて、図１６ａ〜図１６ｄ中に挿入され、また周辺溝７８において、各周辺溝７８の端の範囲内で回転する。このバイオネット接続７５，７７，７８によって、注射器シリンダ２．８は、アダプタ７６に接続される。
【０１３９】
アダプタ７６は、頂部において周辺溝７８を定める中間ベース７９上に、心出し領域１１．８を持っている。アダプタ７６は、半径方向外側に突出する心出しフランジ１２．８を、上端上に持ち、それは、頂部において、符号化を持つベアリング表面１５．８を持っている。
【０１４０】
中間ベース７９は、大きな通気開口部８０を持っており、それを経由して注射器ピストン３．８は、注射器シリンダ２．８中に挿入される。注射器ピストン３．８は、周辺上に周辺密封リップ１８．８を持つピストン部１７．８を持っている。底部では、ピストン部１７．８は、ピストン注射器部１９．８に接続され、かつ頂部には、ピストンロッド２０．８が設けられている。ピストンロッド２０．８は、頂部に連結片２１．８をもっている。連結片２１．８の下では、ピストンロッド２０．８にディスク２４．８が設けられ、また半径方向に突出するウィング２５．８が、ピストンロッド３．８上で、その下に置かれている。
【０１４１】
図１２を参照して、注射器１に関して上述したように、この注射器１．８は、アダプタ７６を用いて、収容部３９中に挿入できて、また連結片２１．８を用いて、計量装置３７０の受け取り体４２中に挿入できる。この関連において、注射器１．８が、心出しされるように、心出し領域中の心出し素子６０．１によって、アダプタが導かれる。
【実施例】
【０１４２】
以下のテスト報告によると、負荷の下にある計量装置３７０（図１２を参照のこと）中に保持されている注射器１の偏向は、注射器の心出しを持たない計量装置に比較して、非常に小さい。
【０１４３】
本報告においては、テストされる注射器は、“コムビチップ（登録商標）”としても表示され、テストされる計量装置は、“マルチペット（登録商標）”として表示され、また心出し素子を、“心出し素子チューブ”あるいは“心出し素子スリーブ”あるいは“心出しリング”と表示する。
【０１４４】
目的：
本テストの目的は、マルチペット（登録商標）に対するコムビチップ（登録商標）の傾斜が、マルチペット（登録商標）上への心出しリングによって、どの程度削減されるかということである。
【０１４５】
先行技術：
もし、容器壁に対してある体積を放出するときには、該容器は、強く圧力を受けて、コムビチップ（登録商標）は、マルチペット（登録商標）に対して傾斜する。これに関連して、コムビチップ（登録商標）シリンダは、弾性力のあるスイッチングパッドを用いて片側でばね入りする。しかしながら、ピストンは、それに対して弾性的ではないので、それは、コムビチップシリンダとコムビチップピストンの間の運動を導くことになる。結果として、それは、順に測定エラーに導くことになる。もしシリンダが、あまり多く傾くと、エラーレポートが、マルチペット（登録商標）に発せられる。このことは、ゼロ位置に移動することによってのみ、除かれる。
【０１４６】
要約：
マルチペット（登録商標）中に非弾性的心出しスリーブ（図１７ａを参照のこと）を用いた場合、シリンダを傾斜させるために必要な力は、標準のマルチペット（登録商標）に対して７８％増加した。弾性的な心出しスリーブ（図１７ｂを参照のこと）を用いたマルチペット（登録商標）においては、傾斜に必要な力は、４０％増加した。
【０１４７】
テストされた対象物／テストされた材料：
試作品を標準マルチペット（登録商標）Ｘ−ストリームと比較した。テスト用には、２つのマルチペット（登録商標）を転用した。受け取り板を持つスイッチングパッドを次のように変更した。
【０１４８】
図１７ａにおいて、支持板に対して非弾性的方法で締め付けた心出しスリーブを示す。図１７ａの配置は、図１３中に示した配置に対応する。図１７ｂにおいて、心出しスリーブを、ベースに締め付け、その結果心出しスリーブは、そこで弾性的になっている。図１７ｂの配置は、図１０および図１１中に示した配置に対応する。マルチペット（登録商標）タイプのディスペンサに使用した標準成分は、変更しなかった。
測定に対しては、１０ｍｌコムビチップ（登録商標）プラスを使用した。心出しスリーブを、この直径に合わせた。
【０１４９】
方法／テスト方法：
Ｚｗｉｃｋ  Ｒｏｅｌｌからの引っ張り／圧縮機（タイプＺ００５）で、測定を行った。試験速度は、５０ｍｍ／分であった。０．１Ｎの初期負荷後に測定をスタートした。
【０１５０】
個々の結果：
図１８ａおよび図１８ｂ（表およびグラフ）は、マルチペット（登録商標）タイプの従来のディスペンサと弾性的心出しスリーブを有する本発明による計量装置のみならず非弾性的心出しスリーブを有する本発明による計量装置との比較を示している。測定１および２（図１８ａ：表を参照のこと）において、標準マルチペット（登録商標）を使用した。測定３および４に対しては、図１７ａに示したように、非弾性的心出しスリーブを用いた試作品マルチペット（登録商標）を使用した。測定５および６は、図１７ｂに示したように、弾性的心出しスリーブを用いた試作品マルチペット（登録商標）を用いて行った。結果のグラフ表示は、図１８ｂ中に示しており、ａは、従来のディスペンサを用いた結果を示し、ｂは、弾性的心出しスリーブを用いたディスペンサを用いた結果を示し、またｃは、非弾性的心出しスリーブを用いたディスペンサを用いた結果を示す。
【０１５１】
以下のテストレポートによると、計量装置中に注射器の心出しの無い従来の計量システムにおいては、横力の結果として、計量エラーは、注射器の偏向により生じている。したがって、本発明による注射器１および計量装置３７０を用いると、かなりより正確な計量が、可能である。
【０１５２】
テストレポートにおいて、テストされた注射器は、“コムビチップ（登録商標）”として表示されており、テストされた計量装置も“マルチペット（登録商標）”として表示され、また心出し素子は、“心出しチューブ”あるいは“心出しスリーブ”あるいは“心出しリング”として、表示されている。
【０１５３】
本発明の目的：
上記のテストにおいて、コムビチップ（登録商標）を傾斜させるのに必要な力は、他の物の間にも検出された。
【０１５４】
背景：
もし、ある体積を容器壁に対して放出するとき、容器も、強く押される場合には、コムビチップ（登録商標）は、マルチペット（登録商標）に対して傾斜される。これに関連して、コムビチップ（登録商標）シリンダは、片側において弾性的スイッチングパッドを用いて、バネ入れされる。ここで、コムビチップ（登録商標）を傾斜させることにより、どのくらい大きな体積エラーになるかをテストすることになる。
【０１５５】
要約：
コムビチップ（登録商標）を、マルチペット（登録商標）に対して１ｍｍだけ傾斜させる場合には、そのために１Ｎ未満の力が、必要である。５ｍｌの体積の場合、許容可能な不正確さの２倍の高さのエラーが生じている（エッペンドルフ社の仕様書による）。
【０１５６】
被テスト物／被テスト材料：
標準のマルチペット（登録商標）Ｘ−ストリームおよび５０ｍｌコムビチップ（登録商標）プラスを用いて、テストを行った。度量衡の理由のために、最大のコムビチップ（登録商標）を、本テストのために選択した。
【０１５７】
方法／テスト方法：
テスト設置物は、コムビチップ（登録商標）の下に置かれたメトラーＡＥ１６３天秤により、上記のテストから延長した。コムビチップ（登録商標）に水を充填した。頂部を介して戻り行程を実行することにより、気泡を押し出した。測定前に、９０％の水を再び放出した。したがって、測定の間、ピストンを残りストローク位置より５ｍｍ上にした。各テストに対して、コムビチップ（登録商標）を再び満タンにした。低い放出速度で放出された小さな体積は、一般的にコムビチップ（登録商標）の出口において、液滴として回収されるので、傾斜により押し出された液体を、ほぼ１０ｃｍ２サイズのキンバリー・クラーク布で吸収した。布と一緒に挿入されたコムビチップ（登録商標）の下にある採取容器の重量をテスト前後で測定した。
【０１５８】
Ｚｗｉｃｋ  Ｒｏｅｌｌからの引っ張り／圧縮機、タイプＺ００５を、装置測定用天秤と共に使用した。
【０１５９】
テスト速度は、５０ｍｍ／分であった。測定は、０．１Ｎの初期負荷後スタートした。
個々の結果：
【０１６０】
【表１】
2011031041.tif 000003
【０１６１】
マルチペット（登録商標）Ｘ−ストリームに対して５０ｍｌコムビチップ（登録商標）を、２ｍｍだけ傾斜させるためには、１．２〜１．３Ｎが、必要であった。
【０１６２】
５０ｍｌプラスと組み合わせたマルチペット（登録商標）Ｘ−ストリームに対するエッペンドルフ社の仕様書
【０１６３】
【表２】
2011031041.tif 000004
【符号の説明】
【０１６４】
１    注射器
２    注射器シリンダ
３    注射器ピストン
４    シリンダ部
５    ピストン運動領域
６    ベース
７    穴
８    注射器部分
９    円錐部分
１０    遷移領域
１１    心出し領域
１２    心出しフランジ
１３    ベアリング部
１４    周辺部
１５    ベアリング表面
１６    挿入領域
１７    ピストン部
１８    密封リップ
１９    ピストン注射器部
２０    ピストンロッド
２１    連結片
２２    ピストンフランジ
２３    溝
２４    ディスク
２５    ウィング
２６    外端
２７    斜面
２８    外端
２９    斜面
２９０    環状ギャップ
３０    配置突起
３１    出成型工具
３２    工具板
３３    熱経路ノズル
３４    工具カバー板
３５    抜き取り板
３６    工具挿入
３７    中空空間
３７０    計量装置
３８    ハウジング
３９    収容部
４０    開口部
４１    案内突起
４２    収容体
４３    ピストン収容部
４４    開口部
４４０    リフトレバー
４５    計量レバー
４６    ギザギザの調節輪
４７    注射器保持レバー
４８    駆動ボタン
４９    シリンダ保持端
５０    ピストン保持レバー
５１    ピストン保持端
５２    センサ装置
５３    センサ板
５４    穴
５５    突起
５６    支持板
５７    ボルト
５８    穴
５９    穴
６０    心出し素子
６１    小さな溝
６２    ピン
６３    螺旋バネ
６４    保持板
６５    穴
６６    穴
６７    バネフック
６８    フック端
６９    溝
７０    溝
７１    リブ
７２    カバー
７３    板
７４    支持スリーブ
７５    突起
７６    アダプタ
７８    周辺溝
７９    中間ベース
８０    通気開口部
【図１ａ】
2011031041.tif 000005
【図１ｂ】
2011031041.tif 000006
【図１ｃ】
2011031041.tif 000007
【図１ｄ】
2011031041.tif 000008
【図１ｅ】
2011031041.tif 000009
【図１ｆ】
2011031041.tif 000010
【図１ｇ】
2011031041.tif 000011
【図１ｈ】
2011031041.tif 000012
【図２ａ】
2011031041.tif 000013
【図２ｂ】
2011031041.tif 000014
【図２ｃ】
2011031041.tif 000015
【図２ｄ】
2011031041.tif 000016
【図２ｅ】
2011031041.tif 000017
【図２ｆ】
2011031041.tif 000018
【図３ａ】
2011031041.tif 000019
【図３ｂ】
2011031041.tif 000020
【図４ａ】
2011031041.tif 000021
【図４ｂ】
2011031041.tif 000022
【図５】
2011031041.tif 000023
【図６】
2011031041.tif 000024
【図７】
2011031041.tif 000025
【図８】
2011031041.tif 000026
【図９】
2011031041.tif 000027
【図１０】
2011031041.tif 000028
【図１１】
2011031041.tif 000029
【図１２】
2011031041.tif 000030
【図１３】
2011031041.tif 000031
【図１４ａ】
2011031041.tif 000032
【図１４ｂ】
2011031041.tif 000033
【図１４ｃ】
2011031041.tif 000034
【図１５】
2011031041.tif 000035
【図１６ａ】
2011031041.tif 000036
【図１６ｂ】
2011031041.tif 000037
【図１６ｃ】
2011031041.tif 000038
【図１６ｄ】
2011031041.tif 000039
【図１７ａ】
2011031041.tif 000040
【図１７ｂ】
2011031041.tif 000041
【図１８ａ】
2011031041.tif 000042
【図１８ｂ】
2011031041.tif 000043
【外国語明細書】
Syringe,
syringe family and metering device
The invention relates to a
syringe and a syringe family for use with a metering device and to a metering
device for use with a syringe or a syringe family.
