EP1329262B1 - Pipette and method of manufacturing a pipette - Google Patents
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- EP1329262B1 EP1329262B1 EP03000390A EP03000390A EP1329262B1 EP 1329262 B1 EP1329262 B1 EP 1329262B1 EP 03000390 A EP03000390 A EP 03000390A EP 03000390 A EP03000390 A EP 03000390A EP 1329262 B1 EP1329262 B1 EP 1329262B1
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- European Patent Office
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- pipette
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- pipette shaft
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Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
- B01L3/0279—Interchangeable or disposable dispensing tips co-operating with positive ejection means
Definitions
- the invention relates to a pipette with a pipette shaft made of preferably thermoplastic material for attaching a likewise made of plastic pipette tip with the features of the preamble of claim 1.
- the invention also provides a method for producing such a pipette having the features of the preamble of claim 11th
- the sealing portion is located at the attachment portion of the pipette shaft with inserted pipette tip deep within the pipette tip.
- the sealing section is located in a circumferential recess extending from the end of the pipette shaft, in which this sealing section is formed in an immediately adhesive manner from an elastically yielding, well-sealing elastomeric material.
- the teaching is based on the problem, a pipette of the type in question to design and further that a tolerance insensitive pipette shaft is realized, low withdrawal forces when discarding the pipette tip present and yet the previously described problems with cleaning options and contamination risk are eliminated.
- the sealing portion is not executed separately, but formed directly adherent to the thermoplastic resin of the pipette shaft. This has the advantage that the sealing portion is held captive and not displaced when attaching the pipette tip. This avoids a spongy touch feeling for the user. Also, no gap is created by a displacement of the Abdichtabiteses, so that contamination is avoided. It eliminates the second sealing between the recess of the pipette shaft and the Abdichtabites. The boundary layer is sealed and neither dirt nor liquid can penetrate.
- the invention also provides a process for producing a pipette having the features of the preamble of claim 11, which is described in more detail by the features of the characterizing part of claim 11.
- advantageous embodiments are the subject of the subsequent dependent claims.
- Fig. 1 shows a pipette 1 as a single-channel pipette.
- the teaching of the present invention is not limited to a single-channel pipette. It is equally usable for multichannel pipettes (cf. DE 100 13 511 A1 ) as well as for mechanical pipetting devices.
- the teaching of the invention involves the coupling of a pipette tip to the pipette shaft of a pipette.
- the DE 100 13 511 A1 deals with constructive solutions of the interchangeability of the pipette shaft in a multi-channel pipetting device. These design solutions can also be used in a multi-channel pipette, which is designed according to the teaching of the present patent application.
- Fig. 1 shows the pipette 1 with a handle 2, a manual control button as Pipettierbettechnik 3 and an adjustment 4 for adjusting the volume to be pipetted and / or for calibration of the pipette 1.
- a pipette shaft 5 At the bottom is indicated a pipette shaft 5, the in Fig. 1 is covered by an ejector 6.
- the Abwerferhülse 6 is a Abwerbet2011 Trent 7, which is also designed as a push button, in Fig. 1 be pushed axially down to drop a bottom of the pipette shaft 5 plugged pipette tip 8 after performing the pipetting process or the multiple desired pipetting.
- Fig. 2 shows now in an enlarged and sectional view of the lower end of the pipette shaft 5 with an axially recognizable axial flow channel 9 for performing the pipetting process, and from below on the pipette shaft 5 plugged a pipette tip 8.
- the pipette shaft 5 is of the in Fig. 1 already identified ejector sleeve 6 surrounded.
- the invention thus relates to a pipette 1 with a pipette shaft 5 made of preferably thermoplastic material for attaching a pipette tip 8, which is also preferably made of thermoplastic material, which has a plug-on section 10 which opens at least slightly conically, with a fastening section formed on the lower end of the pipette shaft 5 11, onto which the slip-on section 10 of the pipette tip 8 is slipped, wherein a sealing section 12 consisting of elastically yielding plastic material which already seals well with low withdrawal forces is provided on the fastening section 11.
- a sealing section 12 consisting of elastically yielding plastic material which already seals well with low withdrawal forces is provided on the fastening section 11.