Pipettes are metering devices for
measuring out and transferring liquids. They are frequently designed as
repeater pipette or multipipettes, which are used together with a syringe, in
order to draw liquid into the syringe and gradually to discharge said liquid
therefrom. A repeater pipette is known from DE 29 26 691 C2 and US 4 406 170
which, in particular, discloses the repeating mechanism of the repeater
pipette. It also discloses the fixing of the syringe to the repeater pipette.
To this end, the syringe has a syringe flange which may be inserted from the
side into a substantially U-shaped groove of the pipette, which is open at the
side. An axial pressure spring secures the inserted syringe flange in the
groove. For connecting the syringe piston to a piston adjusting device of the
pipette, an insertion element is present which receives an end portion of the
syringe piston between two jaws. The jaws are able to be pressed against the
syringe piston by means of a flap-shaped clamping member, the actuating lever
thereof protruding from the housing through an opening. This manner of fixing
the syringe has the drawback that the syringe has to be handled for insertion
and coupling to the piston adjusting device and/or for uncoupling and removal.
DE 43 41 229 C2 and US 5 620 660
propose a pipette system which is more suitable for manual actuation with a
syringe which may simply be inserted axially into the pipette and/or may be
removed therefrom. This pipette system has a syringe comprising a fastening
portion and a syringe piston, and a pipette which comprises in a pipette
housing a receiver for the fastening portion and a receiving body with a piston
receiver for the syringe piston and/or a piston rod connected thereto. In
addition, fastening devices are present for the reversible and/or releasable
fixing of the fastening portion and syringe piston in the receivers and piston
adjusting devices are present for displacing the receiving body in the pipette
housing. The fastening portion and the syringe piston are able to be pushed
into their fastening positions through axial openings in their receivers.
The fastening devices have
gripping devices which may be positioned radially for fixing the fastening
portion and the syringe piston in the fastening positions. The gripping devices
have syringe gripping levers mounted pivotably in the pipette housing and
piston gripping levers mounted pivotably in the receiving body. The syringe
gripping levers and the piston gripping levers are designed to be double-armed
with a gripping arm and an actuating arm, the syringe gripping levers
comprising contact points on the inner faces of their actuating arms, which by
the actuation of their actuating arms are able to be pivoted externally against
the actuating arms of the piston gripping levers and actuate the piston
gripping levers.
As a result, it is achieved that
the syringe and the pipette are able to be connected to one another by a purely
axial relative movement and are able to be separated from one another by
actuating the actuating arms. According to one embodiment, the fastening
portion is a syringe flange and according to a further embodiment the syringe
piston has a piston flange for engaging behind the gripping devices.
From DE 10 2005 023 203 and US
2006263261 A1 an embodiment of the pipette according to DE 43 41 229 C2 is
known in which the syringe may be released from the pipette by the actuation of
just one actuator.
The commercial Multipette(R)
(plus/stream/X-stream) embodiments of this metering system from Eppendorf
AG comprise Combitips(R) (plus) syringes, which have a cylinder with
a piston movement area on the inside and a syringe flange at the upper
end of the cylinder. The syringes are supplied with various filling volumes
(0.1 ml, 0.2 ml, 0.5 ml, 1 ml, 2.5 ml, 5 ml and 10 ml). The internal diameter
of the piston movement area is dimensioned so that the filling volume is
received into the syringe and/or discharged therefrom with a maximum piston
adjusting path of the Multipette(R) of Eppendorf AG of 50 mm plus an
over-stroke of a few millimetres. In the syringe with a nominal volume of 10 ml
accordingly the internal diameter of the piston movement area is 15.96 mm. With
smaller syringes, the internal diameter of the piston movement area is
correspondingly smaller. The cylinders of the smaller syringes have at the
upper end of the piston movement area a cylindrical widening, the internal
diameter thereof being in each case markedly smaller than 15.96 mm and which is
all the smaller, the smaller the filling volume of the syringe. One reason for
the cylindrical widening is that, as a result, a depth stop of the piston may
be produced in the cylinder, whereby damage to the piston sealing lip is
prevented from occurring by positioning the sealing lip on the lower front face
of the cylinder. A further reason is that in the small syringes, the piston
area below the coupling piece inserted into the metering system is designed to
be thicker, in particular is designed as a wing piece, in order to achieve as a
result an increase in the resistance to buckling of the piston rod in the
stored state.
Proceeding from the flange, the
cylinders have on the periphery four axially extended ribs protruding
outwardly, which are distributed uniformly over the periphery. The ribs have at
the bottom one respective shoulder for supporting on the edge of holes of a
tray or a box. So that syringes of different filling volumes may be inserted
into uniform holes of a tray or a box, the shoulders of syringes which have
different filling volumes are the same distance from the axis of the cylinder.
The known metering system permits
accurate metering with low measurement deviation.
Proceeding therefrom, the object
of the invention is to provide a syringe and a syringe family for use with a
metering device and a metering device for use with a syringe or a syringe
family which permit even more accurate metering.
The object is achieved by a
syringe having the features of Claim 1.
A syringe according to the
invention for use with a metering device comprising a centring element with an
axial through-passage in a receiver for a syringe cylinder and an axially
displaceable piston receiver for a syringe piston has
-     a
syringe cylinder
-     and
a syringe piston,
-     the
syringe cylinder comprising an outlet at the bottom,
-     a
centring flange at the top on the external periphery for inserting into the
receiver,
-     a
cylindrical piston movement area connected to the outlet, with a first internal
diameter, in which the syringe piston is sealingly guided, and
-     at
least at a distance of at least 3 mm from the upper end of the syringe cylinder
a centring region for inserting the centring element, which has a second
internal diameter which exceeds the first internal diameter and is at least
16.2 mm and at most 17.7 mm,
-     and
the syringe piston at the upper end has a coupling piece for inserting into the
piston receiver.
The object is further achieved by
a syringe family having the features of Claim 8.
The syringe family according to
the invention for use with a metering device comprising a centring element with
an axial through-passage in a receiver for a syringe cylinder and an axially
displaceable piston receiver for a syringe piston comprises
-     a
plurality of syringes with different filling volumes, in each case comprising
-     a
syringe cylinder
-     and
a syringe piston,
-     the
syringe cylinder comprising an outlet at the bottom,
-     a
centring flange at the top on the external periphery for inserting into the
receiver,
-     a
cylindrical piston movement area connected to the outlet in which the syringe
piston is sealingly guided, and
-     at
least at a distance of at least 3 mm from the upper end of the syringe cylinder
a centring region for inserting the centring element,
-     the
syringe piston at the upper end comprising a coupling piece for inserting into
the piston receiver
-     and
the centring regions of the syringes with different filling volumes having a
matching contour on the inside. 
The plurality of syringes are
preferably selected from the group of syringes which have filling volumes of 10
ml, 5 ml, 2.5 ml, 1 ml, 0.5 ml, 0.2 ml and 0.1 ml.
The centring regions of the
syringes which have different filling volumes have a matching contour. By
"matching contour" in the centring region is understood the same
and/or different geometries, which are tailored to the same predetermined
centring contour. The syringes which have a matching contour are, therefore,
suitable for cooperating with one and the same centring element of the metering
system which has the centring contour.
The object is further achieved by
a metering device having the features of Claim 11.
The metering device according to
the invention for use with a syringe comprising a syringe cylinder and a
syringe piston, the syringe cylinder comprising an outlet at the bottom, a centring
flange at the top on the external periphery, a cylindrical piston movement area
connected to the outlet, in which the syringe piston is sealingly guided, and
further above a centring region and a coupling piece at the upper end of the
syringe piston or for use with a syringe family comprising a plurality of such
syringes, has
-     a
housing comprising
-     a
receiver for the centring flange of the syringe cylinder with an axial opening
for axially inserting the centring flange into a fastening position,
-     a
centring element arranged in the receiver, aligned with the axial opening, with
an axial through-passage for axially inserting the syringe cylinder into the
centring region,
-     a
receiving body with a piston receiver for axially inserting the coupling piece
into a fastening position,
-     fastening
devices for releasably holding the centring flange and coupling piece in their
fastening positions in the receiver and in the piston receiver,
-     the
fastening devices comprising radially positionable gripping devices for
gripping the centring flange and the coupling piece in the fastening positions,
-     and
piston adjusting devices for displacing the receiving body in the housing.
Advantageous embodiments of the
syringes, the syringe family and the metering device are provided in the
sub-claims.
The terms "at the top"
and "at the bottom" refer to the preferred alignment of the syringe
when metering, in which the syringe is held vertically with the outlet at the
bottom and the centring flange at the top.
The metering device may, in
particular, be a manipulable and/or stationary metering device, driven manually
and/or by motor. It may, in particular, be a pipette, a repeater pipette,
dispenser, metering station or automatic metering device. Preferably, it is a
dispenser.
The syringe according to the
invention is able to be fixed easily to a metering device according to the
invention in a reversible manner. To this end, the syringe is inserted in the
axial direction into the metering device, the centring flange being gripped by
means of radially positionable gripping devices for gripping the centring
flange in the receiver of the metering device and the syringe piston  being gripped on its coupling piece in
the piston receiver by radially positionable gripping devices for gripping the
piston rod. The gripping of the centring flange and of the coupling piece by
the gripping devices may be controlled by the axial insertion of the syringe in
the receiver of the metering device. To this end, the metering device may be
designed as disclosed in DE 43 41 229 C2 and US 5 620 660. The embodiments
relative thereto of the aforementioned patents are incorporated in the present
application.
When inserting the syringe into
the metering device the centring element axially penetrates the centring region
and bears radially against the inside of the centring region. The dimensions
and geometries of the centring element and of the centring region are tailored
to one another, so that the syringe cylinder is centred by the inserted
centring element. As a result, the syringe cylinder with the centring region is
guided accurately into the receiver so that it may be gripped easily and
securely by the gripping devices.
By the bearing of the centring
region on the centring element, a deformation in the centring region of the
syringe cylinder may be corrected. In particular, the centring element may
correct a non-circular shape of the syringe cylinder to form an ideal circular
shape. As the centring region is either located in the immediate vicinity of
the piston movement area, which is crucial for accurate metering, or in the
immediate vicinity of the transition region, which counteracts damage to the
sealing lip of the piston, the correction in the centring region acts
positively on the metering accuracy. A non-circular cylinder has a
cross-sectional area which is different from the circular cylinder, which leads
to metering errors. In particular, by the circular shape the tightness of the
seal of the syringe piston in the cylinder and thus the accuracy of the
metering is improved. A non-circular syringe cylinder, due to the altered
cross-sectional area, also has the result that, in particular, at the end of
the receiving stroke and during the initial discharge strokes air flows past
the syringe piston and a small volume of liquid is received and/or discharged.
This drawback is overcome by the invention.
In addition, the guidance of the
centring region on the centring element prevents faulty alignment of the
syringe relative to the metering device and tilting of the syringe relative to
the metering device under load. A faulty alignment may occur with a conventional
metering system, when the syringe is gripped in tilted alignment by the
gripping devices of the metering system. Tilting under load may occur with a
conventional metering system if, during metering, the syringe in the vicinity
of its outlet touches a wall with a contact force. This type of discharge is
denoted as wall discharge. In particular, it is used with small discharge
volumes in order to avoid errors by uneven drop break from the syringe. As a
result, the syringe cylinder is pivoted relative to the syringe piston, whereby
liquid is displaced and a metering error may result. Additionally, reduced
tightness of the seal of the piston in the tilted syringe cylinder may impair
the accuracy of the metering. These disadvantageous features of the previously
known syringe and metering devices are also overcome by the present invention.
For centring the syringe, it is
important that the centring element bears against the centring region at a
distance from the upper end of the syringe cylinder. Only when the centring
element engages correspondingly deeply in the syringe piston, is it able to
bear all around the centring region and correct a non-circular shape of the
syringe cylinder, align and support it and thus prevent tilting. The stiffening
of the syringe cylinder by the centring flange at the upper end of the syringe
works against the correction of a non-circular cross section in the piston
movement area. Thus the second internal diameter of at least 16.2 mm of the
centring region of the syringe according to the invention and/or the centring
region of the syringes of the syringe family according to the invention is
present at least at a distance of at least 3 mm from the upper end of the
syringe cylinder, i.e. in the immediate vicinity of the piston movement area
and/or the transition region. The centring region is thus also characterized by
its immediate vicinity to the piston movement area.
The syringe piston may be
inserted with its coupling piece through the axial through-passage of the
centring element, so that the syringe piston may be pulled out of the syringe
cylinder. Optionally, the piston receiver engages in the axial through-passage
of the centring element for coupling the coupling piece.
The internal diameter in the
centring region of at least 16.2 mm ensures that syringes with a filling volume
of up to 10 ml with an internal diameter of the piston movement area of up to
15.96 mm may be inserted into a metering device with a maximum piston adjusting
path of 50 mm, plus an over-stroke of a few millimetres. Thus syringes of all
current filling volumes are covered by the invention. Larger filling volumes
(for example 25-50 ml) are possible when an adapter is used, which reduces the
larger diameter of the syringe cylinder to the smaller diameter of the receiver
of the metering device. An adapter is useful, even with small-volumed syringes,
as it facilitates the ability of small syringes to be grasped and handled.
Preferably, the adapter has the centring region. As a result, the adapter is
also centred in the metering device and thus aligns the syringe, supports it
and prevents tilting of the syringe, in particular during wall discharge.
The invention includes syringes
in which the syringe cylinder is in one piece. In addition, the invention
includes syringes in which the syringe cylinder is in several parts. In
particular, the invention includes syringes in which the syringe cylinder has
the piston movement area and the outlet on a lower part and the centring flange
and the centring region on an upper part, which may be connected to the lower
part, for example by means of a bayonet, screw and/or snap connection. The
upper part may, in particular, be an adapter.
The internal diameter of the
centring region of the syringe according to the invention exceeds the internal
diameter of the piston movement area, so that during injection-moulding the
syringe cylinder may be filled more evenly with plastics material and thus made
more dimensionally stable. The step change of the internal diameter between the
piston movement area and the centring region namely produces a flow brake,
which preferably forces the hot plastics mass injected below the centring
region to fill initially the lower part of the syringe cylinder and thus the
piston movement area uniformly and subsequently the centring region and the
centring flange. As a result, the dimensional stability of the syringe cylinder
in the piston movement area and thus the accuracy of the metering are improved.
Moreover, a step change in the
internal diameter between the piston movement area and the centring region
makes it possible for the syringe piston which is fully inserted into the
syringe cylinder to be guided at the top in the piston movement area, when the
syringe is not connected to the metering device. To this end, the external
diameter of a guide region of the syringe piston arranged below the coupling
piece may approximately correspond to the internal diameter of the piston
movement area. The external diameter of the guide region should be less than
the internal diameter of the piston movement area by at least the sum of the
tolerances of the syringe piston (for example 0.1 mm) and the syringe cylinder
(for example 0.1 mm). Due to the larger internal diameter in the centring
region, a gap remains between the syringe piston and the centring region, into
which the centring element may be inserted. Thus by the widening of the
internal diameter in the centring region relative to the internal diameter in
the piston movement area a centring of the syringe piston in the syringe is
ensured, when the syringe is connected to the metering device and the centring
element engages in the widened centring region and fills said region. The
centring and guiding of the syringe piston in the syringe separated from the
metering device is provided in spite of the widened centring region, as the
guide region of the fully inserted syringe piston bears against the piston
movement area and is guided, and/or in syringes with small volumes (for example
1 ml and below) against the transition region.
The centring of the syringe
piston by the guide region in the syringe separated from the metering device
avoids tilting of the syringe piston in the syringe cylinder and thus
deformation in the sealing region of the syringe piston and/or the syringe cylinder
by partial irreversible widening, whereby metering errors are avoided.
The guiding of the syringe piston
at the top in the piston movement area may be effected by wings of the syringe
piston protruding outwardly and extending axially and/or by a disc below the
coupling piece of the syringe piston. The disc may additionally effect a
covering of the piston movement area, which prevents penetration of dirt into
the syringe cylinder, which may impair the seal of the piston and/or may
contaminate the liquid to be metered.
In addition, the step change in
the internal diameter between the centring region and the piston movement area
permits tolerances to be monitored in a simple manner by means of force
measurement when the syringe piston and the syringe cylinder are joined
together during manufacture. If the diameter of the syringe piston is too
large, two force increases are measured during the joining process, namely when
the syringe piston penetrates the centring region with its sealing region and
then when the sealing region penetrates the piston movement area. If the
diameter of the piston does not exceed the tolerance upper limit, a force
increase is only measured when the sealing region penetrates the piston
movement area. By simple and clear measurement, it may thus be established
whether the diameter of the syringe piston exceeds the tolerance upper limit
and the syringe piston has to be discarded. It is particularly important to
monitor that the tolerance upper limit has been maintained, as non-circularity
of the syringe piston may be established as an enlargement of the diameter. The
use of syringe pistons which, due to a non-circular sealing region, cause
metering errors, may thus be avoided. As the tolerances of the syringe piston
and the syringe cylinder are tested, when the tolerance upper limit is exceeded
preferably the entire syringe is discarded. The present invention, therefore,
also comprises a method for testing the tolerances.
According to the inventive method
for testing the tolerances of syringes with a cylindrical piston movement area
with a first internal diameter and a centring region with a second internal
diameter, which exceeds the first internal diameter, when inserting a syringe
piston into the syringe cylinder the force for inserting the syringe piston
into the syringe cylinder is measured and in the event that the force for
inserting the syringe piston into the centring region exceeds a tolerance upper
limit, the syringe piston and/or the syringe cylinder is discarded.
After use, the syringe may be
easily released from the metering system by actuating the gripping devices. The
removal may also be carried out in an axial movement. As a result of the
centring, jamming of the syringe cylinder in the receiver is avoided so that
the removal may be carried out more easily. In particular, after releasing the
gripping devices the syringe may fall out of the metering system due to its own
weight. This may optionally be assisted by a resilient stop, to which the
centring flange of the syringe cylinder may be fixed.
The internal diameter in the
centring region of the syringe according to the invention is at most 17.7 mm.
By limiting the internal diameter in the centring region to a maximum value of
17.7 mm it is achieved that the syringes may be gripped by means of a
conventional dispenser of the Multipette(R) type from Eppendorf AG,
when they are held in a tray. In these metering systems, the gripping devices
have hook-shaped gripping ends for releasably fixing the syringe flange, the
internal edges thereof in the pivoted-together state having a spacing of 20.8
mm from one another. The syringes may be provided in a tray with support
sleeves protruding from a plate. The syringes may be inserted into holes of the
support sleeves, the syringe cylinder being guided on the external periphery of
the centring region in the support sleeves. So that the syringe gripping levers
are not clamped tightly on the support sleeves, the external diameter of the
support sleeves may be selected so that it is less than the distance between
the gripping ends pivoted together. Taking into account a minimum wall
thickness of the support sleeves, a clearance for inserting the syringe
cylinder into the support sleeves and a minimum wall thickness for the syringe
cylinder in the centring region, the internal diameter in the centring region
is at most 17.7 mm.
The syringe is preferably
produced from plastics material, in particular a thermoplastic material.
Preferably the thermoplastic material is selected from the polyolefin group.
Preferred polyolefins are polyethylene (PE), polypropylene (PP) as well as
cyclic olefin (Co)polymers, abbreviated to COC or COP. Syringes and pistons may
be produced from one and the same plastics material, or from different plastics
materials. In particular, due to the improved friction pairing, the piston is
made of PE and the cylinder is made of PP or vice versa.
The syringe according to the
invention may be designed so that it may be also be used in conventional
dispensers of the Multipette(R) type from Eppendorf AG which have no
centring element.
The advantageous effects of the
syringes according to the invention are, in principle, also provided in the
syringes of the syringe family according to the invention. In syringes with
different filling volumes of the syringe family, the centring regions have
contours which are tailored to the same predetermined centring contour, so that
they may be used with the same metering device, the centring element thereof
comprising the centring contour. In any application, the user is able to use a
syringe with a suitable filling volume and the metering accuracy is always improved
by the centring of the respective syringe in the metering device.
Preferably, to this end syringes
with different filling volumes of the syringe family have the same contours in
the centring regions. They may, however, also have at least partially different
contours, provided said contours are tailored to one and the same centring
contour. For example, cylindrical and polygonal contours may be tailored to the
same cylindrical centring element, so that the centring regions provided with
these different contours are centred by one and the same centring element. The
centring regions of syringes with different filling volumes of a syringe family
thus have a functionally matching contour which is tailored to the same
predetermined centring contour. By a "matching contour" in the
centring region, therefore, is understood the same and/or different contours
and/or geometries, which cooperate with the same centring element of a metering
device which has the predetermined centring contour, i.e. complementary thereto.
In particular, this means that in a syringe family with a plurality of syringes
with different filling volumes, between the individual members with different
filling volumes (for example 10 ml, 5 ml, 2.5 ml, 1 ml, 0.5 ml, 0.2 ml and 0.1
ml), different contours and/or geometries may be present in the centring region
which are nevertheless all characterised in that the same centring element of a
metering system engages therein, bears thereagainst and thus corrects possible
non-circularity of the syringe cylinder, as well as aligns and supports the
syringe.
According to one embodiment of
the invention, within a syringe family for an individual member of the family
the matching contour and/or geometry in the centring region is selected from
the group of conical hollow bodies, convex hollow bodies, pyramidal hollow
bodies, columnar hollow bodies with an elliptical outer base and/or
cross-sectional area, polygonal columnar, in particular octagonal columnar
hollow bodies, hollow bodies with peripheral and/or partially peripheral ribs
or projections, hollow bodies with at least two flattened inner faces, and/or
hollow bodies which are intersected by at least two secants, hollow bodies with
protrusions, studs, projections and elliptical hollow bodies and a combination
thereof. Preferred combinations are conical with a peripheral bead, for example
as a torus, a combination of conical and cylindrical as well as conical, with
projections or circular raised portions.
According to one embodiment of
the invention, the predetermined centring contour of the centring element is
also selected from the aforementioned groups.
According to a preferred
embodiment, the syringes of the syringe family in the centring region have an
internal diameter of at least 16.2 mm and at most 17.7 mm.