- it is additionally provided that at the attachment portion 11 axially offset to the sealing portion 12 a formed on the plastic material of the pipette shaft 5 fixing portion 13 is provided. The latter will be explained later in more detail.
- sealing portion 12 of elastic-flexible plastic material on the plastic of the pipette shaft 5 is formed directly adherent. In the illustrated embodiment, this is realized so that the sealing portion 12 is integrally formed on the pipette shaft 5.
- the illustrated and preferred embodiment is particularly characterized by the fact that the pipette shaft 5 is designed with the sealing portion 12 as a two-component plastic injection molded part, wherein the one component is the material of the pipette shaft 5 and the other component is the material of the Abdichtabiteses 12.
- the elastic and flexible plastic material, on which or in which the sealing portion 12 is formed, can be implemented particularly expedient in two-component plastic injection molding.
- the compound of the materials is particularly intimate, it leaves create a perfect material connection of the plastic materials.
- the plastic of the pipette shaft 5 is a polypropylene, which is preferably carried talumver prisone.
- this material selection then fits that the plastic material of the Abdichtabiteses 12 is a mixture polypropylene / ethylene-propylene-diene terpolymer (PP / EPDM blend).
- PP / EPDM blend polypropylene / ethylene-propylene-diene terpolymer
- a likewise compatible with polypropylene material choice is, for example, a thermoplastic elastomer (TPE).
- the pipette shaft 5 of the pipette 1 there are now various ways to equip the pipette shaft 5 of the pipette 1 with the sealing portion 12.
- the forces directed in the axial direction when attaching and dropping the pipette tip 8 can lead to problems here.
- the pipette shaft 5 in the region of the Abdichtabiteses 12 has a circumferential, ringnutieri recess 14 of a certain axial extent and that the sealing portion 12 is formed in the recess 14.
- the sealing portion 12th is incorporated in the two-component plastic injection molding process, the sealing portion 12th
- the sealing portion 12 may be extended in the upper region to below the ejector sleeve 6.
- the transition from the sealing portion 12 to the surface of the pipette shaft 5 is not critical and need not be made flush.
- the pipette shaft 5 protrudes a little further radially outwards, forms a ring-like shoulder and represents the guide for the ejector sleeve 6.
- the illustrated embodiment of the pipette 1 according to the invention is optimally sealable, the junction sealing portion 12 / pipette shaft 5 is in the region of the recess 14 on all sides gap-free and completely sealed.
- the seal for Aufsteckabêt 10 of the pipette tip 8 is in elastic-compliant plastic material realized and optimally functional.
- the plastic material of the sealing portion 12 is set conflicting demands that must be reconciled with each other. It is necessary to choose the plastic material of the Abdichtabiteses 12 so that deformability and wear resistance in a balanced relationship to each other. Abrasive surface wear, which becomes particularly strong when the plastic material of the Abdichtabiteses 12, for example, the thermoplastic elastomer, is greatly compressed, can be counteracted by increasing the flexibility of the plastic material.
- the plastic material of the sealing portion 12 in turn with a low-wear and / or low-friction protective layer or protective modification of the surface.
- this additional protective layer is in Fig. 2 not shown in the drawing. In Fig. 3 However, this is indicated at 12 '.
- the plastic material of the Abdichtabiteses 12 is provided at least in the main investment area with this protective layer, which in turn is directly adherent, in particular material-locking, formed on the plastic material of the Abdichtabiteses 12.
- the elastomeric material core of the sealing section 12 which provides the necessary and desired deformability of the sealing section 12, is then coated with a thin, flexible, sleeve-like layer of preferably thermoplastic material, which gives the desired wear resistance.
- An example is a coating of PTFE (polytetrafluoroethylene).
- PTFE polytetrafluoroethylene
- FEP a copolymer of hexafluoropropylene and tetrafluoroethylene
- annular region 15 of larger diameter there are also special variants for the design of the annular region 15 of larger diameter.
- two successive rings or specially shaped rings as in the case of DE 38 87 205 T2 or lip-shaped ring-like shapes as in the DE 100 13 511 A1 realize in the region of the tip seal, if the application has been found to be appropriate.