In principle, the syringe family
may have a syringe with a filling volume of 10 ml, which in the piston movement
area and in a centring region has the same internal diameter of 15.96 mm. A
second internal diameter of at least 16.2 mm is an advantageous embodiment of
the syringes of the syringe family according to the invention which ensures
that a syringe with a filling volume of 10 ml also has the advantages of a
centring region with a larger internal diameter than in the piston movement
area.
According to one embodiment, the
syringe cylinder in the cylindrical piston movement area has a greater wall
thickness than in the centring region. As a result, a particularly effective
flow brake is achieved as, for increasing the flow resistance due to the
deflection of the flow of the hot plastics mass in the region of the diameter
step change, an increase in the flow resistance results, due to the reduced
flow cross section.
According to a further
embodiment, the syringe cylinder has a conical insertion region at the upper
end of the centring region and/or a conical transition region between the
centring region and the cylindrical piston movement area. The conical insertion
region and/or the conical transition region guide the syringe piston when inserted
into the piston movement area, so that the sealing region of the piston is
correctly inserted and not damaged. Preferably, the insertion region and/or the
transition region are at an angle of 15 to 30° to the axis of the syringe
cylinder. Particularly preferably, an angle of the insertion region of
approximately 15° and an angle of the transition region of approximately 25° is
preferred. In smaller syringes (for example with a filling volume of a maximum
of 5 ml) an insertion region may be dispensed with, as the internal diameter in
the centring region is sufficiently large for contactless insertion of the
syringe piston and said syringe piston may be inserted correctly into the
piston movement area, solely through the transition region.
The centring region may be
designed in different ways. It may be designed on the inside as a freeform
surface or a control surface. By a "freeform surface" is understood a
surface which may not be accurately described mathematically, whereas a control
surface may be accurately described mathematically. Preferably, it has on the
inside the contour and/or geometry of a rotational surface (for example a
cylindrical, spherical, hyperbolic, parabolic surface). Preferably, the
centring region is slightly conical with a cone angle of 0.5 to 5°, in
particular 2° from the longitudinal axis of the syringe. The contour and/or
geometry of the centring region may be configured to be smooth on the inside.
According to one alternative embodiment of the invention, the centring region
has on the inside a contour with projections and/or recesses, the larger
imaginary circle inscribed in the contour comprising the second internal
diameter. The larger imaginary inscribed circle corresponds to the external
diameter of the centring element. The contour and/or geometry of the centring
region in cooperation with a complementary centring contour and/or geometry of
the centring element leads to a correction of a potentially non-circular shape
of the syringe cylinder, and to an alignment and support of the syringe piston
and thus prevents a tilting of the piston in the syringe cylinder. Moreover,
the cooperation of the contour and/or geometry of the centring region with the
complementary centring contour and/or geometry of the centring element permits
the correct alignment of a syringe code relative to a sensor for sensing the
syringe code and/or anti-twist protection. The anti-twist protection prevents a
rotation of the syringe in the metering device, which may damage a sensor for
sensing the syringe code. The contour may further serve for reducing the
friction between the syringe cylinder and centring element, in order to
facilitate the insertion of a smooth centring element in the centring region.
The contour and/or geometry may
be tangent to the larger imaginary/projected inscribed circle only on two
points which diametrically oppose one another, whereby centring is already
achieved. Preferably it is tangent to the circle at more than two points.
Preferably, the points are distributed evenly over the circumference of the
circle.
The centring element of a
metering system, which cooperates with the syringes of the syringe family has
an external diameter of 16.2 to 17.7 mm and/or a wall thickness of 0.4 to 2.5
mm and/or projects relative to a stop for the upper face of the centring flange
by 2.2 to 6 mm.
According to one embodiment, the
centring flange has an external diameter of 21 to 24.2 mm and/or a height of
3.2 to 5.4 mm and/or the centring region is located at least at a distance of a
minimum of 3 mm and a maximum of 6 mm from the upper end of the syringe
cylinder. This permits an insertion of the syringe into commercial dispensers
of the Multipette(R) type from Eppendorf AG.
According to one embodiment, the
syringe has a filling volume selected from the volumes 10 ml, 5 ml, 2.5 ml, 1
ml, 0.5 ml, 0.2 ml, 0.1 ml. The centring region always ensures accurate
centring on a centring element of a metering system.
According to one embodiment, the
syringe piston has a disc and/or axially extending wings below the coupling
piece and between the disc and/or the wings and the centring region an annular
gap is present with a gap width of 0.5 to 2.5 mm. The disc prevents a
penetration of dirt into the syringe cylinder and the disc and/or the wings
guide the syringe cylinder at the top in the piston movement area. By the
annular gap with a gap width of 0.5 to 2.5 mm it is ensured that the centring
element is arranged between the disc and/or wings and the syringe cylinder and
the disc and/or wings may be inserted into the centring element.
The centring element may, in
particular, be a torus or hollow cylinder of low height. In addition, it may be
configured as a hollow cylinder of greater height, a hollow sphere or as a
further continuous rotational body so that a linear contact or surface contact
is possible with the centring region. Also, multipoint contact may be
expedient. Thus, the centring element may, in particular, be pyramidal or
polygonal columnar, the pyramid or the polygonal column being able to have any
number of corners (for example 8). Preferably, the centring element is
cylindrical, in particular circular cylindrical, or slightly conical, in
particular with a cone angle of 0.1 to 2.5°, in particular approximately 1°.
Further preferably, the centring element at the lower end has a conical
insertion region.
According to a further
embodiment, the centring element has on the outside a contour with projections
and/or recesses, the smallest circle which the contour circumscribes comprising
the second internal diameter. This contour may interlock with a complementary
contour of the syringe. As a result, a syringe code may be aligned directly
with a sensor of the metering device. In addition, as a result, an anti-twist
protection may be effected, which prevents the syringe from twisting in the
coding device. In addition, by cooperating with a smooth centring region the
contour may reduce the friction when inserting the centring element into the
syringe.
According to one embodiment, the
centring element is arranged rigidly relative to the receiver or resiliently
relative to the receiver in the axial direction. The rigid arrangement produces
a more rigid guidance of the syringe relative to the metering device in
comparison with the resilient arrangement. The rigid arrangement has the
advantage that a resilient stop, against which the centring flange bears with
its upper face, assists the release of the syringe from the metering device. An
advantage of the rigid arrangement is that it may prevent tilting, when the
syringe is positioned with a certain force on a substrate, for example the edge
of a receptacle, as for example is usual with the already-discussed pipetting
technique of wall discharge. A resilient centring element may compensate for
alignment errors when inserting the centring tube into the receiver. According
to a preferred embodiment, the centring element is resilient relative to the
receiver, by being fixed to a resilient stop for the centring flange.
According to one embodiment, the
centring element in the contact region with the centring region has an external
diameter of 16.2 to 17.7 mm and/or a wall thickness of 0.4 to 2.5 mm and/or
protrudes relative to a stop for the upper face of the centring flange by 2.2
to 6 mm. This information refers to the state of the metering device when the
syringe is not inserted, and includes both arrangements of the centring element
and stop which are resilient relative to one another and which are also rigid
relative to one another. If the stop is configured as a sensor plate, the
information refers to the base of the sensor plate, from which optionally
contact elements protrude.
The invention is described in
more detail hereinafter with reference to the accompanying drawings of
exemplary embodiments, in which:
Figs.
1a to f    show a syringe with a filling volume of 10 ml in side view (Fig. 1a),
a view from above (Fig. 1b), a view from below (Fig. 1c), a vertical section
along the line A-A of Fig. 1a (Fig. 1d), an enlarged detailed view A of Fig. 1d
(Fig. 1e), broken down into the syringe piston and syringe cylinder in side
view (Fig. 1f) and a syringe cylinder of the same syringe in a vertical section
(Fig. 1g) and the same syringe cylinder in vertical section with variants of
the centring region in vertical partial sections and in enlarged half-cross
sections (Fig. 1h);
Figs.
2a to f    show a syringe with a filling volume of 0.1 ml in side view (Fig. 2a),
a view from above (Fig. 2b), a view from below (Fig. 2c), a vertical section
along the line A-A of Fig. 2a (Fig. 2d), enlarged detailed view A of Fig. 2d
(Fig. 2e) and broken down into the syringe piston and syringe cylinder in side
view (Fig. 2f);
Figs.
3a and b    show syringes of a syringe family in side view with a cutaway portion
in the upper region (Fig. 3a) and enlarged details A to C of Fig. 3a (Fig. 3b);
Figs.
4a and b    show the injection-moulding tool for injection-moulding a syringe
cylinder of a syringe with a filling volume of 0.1 ml in the closed state when
injection-moulding a syringe cylinder (Fig. 4a) and in the open state when
ejecting the syringe cylinder (Fig. 4b);
Fig.
5    shows a syringe with a filling volume of 10 ml with syringe piston in two
different insertion positions in a full vertical section;
Fig.
6    shows force for inserting two syringe pistons with different dimensions due
to production variations in the syringe cylinder of a syringe of Fig. 5,
depending on the path of insertion in the force/path diagram;
Fig.
7    shows a syringe with a centring region consisting of three substantially
cylindrical centring portions, which are used as test diameters and a syringe
piston in four different insertion positions in a full vertical section;
Fig.
8    shows the force for the insertion of four syringe pistons with different
dimensions due to production variations in the syringe cylinder of a syringe of
Fig. 7, depending on the path of insertion in a force/path diagram;
Fig.
9    shows a metering device, in particular dispenser for the use of syringes
according to Figs. 1 to 8, in a perspective view obliquely from below and from
the side;
Fig.
10    shows the resilient upper stop with a centring element with an axial
through-passage of the same metering device in an enlarged perspective exploded
view;
Fig.
11    shows the same resilient upper stop with the centring element combined with
an axial through-passage with the adjacent syringe in an enlarged perspective
view of the syringe cylinder in full vertical section;
Fig.
12    shows the same metering device with the inserted syringe in a perspective
view obliquely from below and from the side with the syringe cylinder in a
vertical half-section;
Fig.
13    shows the resilient upper stop of an alternative metering device with the
centring element with the axial through-passage arranged rigidly relative to
the receiver in a perspective exploded view;
Figs.
14a to c    show syringes with axially extending recesses in the centring region
in plan view (Fig. 14a) and in vertical section (Fig. 14b) as well as the
centring element with raised portions which are complementary to the recesses
in a perspective view obliquely from below and from the side;
Fig.
15    shows different syringes arranged on a tray for syringes in vertical
section;
Figs.
16a to c    show a syringe comprising an adapter in side view (Fig. 16a), a side
view from the opposing side (Fig. 16b), a plan view (Fig. 16c) and a vertical
section (Fig. 16d);
Figs.
17a and b    show a detail of a metering device with a non-resilient centring
ring which is connected to the retaining plate (Fig. 17a) and a metering device
with a resilient centring ring which is sprung with the support plate (Fig.
17b);
Figs.
18a and b    show a table with measurement results from tests with a conventional
dispenser and those with a resilient and/or non-resilient centring element
(Fig. 18a) and a graphic representation of the results (Fig. 18b).
In the following description, parts
of different exemplary embodiments which correspond to one another are provided
with a plurality of reference numerals which are separated by a dot, the
numbers positioned before the dot coinciding and the numbers positioned after
the dot denoting the respective exemplary embodiment. In summary, parts of
different exemplary embodiments corresponding to one another are simply denoted
by the numbers which coincide.
According to Fig. 1 a 10 ml
syringe 1.1 has a syringe cylinder 2.1 in which a syringe piston 3.1 is
arranged. The syringe cylinder 2.1 is not strictly cylindrical overall, in
terms of geometry. The syringe cylinder 2.1 has a cylindrical cylinder portion 4.1
on the outside which has a cylindrical piston movement area 5.1 on the inside.
The cylinder portion 4.1 has at
the bottom a base 6.1 with a central hole 7.1. The edge of the hole 7.1 is
connected to a syringe portion 8.1 which is conical on the inside and outside
with a small cone angle, which at the bottom has a cone portion 9.1 which is
more conical on the inside and outside. The syringe portion 8.1 and the cone
portion 9.1 taper downwards.
The cylinder portion 4.1 is
connected at the top via a short transition region 10.1 which is conical on the
inside and outside to a centring region 11.1 which is cylindrical or slightly
conical on the inside and outside.
The centring region 11.1 is
connected at the top to a centring flange 12.1 which has a substantially
circular disc-shaped bearing portion 13.1 and a substantially cylindrical
peripheral portion 14.1. The bearing portion 13.1 has a bearing surface 15.1.
This may have coding in the form of axially aligned scanning surfaces, which
are arranged at one or more defined positions. The coding may be designed as
described in EP 0 657 216 B1 and US 5 620 661. The explanations of the
exemplary embodiments relative thereto from the published patent specifications
denoted above are included in the present patent application.
In addition, the syringe cylinder
2.1 above the centring region 11.1 has a conical insertion region 16.1 which
widens upwards.
In the cylinder portion 4.1, the
base 6.1, the syringe portion 8.1 and the transition region the syringe cylinder
2.1 has an approximately uniform wall thickness.
The syringe cylinder 2.1 is
produced in one piece from plastics material. Preferably, it is produced by
injection-moulding a thermoplastic. The thermoplastic is, for example,
polypropylene; polyethylene or a cyclic olefin (Co)polymer, polypropylene being
preferred due to its properties of stability.
The syringe piston 3.1 has a
planar cylindrical and/or circular disc-shaped piston portion 17.1 which has on
the circumference a peripheral sealing lip 18.1. At the bottom, the piston
portion 17.1 is connected to a piston syringe portion 19.1 which is configured
conically therewith or with a similar small cone angle as the syringe portion
8.1.
The syringe piston 3.1 is
provided at the top with a piston rod 20.1. The piston rod 20.1 has at the top
a coupling piece 21.1. The coupling piece 21.1 has a plurality of peripheral
piston flanges 22.1 projecting radially, between which peripheral grooves 23.1
are present.
Below the coupling piece 21.1 on
the piston rod 20.1 a disc 24.1 is arranged which is configured in the shape of
a circular disc.
Below the disc 24.1 on the piston
rod 20.1 are located four radially projecting wings 25.1 which are distributed
evenly over the periphery of the piston rod 20.1. At the top, the wings 25.1
are connected to the disc 24.1 and at the bottom to the piston portion 17.1.
The wings 25.1 have adjacent to the disc 24.1 outer edges 26.1 which are
parallel to the piston rod 20.1. Here the wings 25.1 are at their widest. A first
bevel 27.1 follows, within which the width of the wings 25.1 reduces. In turn,
an external edge 28.1 follows, which is parallel to the piston rod 20.1. At the
bottom, the wings 25.1 have a further bevel 29.1 within which the width of the
wings 25.1 reduces further.
The syringe piston 3.1 is
preferably produced in one piece from plastics material. Further preferably, it
is injection-moulded from a thermoplastic. For example, it is produced from
polyethylene or polypropylene, polyethylene being preferred, as the material
pairing of polyethylene in the piston and polypropylene in the cylinder has low
frictional force. Polypropylene is preferred for the cylinder due to its high
strength.
The cylindrical portions and
regions of the syringe cylinder 2.1 and of the syringe piston 3.1 are circular
cylindrical.
If the piston 3.1 is fully
inserted into the syringe cylinder 2.1 the piston portion 17.1 is positioned on
the base 6.1 and between the piston syringe portion 19.1 and the syringe
portion 8.1 a small annular gap remains. The outer edges 26.1 extend from the
upper end of the piston movement area 5.1 via the transition region 10.1 into
the centring region 11.1. The disc 24.1 engages at the bottom in the centring
region 11.1. Between the outer edges 26.1 and the piston movement area 5.1 a
small annular gap remains, so that the outer edges 26.1 prevent the syringe
piston 3.1 from tilting in the syringe cylinder. Between the disc 24.1 and/or
the outer edges 26.1 and the centring region 11.1 a slightly larger annular gap
290.1 is present. The coupling piece 21.1 is partially arranged in the centring
region 11.1 and projects over the centring flange 12.1 at the top.
The above information is also
applicable in principle for syringes 1.2 to 1.7 with different filling volumes.
Particularities of the syringes 1.2 to 1.7 are revealed from the following
description:
According to Fig. 2 a 0.1 ml
syringe 1.2 has a syringe cylinder 2.2 and a syringe piston 3.2. The syringe
cylinder 2.2 is not strictly cylindrical overall, in terms of geometry. It has
at the bottom a cylinder portion 4.2 which is cylindrical inside and outside,
which has a cylindrical piston movement area 5.2 inside.
The lower end of the cylinder
portion 4.2 is connected to a syringe portion 8.2 which is conical on the
inside and outside, which is configured as a more conical cone portion 9.2.
The upper end of the cylinder
portion 4.2 is connected to a transition region 10.2 which is conical on the
inside and outside. The upper end of the transition region 10.2 is connected to
a centring region 11.2 which is cylindrical on the inside and outside.
The centring region 11.2 is, in
turn, connected at the upper end to a centring flange 12.2. The centring flange
12.2 has a substantially circular disc-shaped bearing portion 13.2 which on the
inner edge is connected to the centring region 11.2. In addition, the centring
flange 12.2 has a substantially cylindrical peripheral portion 14.2 which at
the upper end is connected to the outer edge of the bearing portion 13.2.
The bearing portion 13.2 has at
the top a bearing surface 15.2 which may comprise coding corresponding to the
bearing surface 15.1.
The syringe piston 3.2 has a long
cylindrical piston portion 17.2, which at the bottom has a peripheral sealing
lip 18.2 on the periphery. The piston portion 17.2 is connected at the bottom
to a piston syringe portion 19.2, which at the top has a cylindrical part and
at the bottom a conical part.
The piston portion 17.2 is
provided at the top with a piston rod 20.2, which at the top has a coupling
piece 21.2, which is formed according to the coupling piece 21.1.
A disc 24.2 is arranged below the
coupling piece 21.2 on the piston rod 20.2. Below the disc 24.2 four wings 25.2
protrude radially from the piston rod 20.2, which are evenly distributed over
the periphery of the piston rod 20.2. The wings 22.1 are connected at the top
to the underside of the disc 24.2 and terminate at the bottom just above the
piston portion 17.2 They have at the top in each case outer edges 26.2 parallel
to the piston rod portion 20.2, and at the bottom in each case a bevel 27.2.
When the piston 3.2 is fully
inserted into the syringe cylinder 2.2, the bevels 27.2 are positioned inside
on the transition region 10.2. Between the piston syringe portion 19.2 and the
cone portion 9.2 of the syringe cylinder 2.2 a small annular gap remains. The
disc 24.2 is arranged at the bottom in the centring region 11.2. Between the
centring region 11.2 and the disc 24.2 a small annular gap 290.2 is present.
The coupling piece 21.2 is partially arranged in the centring region 11.2 and
protrudes at the top beyond the centring flange 12.2.
According to Figs. 1a and 2a, the
syringes 1.1, 1.2 have on the periphery of their centring flanges 12.1, 12.2
alignment lugs 30.1, 30.2 protruding radially outwardly, which taper upwards.
The alignment lugs 30.1 and 30.2 have at the top a parabolic contour. In the
example, in each case seven alignment lugs 30.1, 30.2 are evenly distributed
over the periphery of the centring flanges 12.1, 12.2.
According to Figs. 1e and 2e, the
centring region 11.1, 11.2 at the top has an internal diameter a of 16.2 to 17.7
mm, and extends as far as a depth d of 6 mm. In addition, the piston movement
area 5.1, 5.2 has an internal diameter b of 15.96 and/or 1.60 mm. The centring
flange 12.1, 12.2 has a height e of 3.2 to 5.4 mm, as well as an external
diameter b of 21 to 24.2 mm. The coupling piece 22.1, 22.2 protrudes relative
to the centring flange 12.1, 12.2 by approximately 13.5 mm. In the region of
the piston flange 22.1, 22.2, the coupling piece 21.1, 21.2 has a diameter g of
7 to 7.2 mm and in the region of the grooves 23.1, 23.2 a diameter h of
preferably less than 5 mm. This region is designed for reducing the mass,
preferably as a crossed projection structure.
In Fig. 1g, specific dimensions
of the centring region 11.1 of the 10 ml syringe 1.1 are provided. Accordingly,
the centring region 11.1 has a minimum diameter of 16.2 mm and a maximum
diameter of 17.7 mm. The centring region 11.1 starts at a distance of 3 mm from
the upper face of the centring flange 12.1 and extends over an axial length of
3 mm. In Fig. 1g, the centring region 11.1 is shown without cross hatching,
although the syringe cylinder 2.1 is also vertically sectioned in the centring
region 11.1.
Fig. 1h also shows the syringe
cylinder 2.1 in vertical section, in which the centring region 11.1 is shown
without cross hatching, as said centring region may in principle adopt
different geometries. Preferred embodiments of this freeform surface or control
form surface are shown in partial section to the right, adjacent to the
vertical section through the entire syringe cylinder 2.1. Overall, six
geometries are provided, of which three are illustrated in a vertical partial
section and a further three in a half-cross section through the centring region
11.1.
The uppermost vertical partial
section shows a conically formed centring region 11.11. The second vertical
partial section shows a centring region 11.12, indicated as convex. The third
vertical partial section shows a peripheral and/or partially peripheral
centring region 11.13 provided with (optionally circular) ribs or projections.
This last type of embodiment may also serve as a demoulding aid.
The lowermost, blank vertical
partial section serves for illustrating the viewing direction from below through
the syringe cylinder 2.1 towards the centring region 11.1 which may be
configured with different geometries. Different embodiments are thus shown far
right in the half-cross sections. Half-cross sections are shown as the cross
sections are through the vertical section through the syringe cylinder 2.1
shown adjacent to the left.
The uppermost half-cross section
shows a flattened centring region 11.14 intersected by a plurality of secants.
The central half-cross section shows a centring region 11.15 provided with
protrusions and/or studs and/or projections. The lowermost half-cross section
shows an elliptically sectioned centring region 11.16.
It is the case in all these
embodiments of the centring region 11.1 that the smallest diameter, which is at
a distance of at least 3 and preferably a maximum of 6 mm below the upper face
of the centring flange 12.1, is a maximum of between 16.2 and 17.7 mm. The
external diameter of a centring ring - explained further below - for centring
the centring region also has to have these dimensions, as otherwise the
centring ring would not fit in the centring region and would not be able to
fulfil its function. This is indicated on the centring region 11.14, by a
radius being illustrated there.
These embodiments and dimensions
also apply to all further syringes 1.3 to 1.7 of the syringe family explained
below.
According to Fig. 3, the further
syringes 1.3 to 1.7 of the syringe family with the filling volumes 5 ml, 2.5
ml, 1 ml, 0.5 ml and 0.2 ml are of corresponding construction. The parts of the
further syringes 1.3 to 1.7 which correspond to those of the syringes 1.1, 1.2
described above, are provided with corresponding reference numerals, the number
provided before the dot coinciding and the number provided after the dot
denoting the respective syringe.
In Fig. 3b, the flow brakes below
the centring regions 11.1, 11.2, 11.3 are illustrated. Accordingly, between the
centring regions 11.1, 11.2, 11.3 and the transition regions 10.1, 10.2, 10.3
corners are present in which during injection-moulding the plastics mass is
deflected, so that they form a flow brake. Additionally, the centring regions
11.1, 11.2, 11.3 have a thinner wall thickness than the adjacent transition
regions 10.1, 10.2, 10.3. In the 10 ml syringe, the centring region 11.1 has a
greater internal diameter than the piston movement area 5.1. As a result,
during injection-moulding, pressure losses are produced, which have the result
of a uniform filling of the cylinder portions 4.1, 4.2, 4.3 with the hot plastics
mass.
In Fig. 4, an injection-moulding
tool 31 has a tool plate 32 with a hot channel nozzle 33, a tool cover plate 34
and a stripper plate 35. In addition, it has a tool insert 36. Between the
components denoted above, a hollow space 37 is formed which describes the
contour of a 0.1 ml syringe cylinder 2.2.
The hot plastics mass is injected
through the hot channel nozzle 33 into the hollow space 37. Due to the flow
brake between the transition region 10.2 and the centring region 11.2, the
transition region 10.2 and the cylinder portion 4.2 of the syringe cylinder 2.2
are evenly filled, so that the syringe cylinder 2.2 has very good dimensional
stability at that point. The fact that the transition region 10.2 is
injection-moulded contributes thereto, as the tool insert 36 has a relatively
large diameter, so that disadvantageous lateral deflection of the tool insert
36 does not occur, which would lead to non-uniform wall thicknesses.
According to Fig. 4b, the
injection-moulded syringe cylinder 2.2 is ejected from the injection-moulding
tool 31, by the stripper plate 35 being removed from the tool plate 32 and the
tool insert 36 being pulled out of the deflection plate 35. The moulded part
2.2 then falls out of the tool 31.
Figs. 5 and 6 show how the step
change of the internal diameter between the centring region 11.1 and the piston
movement area 5.1 of the 10 ml syringe 1.1 may be used for detecting
non-dimensionally stable syringe pistons 3.1, in which the external diameter of
the piston portion 17.1 in the region of the sealing lip 18.1 exceeds the
tolerance upper limit. The internal diameter of the centring region 11.1 is
designed so that it corresponds to the tolerance upper limit of the external
diameter of the sealing lip 18.1. The internal diameter of the piston movement
area 5.1 is 15.96 mm. Hereinafter, corresponding parts of different syringe
pistons 3.1, the dimensions thereof differing due to production tolerances, are
differentiated by reference numerals, which in the second position after the
dot have a different number.
The diameter of the sealing lip
18.11 illustrated in Fig. 5 in the left-hand position is too large. According
to Fig. 6, when inserting this piston portion 17.11 two force increments are
detected by a dynamometer (load cell) incorporated in the insertion mechanism.
As a result, it is clearly indicated that a syringe piston 3.1 which is too
large is present. The absence of dimensional stability may, in particular, be
based on a non-circularity of the piston portion 17.11, which results in an
excessive external diameter of the sealing lip 18.11, which may be established
by the test method described above. The piston portion 17.12 shown in Fig. 5 in
the right-hand position is, together with the sealing lip 18.12, within the
tolerances or too small. According to Fig. 6 only one single force increment is
measured in this syringe piston 3.1.
Figs. 7 and 8 show a further
embodiment by which it may be easily established whether the piston portion
17.1 falls below the tolerance limits. This embodiment has a centring region
consisting of three centring portions 11.11, 11.12, 11.13, the internal
diameter of the centring portion 11.12 being smaller than the internal diameter
of the centring portion 11.11 and the internal diameter of the centring portion
11.13 being smaller than the internal diameter of the centring portion 11.12.
Adjoining the centring portion 11.13 is a piston movement area 5.1, the
internal diameter of the piston movement area 5.1 in turn being smaller than
the internal diameter of the centring portion 11.13.
The internal diameters are
designed so that the internal diameter of the centring portion 11.11
corresponds to the tolerance upper limit of the external diameter of the
sealing lip 18.1 of the piston portion 17.1. The internal diameter of the
centring portion 11.12 corresponds to the lower engagement limit of the
external diameter of the sealing lip 18.1 and the internal diameter of the
centring portion 11.13 to the lower tolerance limit for the sealing lip 18.1.
The piston portion 17.11 shown to
the left in Fig. 7 has on the sealing lip 18.11 an external diameter which is
too large. As a result, four force increments may be established in the
force/path diagram when inserting this piston portion 17.11.
The piston portion 17.12, shown
in Fig. 7 at the second position from the left, has a sealing lip 18.12 with an
external diameter at the upper tolerance limit. When inserting this piston
portion 17.12, according to Fig. 8 three force increments may be measured. This
syringe piston 3.1 is within the tolerance range.
The piston portion 17.13 shown in
Fig. 7 at the third position from the left, has on the sealing lip 18.13 an
external diameter at the lower tolerance limit. According to Fig. 8, when
inserting this piston portion 17.13 two force increments may be seen. This
syringe piston 3.1 is still within the tolerance range.
The piston portion 17.14 shown to
the right in Fig. 7 has on the sealing lip 18.14 an external diameter which is
too small, but which exceeds the internal diameter in the piston movement area
5.1. When inserting this piston portion 17.14 according to Fig. 8 a single
force increment may be measured. This syringe piston 3.1 is too small.
The centring portions 11.11 to
11.13 may also be denoted as test portions. This is, in particular, the case
when only one part of the centring portions 11.11 to 11.13 is used for
centring. In principle, however, all centring portions 11.11 to 11.13 may be
used for the centring. The centring is explained in more detail below.
According to Fig. 9, a metering
device 370 according to the invention has a housing 38 configured as an
elongate handle. At the lower end of the housing 38, a substantially
cylindrical receiver 39 is present for the centring flange 12 of the syringe
cylinder 2. The receiver 39 is accessible from outside through a circular
opening 40 at its lower end. A plurality of axially aligned guide lugs 41
protrude radially inwards on the periphery of the receiver 39.
In addition, in the housing 38 a
receiving body 42 is present with a substantially cylindrical piston receiver
43 for a coupling piece 21 of a syringe piston 3. The piston receiver 43 is
accessible from outside through a further circular opening 44 at its lower end.
The receiving body 42 is able to
be displaced axially in the housing 38 by means of a repeating mechanism, not
shown. The repeating mechanism may, in particular, be designed as disclosed in
DE 29 26 691 C2 and US 4 406 170 or DE 43 41 229 C2 and US 5 620 660. The explanations
relative thereto of the exemplary embodiments from the different published
patent specifications are included in the present patent application.
The repeating mechanism comprises
a lifting lever 440, which may be axially displaced on the outside of the
housing 38, in Fig. 9 the lifting lever 440 being shown in the lowermost
position. Accordingly, the receiving body 42 is also located in the lowermost
position, in which its lower end is arranged approximately level with the base
of the receiver 39.
In addition, the repeating
mechanism comprises a metering lever 45 which protrudes at the top from the
housing 38 and is pivotably mounted in the housing 38. The metering lever 45 is
loaded by a spring device so that it is forced into its uppermost position. By
pivoting the metering lever 45 downwards, the receiving body 42 may be
displaced downwards by a metering stage. The increment of the metering stage is
able to be adjusted by means of a knurled adjusting wheel 46 which is located
at the upper end of the housing 38.
In addition, two diametrically
opposed syringe gripping levers 47 are arranged at the bottom in the housing
38. The syringe gripping levers 47 are mounted pivotably in the housing 38. The
syringe gripping levers 47 have actuating buttons 48 protruding outwardly from
the housing 38. They penetrate through-holes in the housing 38 and have
hook-like cylinder gripping ends 49 protruding into the receiver 39.
In addition, two piston gripping
levers 50 are mounted diametrically opposing one another in the receiving body
42. The piston gripping levers 50 penetrate through-holes in the receiving body
42 so that they engage with hook-like piston gripping ends 51 into the piston
receiver 43.
The syringe gripping levers 47
and piston gripping levers 50 are in each case designed to be double-armed with
a gripping arm and an actuating arm, and pivotably mounted in the connecting
region of the gripping arm and the actuating arm. In addition, the syringe
gripping levers 47 on the inner faces of their actuating arms have unlocking
cams and the piston gripping levers 50 on the actuating arms have cam-like
projections. Spring elements, not shown, load the syringe gripping levers 47
and the piston gripping levers 50 so that said levers in each case are pivoted
towards one another with their cylinder gripping ends 49 and/or piston gripping
ends 51. The construction corresponds to the exemplary embodiment according to
DE 43 41 229 C2 and US 5 620 660. The embodiments relevant thereto from the
published patent specifications denoted above are included in the present
patent application.
At the base of the receiver 39 a
sensor device 52.1 is present for coding on a centring flange 12 of a syringe
1, which is shown in Figs. 10 and 11. The sensing device 52.1 has an annular
disc-shaped sensor plate 53 with a central hole 54 and seven axially protruding
studs 55 which are evenly distributed over the underside of the sensor plate
53. Each stud 55 is operatively connected to a micro-switch arranged in the
sensor plate 53. As a result of the actuation of a stud 55, the micro-switch
operatively connected thereto is actuated.
In addition, the sensor device
52.1 comprises a support plate 56 for the sensor plate 53. The sensor plate 53
is able to be fixed to the support plate 56 by means of bolts 57, which
penetrate the holes 58 of the sensor plate 53.
The support plate 56 has a
central hole 59, the diameter thereof corresponding to the diameter of the hole
54 of the sensor plate 53. On the internal periphery of the hole 59 of the
support plate 56 a circular hollow cylindrical centring element 60.1 (also
known as the "centring tube ") is fixed with an axial through-passage
which on the lower edge has a chamfer 61 on the outside. The centring element
60.1 engages through the hole 54 of the sensor plate 53, when the sensor plate
53 is fixed by means of the bolt 57 to the support plate 56.
From the upper face of the
support plate 56, pins 62 protrude, in each case a pin 62 being arranged on a
corner. The pins 62 are fixedly connected to the support plate 56.
Helical springs 63 are guided on
the pins 62.
In addition, a retaining plate 64
is present which also has a central hole 65, the diameter thereof approximately
corresponding to the diameter of the holes 54, 59. The retaining plate 64 has
at the corners in each case a bore 66 into which in each case a pin 62 of the
support plate 56 may be inserted.
When the pins 62 are inserted
into the bores 66, the helical springs 63 are arranged with slight
pretensioning between the support plate 56 and the retaining plate 64. This
state is shown in Fig. 11.
In addition, the retaining plate
64 has on opposing sides axially oriented spring hooks 67 with in each case a
hook end 68, which when joining together the support plate 56 and retaining
plate 64 slide through lateral grooves 69 of the support plate 56 and finally
engage with the hook ends 68 over the underside of the support plate 56. This
is also shown in Fig. 11. The spring hooks 67 hold the arrangement consisting
of the support plate 56 and the retaining plate 64 together.
The arrangement shown in Fig. 11
permits the support plate 56 and the retaining plate 64 to be sprung together.
Details of a sensor plate 53 are
disclosed in the exemplary embodiment of EP 0 657 216 B1 and US 5 620 661. The
embodiments relevant thereto in the aforementioned published patent
specifications are included in the present patent application.
According to Fig. 11, a syringe 1
is positioned on the sensor device 52.1. The syringe 1 bears with the upper
face of the centring flange 12 against the sensor plate 53. Thus a code
arranged on the bearing surface may be detected by means of the studs 55.
The centring element 60.1 with an
axial through-passage engages in the centring flange 12. Thus the centring
element 60.1 bears with the axial through-passage against the cylindrical
centring region 11.
The arrangement described above
consisting of the sensor plate 53, the support plate 56, the centring element
60.1 with an axial through-passage and retaining plate 64 is fitted into the
housing 38 of the metering device 370 of Fig. 9. Thus the retaining plate 64 is
fixed in the housing 38. The sensor plate 53 forms the base of the receiver 39.
From this base the centring element 60.1 protrudes into the receiver 39. The
receiving body 42 is accessible from outside through the opening 40 of the
receiver and the holes 59 and 65 of the sensing device 52.1.
Fig. 12 shows a metering device
370 with a syringe 1 inserted. The syringe 1 is inserted with the centring
flange 12 through the opening 40 into the receiver 39. In this connection, the
syringe 1 is guided by the alignment lugs 30 on the guide lugs 41, so that the
code on the bearing surface 15 is accurately associated with the studs 55. The
syringe gripping levers 47 slide over the edge of the centring flange 12 due to
the spring action with their cylindrical gripping ends 49, until they snap
under the underside thereof. When the bearing surface 15 bears against the
sensor plate 53, the centring flange 12 is engaged behind on the underside by
the cylinder gripping ends 49 of the syringe gripping levers 47.
When inserting the syringe 1, the
receiving body 42 is arranged in its lowest position. In this position, the
coupling piece 21 engages in the piston receiver 43. The piston gripping levers
50 slide with their gripping ends 51 over the coupling piece 21 until they snap
behind a piston flange 22 into a groove 23.
In addition, when inserting the
syringe 1 the centring element with the axial through-passage 60.1 penetrates
the centring region 11, so that the syringe 1 is fixed in the metering device
370. As the centring element 60.1 is resiliently mounted, it may easily
penetrate the centring region 11, even when the syringe 1 is positioned slightly
obliquely on the centring element 60.1.
By means of this centring, the
syringe 1 is positioned accurately in its seat in the receiver 39 and the
piston receiver 43, so that it is accurately gripped by the gripping devices
47, 50. In addition, the centring element with the axial through-passage 60.1
corrects a possible non-circularity of the syringe cylinder 2. Moreover, the
centring element 60.1 holds the syringe 1 in correct alignment, even when the
syringe end 8 of the syringe 1 is positioned and a transverse force is
introduced into the syringe 1.
Fig. 13 shows an alternative
sensing device 52.2 in which the centring element 60.2 is fixed to a retaining
plate 64. The sensing device 52.2 may be mounted in the metering device 370,
instead of the sensing device 52.1. In this connection, the retaining plate 64
is fixed in the housing 38. In this embodiment, the syringe 1 is subjected to
an even smaller deflection under load by a transverse force.
According to Fig. 14, a syringe 1
has in the centring region 11 axially extended grooves 70. In addition, the
centring element with the axial through-passage 60.3 has externally on the
periphery axially extended ribs 71, which fit into the grooves 70. When the
syringe 1 is pushed onto the centring element 60.3, the interlocking of the
grooves 70 and ribs 71 prevents twisting of the syringe 1 relative to the
receiver 39. As a result, damage to the sensor plate 53 is avoided.
According to Fig. 15 a cover 72
of a box and/or a tray, not shown, has a plate 73, which has a plurality of
support sleeves 74 protruding upwards. Syringes 1.1, 1.2, 1.4 of different
sizes are positioned with their centring flange 12.1, 12.2, 12.4 at the top on
the edge of the support sleeves 74. In this connection they are guided on the external
periphery of the centring region 11.1, 11.2, 11.4 in the support sleeves 74.
The externally conical transition regions 10.1, 10.2, 10.4 ensure that the
syringes 1.1, 1.2, 1.4 are accurately guided into the correct retaining
position.
According to Fig. 16 a syringe
1.8 has a syringe cylinder 2.8 with a cylinder portion 4.8, which on the inside
has a cylindrical piston movement area 5.8. The cylinder portion 4.8 has at the
bottom a base 6.8 with a central hole 7.8, the edge thereof having a conical syringe
portion 8.8 which has a more conical cone portion 9.8 at the lower end.
The cylinder portion 4.8 has on
the upper edge two diametrically opposing projections 75 of a bayonet
connection, protruding radially outwards.
In addition, the syringe cylinder
2.8 has an adapter 76 which is of substantially sleeve-shaped configuration.
The adapter 76 has, on the inside, axial grooves 77 of the bayonet connection
proceeding from the lower edge, which terminate at an axial distance from the
lower edge. The axial grooves 77 are arranged on two diametrically opposing
inner faces of the adapter 76. At the top the axial grooves 77 open into
peripheral grooves 78 of the bayonet connection.
The syringe cylinder 2.8 is
inserted in Fig. 16 with the projections 75 through the axial grooves 77 and
rotated into the peripheral grooves 78, as far as the end of the respective
peripheral groove 78. By this bayonet connection 75, 77, 78 the syringe
cylinder 2.8 is connected to the adapter 76.
The adapter 76 has a centring region
11.8 above an intermediate base 79 which defines the peripheral grooves 78 at
the top. The adapter 76 has on the upper edge a centring flange 12.8 protruding
radially outwards, which at the top has a bearing surface 15.8 with coding.
The intermediate base 79 has a
large through-opening 80 through which a syringe piston 3.8 is inserted into
the syringe cylinder 2.8. The syringe piston 3.8 has a piston portion 17.8 with
a peripheral sealing lip 18.8 on the periphery. At the bottom, the piston
portion 17.8 is connected to a piston syringe portion 19.8 and at the top is
provided with a piston rod 20.8. The piston rod 20.8 has at the top a coupling
piece 21.8. Below the coupling piece 21.8 the piston rod 20.8 is provided with
a disc 24.8 and radially protruding wings 25.8 are positioned therebelow on the
piston rod 3.8.
This syringe 1.8 is able to be
inserted with the adapter 76 into the receiver 39 and with the coupling piece
21.8 into the receiving body 42 of a metering device 370, as is explained above
for the syringe 1 with reference to Fig. 12. In this connection, the adapter is
guided by the centring element 60.1 in the centring region so that the syringe
1.8 is centred.
According to the following test
report, the deflections of the syringe 1 held in the metering device 370 (see
Fig. 12) under load are exceptionally small in comparison with a metering
device which has no centring of the syringe.
In the test report, the tested
syringes are also denoted as "Combitips(R)", the tested
metering devices also as "Multipette(R)" and the centring
element as "centring tube" or "centring sleeve" or
"centring ring".
Object:
The purpose of the test is to
what extent the tilting of the Combitip(R) relative to the Multipette(R)
may be reduced by a centring ring on the Multipette(R). Prior art:
if when discharging a volume against a receptacle wall the receptacle is
pressed too strongly, the Combitip(R) tilts relative to the
Multipette(R). In this connection, the Combitip cylinder springs-in
on one side with the resilient switching pad. As the piston, however, is not
resilient therewith, it may lead to a movement between the Combitip cylinder
and Combitip piston. As a result, it may lead in turn to metering errors. If
the cylinder tilts too much, an error report is emitted in the Multipette(R).
This may only be eliminated by moving into the zero position.
Summary:
With a non-resilient centring
sleeve (see Fig. 17a) in the Multipette(R) the force which is
required for tilting the cylinder has been increased by 78% relative to a
standard Multipette(R). In a Multipette(R) with a
resilient centring sleeve (see Fig. 17b) the force which is required for
tilting has been increased by 40%.
Objects tested/material
tested:
The prototypes have been compared
with a standard Multipette(R) X-stream. For the tests, two
Multipettes(R) have been converted. The switching pads with the
receiving plates have been altered as follows.
In Fig. 17a, the centring sleeve
is shown fastened in a non-resilient manner to the support plate. The
arrangement of Fig. 17a corresponds to the arrangement shown in Fig. 13. In
Fig. 17b, the centring sleeve is fastened to the base, so that the centring
sleeve is resilient therewith. The arrangement of Fig. 17b corresponds to the
arrangement shown in Figures 10 and 11. The standard components which are used
of a dispenser of the Multipette(R) type have not been altered.
For the measurements, 10 ml
Combitip(R) plus have been used. The centring sleeves have been
tailored to this diameter.
Method/test method:
The measurements have been
carried out on a tension/compression machine (type Z005) from Zwick Roell.
The testing speed was 50mm/min.
The measurements were started after 0.1N initial load.
Individual results:
Fig. 18 (table and graphics)
shows the comparison of a conventional dispenser of the Multipette(R)
type with a metering device according to the invention with a resilient
centring sleeve as well as with a metering device according to the invention
with a non-resilient centring sleeve. In the measurements 1 and 2 (see Fig.
18a: table) a standard Multipette(R) has been used. For the
measurements 3 and 4 a prototype Multipette(R) with a non-resilient
centring sleeve - as shown in Fig. 17a - has been used. The measurements 5 and
6 have been carried out with a prototype Multipette(R) with a
resilient centring sleeve - as shown in Fig. 17b. A graphic representation of
the results is shown in Fig. 18b, a showing the results with the conventional
dispenser, b the results with the dispenser with the resilient centring sleeve
and c the results with the dispenser with the non-resilient centring sleeve.
According to the following test
report, in a conventional metering system which has no centring of the syringe
in the metering device, metering errors are caused by deflection of the syringe
as a result of transverse force. Accordingly, with the syringes 1 according to
the invention and the metering device 370 considerably more accurate metering
is possible.
In the test report the tested
syringes are also denoted as "Combitips(R)", the tested
metering devices also as "Multipette(R)" and the centring
element as "centring tube" or "centring sleeve" or
"centring ring".
Object of the invention:
In the above test, the force
which is required for tilting the Combitips(R) has been detected,
amongst other things. Background: if when discharging a volume against a
receptacle wall the receptacle is pressed too strongly, the Combitip(R)
is tilted relative to the Multipette. In this connection, the Combitip cylinder
springs-in with the resilient switching pad on one side. It is now to be tested
how great the volumetric error is by tilting the Combitip(R).
Summary:
If the Combitip(R) is
tilted by 1 mm relative to the Multipette(R) - less than 1N force is
required therefor - with a volume of 5 ml an error results which may be twice
as high as the permissible incorrectness (according to the Eppendorf
specification).
Tested object/tested
material
The testing has been carried out
using a standard Multipette(R) X-stream and a 50 ml Combitip(R)
plus. For metrological reasons the largest Combitip(R) has been
selected for this test.
Method/test method:
The test installation has been
extended from the above test by a Mettler AE 163 balance which has been placed
under the Combitip(R). The Combitip(R) has been filled
with water. By delivering the return stroke via the top, the air bubble has
been forced out. Before the measurement, 90% of the water has been discharged
again. During the measurements, therefore, the piston was 5 mm above the
residual stroke position. For each test, the Combitip(R) was filled
up again. As small volumes discharged at a slow discharge rate are generally
collected as droplets at the outlet of the Combitip(R), the liquid
forced out by the tilting was absorbed by a Kimberly Clark cloth approximately
10 cm2 in size. The collecting container under the inserted Combitip(R)
together with the cloth was weighed before and after the test.
The tension/compression machine,
type Z005 from Zwick Roell, has been used with the balance for the measuring
installation.
The test speed was 50mm/min. The
measurements were started after 0.1N initial load.
Individual results
2011031041.tif 000044
In order to tilt the 50ml
Combitip(R) relative to the Multipette(R) X-stream by
2mm, 1.2 to 1.3N were required. 
The Eppendorf specification for
the Multipette(R) X-stream in combination with a 50ml plus:
Volume        Incorrectness        Inaccuracy
5,000μl        ±0.3%            ≦
0.25%
50,000μl        ±0.3%            ≦
0.15%
Percentage error with 1mm
deflection:
At a volume of 50,000 μl            0.03ml/50ml*100%
= 0.06%
At a volume of 5,000 μl            0.03ml/5ml*100%
=  0.6%                                 greater than
Eppendorf specification
Percentage error with 2mm
deflection:
At a volume of 50,000 μl            0.06ml/50ml*100%
= 0.12%
At a volume of 5,000 μl            0.06ml/5ml*100%
=  1.2%                                 greater than
Eppendorf specification
List of reference
numerals
1        Syringe
2        Syringe cylinder
3        Syringe piston
4        Cylinder portion
5        Piston movement area
6        Base
7        Hole
8        Syringe portion
9        Cone portion
10        Transition region
11        Centring region
12        Centring flange
13        Bearing portion
14        Peripheral portion
15        Bearing surface
16        Insertion region
17        Piston portion
18        Sealing lip
19        Piston syringe portion
20        Piston rod
21        Coupling piece
22        Piston flange
23        Groove
24        Disc
25        Wing
26        Outer edges
27        Bevel
28        Outer edge
29        Bevel
290        Annular gap
30        Alignment lug
31        Injection-moulding
tool
32        Tool plate
33        Hot channel nozzle
34        Tool cover plate
35        Stripper plate
36        Tool insert
37        Hollow space
370        Metering device
38        Housing
39        Receiver
40        Opening
41        Guide lug
42        Receiving body
43        Piston receiver
44        Opening
440        Lifting lever
45        Metering lever
46        Knurled adjusting
wheel
47        Syringe gripping
lever
48        Actuating button
49        Cylinder gripping
ends
50        Piston gripping
lever
51        Piston gripping
ends
52        Sensor device
53        Sensor plate
54        Hole
55        Stud
56        Support plate
57        Bolt
58        Holes
59        Hole
60        Centring element
61        Chamfer
62        Pin
63        Helical spring
64        Retaining plate
65        Hole
66        Bore
67        Spring hook
68        Hook end
69        Grooves
70        Grooves
71        Ribs
72        Cover
73        Plate
74        Support sleeves
75        Projection
76        Adapter
77        Axial element
78        Peripheral groove
79        Intermediate base
80        Through-opening
1.     Syringe for use with a metering device (370)
comprising a centring element (60) with an axial through-passage in a receiver
(39) for a syringe cylinder (2) and an axially displaceable piston receiver
(43) for a syringe piston (3), comprising
-  a syringe cylinder (2)
-  and a syringe piston (3),
-  the syringe cylinder (2)
comprising an outlet at the bottom,
-  a centring flange at the top on
the external periphery (12) for inserting into the receiver (39),
-  a cylindrical piston movement
area (5) connected to the outlet, with a first internal diameter, in which the
syringe piston (3) is sealingly guided, and
-  at least at a distance of at
least 3 mm from the upper end of the syringe cylinder a centring region (11)
for inserting the centring element (60), which has a second internal diameter,
which exceeds the first internal diameter and is at least 16.2 mm and at most
17.7 mm,
-  and the syringe piston (3) at the
upper end has a coupling piece (21) for inserting into the piston receiver
(43).
2.     Syringe according to Claim 1, in which the
wall thickness of the syringe cylinder (2) in the cylindrical piston movement
area (5) is greater than in the centring region (11).
3.     Syringe according to Claim 1 or 2, with a
conical insertion region (16) at the upper end of the centring region (11)
and/or a conical transition region (10) between the centring region (11) and
the cylindrical piston movement area (5) of the syringe cylinder (2).
4.     Syringe according to one of Claims 1 to 3,
in which the centring flange (12) has on the inside a contour with projections
and/or recesses (69), the contour being externally tangent to an imaginary
cylinder with the second internal diameter.
5.     Syringe according to one of Claims 1 to 4,
in which the centring flange (12) has an external diameter of approximately 21
to 24 mm and/or a height of approximately 3.2 to 4.5 mm and/or the centring
region is at a distance of at least 3 to 6 mm from the upper end of the syringe
cylinder.
6.     Syringe according to one of Claims 1 to 5,
in which the syringe piston (3) at the top has a disc (24) and/or axially
extended wings (25) below a coupling piece (21) and between the disc (24)
and/or the wings (25) and the cylindrical centring region an annular gap (290)
is present with a gap width of 0.5 to 2.5 mm.
7.     Syringe according to one of Claims 1 to 6,
which has a filling volume selected from the volumes 10 ml, 5 ml, 2.5 ml, 1 ml,
0.5 ml, 0.2 ml, 0.1 ml.
8.     Syringe family for use with a metering
device (370) comprising a centring element (60) with an axial through-passage
in a receiver (39) for a syringe cylinder (2) and an axially displaceable
piston receiver (43) for a syringe piston (3), comprising
-  a plurality of syringes (1) with
different filling volumes in each case comprising
-  a syringe cylinder (2)
-  and a syringe piston (3)
-  the syringe cylinder (2) at the
bottom comprising an outlet,
-  at the top on the external
periphery a centring flange (12) for inserting into the receiver (39),
-  a cylindrical piston
movement area (5) connected to the outlet, with a first internal diameter, in
which the syringe piston (3) is sealingly guided, and
-  at least at a distance of at
least 3 mm from the upper end of the syringe cylinder a centring region (11)
for inserting the centring element,
-  the syringe piston (3) at the
upper end comprises a coupling piece (21) for inserting into the piston
receiver (43),
-  and the centring regions (11) of
the syringes (1) with different filling volumes have a matching contour on the
inside.
9.     Syringe family according to Claim 8, in
which the external diameter of the centring flange (12) and/or the heights of
the centring flange (12) and/or the heights of the centring regions (11)
coincide with syringes (1) of different filling volumes.
10.    Syringe family according to
Claim 8 or 9, in which the syringes (1) are designed according to one of Claims
1 to 8.
11.    Metering device for use with
a syringe (1) comprising a syringe cylinder (2) and a syringe piston (3), the
syringe cylinder (2) comprising an outlet at the bottom, a centring flange (12)
at the top on the external periphery, a piston movement area (5) connected to
the outlet, in which the syringe piston (3) is sealingly guided, and further
above a centring region (11) and a coupling piece (21) at the upper end of the
syringe piston (3) or for use with a syringe family comprising a plurality of
such syringes, having
-  a housing (38) comprising
-  a receiver (39) for the centring
flange (12) of the syringe cylinder (2) with an axial opening (40) for axially
inserting the centring flange (12) into a fastening position,
-  a centring element (60) arranged
in the receiver (39) aligned with the axial opening (40) with an axial
through-passage for axially inserting the syringe cylinder (2) into the cylindrical
centring region (11),
-  a receiving body (42) with a
piston receiver (43) for axially inserting a coupling piece (21) into a
fastening position,
-  fastening devices (47, 50) for
releasably holding the centring flange (12) and coupling piece (21) in their
fastening positions in the receiver (39) and in the piston receiver (43),
-  the fastening devices (47, 50)
comprising radially positionable gripping devices for gripping the centring
flange (12) and the coupling piece (21) in the fastening positions and
-  piston adjusting devices for
displacing the receiving body (42) in the housing (38).
12.    Metering device according to
Claim 11, in which the centring element (60) in the contact region with the
centring surface has an external diameter of 16.2 to 17.7 mm and/or a wall
thickness of 0.4 to 2.5 mm and/or projects relative to a stop for the upper
face of the centring flange (12) by 2.2 to 6 mm.
13.    Metering device according to
Claim 11 or 12, in which the centring element (60) has on the outside a contour
with projections (70) and/or recesses, the contour being externally tangent
with an imaginary cylinder with the second external diameter.
14.    Metering device according to
one of Claims 11 to 13, in which the centring element (60) is arranged rigidly
relative to the receiver (39) or resiliently relative to the receiver (39) in
the axial direction.
15.    Metering device according to
one of Claims 11 to 14, comprising a syringe according to Claim 1 to 9 or at
least one syringe of the syringe family according to one of Claims 9 to 11.
16.    Use of a syringe according to
one of Claims 1 to 7, and/or a syringe from a syringe family according to one
of Claims 8 to 10 in a metering device for receiving and discharging liquids.
17.    Use of a
metering device according to one of Claims 11 to 15 comprising a syringe
according to one of Claims 1 to 10 for receiving and discharging liquids.
１．Abstract
Syringe for use with a metering
device comprising a centring element with an axial through-passage in a
receiver for a syringe cylinder and an axially displaceable piston receiver for
a syringe piston, comprising
-  a syringe cylinder
-  and a syringe piston,
-  the syringe cylinder comprising an outlet at
the bottom, 
-  a centring flange  at the top on the external periphery for
inserting into the receiver,
-  a cylindrical piston movement area connected to
the outlet, with a first internal diameter, in which the syringe piston is
sealingly guided, and
-  at least at a distance of at least 3 mm from
the upper end of the syringe cylinder a centring region for inserting the
centring element, which has a second internal diameter, which exceeds the first
internal diameter and is at least 16.2 mm,
-      and the
syringe piston at the upper end has a coupling piece for inserting into the
piston receiver.
２．Representative Drawing
Fig 1a
【Ｆｉｇ.１a】
2011031041.tif 000045
【Ｆｉｇ.１ｂ】
2011031041.tif 000046
【Ｆｉｇ.１ｃ】
2011031041.tif 000047
【Ｆｉｇ.１ｄ】
2011031041.tif 000048
【Ｆｉｇ.１ｅ】
2011031041.tif 000049
【Ｆｉｇ.１ｆ】
2011031041.tif 000050
【Ｆｉｇ.１ｇ】
2011031041.tif 000051
【Ｆｉｇ.１ｈ】
2011031041.tif 000052
【Ｆｉｇ.２ａ】
2011031041.tif 000053
【Ｆｉｇ.２ｂ】
2011031041.tif 000054
【Ｆｉｇ.２ｃ】
2011031041.tif 000055
【Ｆｉｇ.２ｄ】
2011031041.tif 000056
【Ｆｉｇ.２ｅ】
2011031041.tif 000057
【Ｆｉｇ.２ｆ】
2011031041.tif 000058
【Ｆｉｇ.３ａ】
2011031041.tif 000059
【Ｆｉｇ.３ｂ】
2011031041.tif 000060
【Ｆｉｇ.４ａ】
2011031041.tif 000061
【Ｆｉｇ.４ｂ】
2011031041.tif 000062
【Ｆｉｇ.５】
2011031041.tif 000063
【Ｆｉｇ.６】
2011031041.tif 000064
【Ｆｉｇ.７】
2011031041.tif 000065
【Ｆｉｇ.８】
2011031041.tif 000066
【Ｆｉｇ.９】
2011031041.tif 000067
【Ｆｉｇ.１０】
2011031041.tif 000068
【Ｆｉｇ.１１】
2011031041.tif 000069
【Ｆｉｇ.１２】
2011031041.tif 000070
【Ｆｉｇ.１３】
2011031041.tif 000071
【Ｆｉｇ.１４ａ】
2011031041.tif 000072
【Ｆｉｇ.１４ｂ】
2011031041.tif 000073
【Ｆｉｇ.１４ｃ】
2011031041.tif 000074
【Ｆｉｇ.１５】
2011031041.tif 000075
【Ｆｉｇ.１６ａ】
2011031041.tif 000076
【Ｆｉｇ.１６ｂ】
2011031041.tif 000077
【Ｆｉｇ.１６ｃ】
2011031041.tif 000078
【Ｆｉｇ.１６ｄ】
2011031041.tif 000079
【Ｆｉｇ.１７ａ】
2011031041.tif 000080
【Ｆｉｇ.１７ｂ】
2011031041.tif 000081
【Ｆｉｇ.１８ａ】
2011031041.tif 000082
【Ｆｉｇ.１８ｂ】
2011031041.tif 000083