- the illustrated embodiment shows that at the attachment portion 11 axially offset from the sealing portion 12 a formed on the plastic material of the pipette shaft 5 fixing portion 13 is provided. It is expedient in this case that the fixing section 13 is formed at the lower end of the pipette shaft 5 and the sealing section 12 is arranged at an axial distance from the lower end of the pipette shaft 5.
- the fixing portion 13 serves as a stop in the dulling inner cone of the slip-on section 10 of the pipette tip 8.
- FIG. 2 illustrated preferred embodiment further shows that the attachment portion 11 of the pipette shaft 5 has a broken here from the annular portion 15 of the Abdichtabiteses 12 cylindrical outer contour or a less conical contour than the Aufsteckabrough 10 of the pipette tip 8, so that the lower edge of the pipette shaft 5, the fixing portion 13 forms.
- Fig. 3 shows a further preferred embodiment of a pipette 1.
- a circumferential annular flange 16 is provided at a distance from the end of the pipette shaft 5 on the pipette shaft 5, which optionally serves as a Aufsteckanschlag for the Aufsteckabêt 10 of the pipette tip 8.
- Such an annular flange 16 can be seen already at the lower end of the ejector 6 in Fig. 1 , The lower edge of the Abwerferhülse 6 forms this annular flange 16, which ultimately performs the ejector function.
- Fig. 3 shows a modification that extends the scope of the claimed pipette 1 again significantly. It is namely provided that at the lower end of the ejector 6, a spacer element 17 of certain axial length is interchangeably arranged, which forms the annular flange 16 so that pipette tips 8 different effective axial length of the Aufsteckabêtes 10 together with the pipette shaft 5 can be used.
- the illustrated embodiment shows that here the spacer 17 is designed as a kind of spacer sleeve made of plastic. This spacer 17 is not only simply plugged onto the pipette shaft 5, but it is attached to the ejector 6, namely attached to this. It therefore forms with the Abwerferhülse 6 a total by means of the Abwerferbetuschist 7 movable unit.
- the present variant serves to realize different distances between the lower edge of the ejector 6 and the upper edge of the Aufsteckabiteses 10 a plugged-pipette tip 8. So you can use different pipette tips 8. It is therefore expedient that a plurality of spacer elements 17 of different axial length can be arranged on the ejector sleeve 6, in particular attachable.
- the illustrated embodiment also shows that the spacer 17 on the outside with a Manipulationsausformung 18, in particular in the form of an annular recess or Ring groove, provided.
- a manipulation tool that is to say a pull-off and plug-on tool, can act on the manipulation formation 18 in order to remove or place the spacer 17.
- Another, also manufacturing technically expedient alternative is to work with two injection molds, ie first to form the pipette shaft in a first injection mold and then introduce after sufficient cooling the semi-finished molding "pipette shaft" in a second injection mold and to form the Abdichtabrough therein.
- the two last-mentioned process techniques make it possible to work with different materials for the pipette shaft on the one hand and the sealing section on the other hand, which only have to fulfill a sufficient adhesion of the sealing section formed in the second step to the surface of the pipette shaft formed in the first step.
- a far-reaching material connection as in a classic two-component injection molding process is so difficult to achieve.
- the use of one or the other method is so a corresponding analysis of the withdrawal forces and sealing forces occurring in practice on the finished part.
- the applied two-component plastic injection molding process as a manufacturing method at the present location of a pipette unfolds various effects, which results in a particularly expedient and unpredictable synergetic result.
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Pipette mit einem aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff hergestellten Pipettenschaft zum Aufstecken einer ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Pipettenspitze mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Pipette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 11.The invention relates to a pipette with a pipette shaft made of preferably thermoplastic material for attaching a likewise made of plastic pipette tip with the features of the preamble of
Sowohl für Einzel-Pipetten als auch für Mehrkanal-Pipetten oder größere Pipettiervorrichtungen gilt die Problematik, daß die Pipettenspitze am Pipettenschaft abdichtend aufgesteckt werden muß, gleichzeitig aber mittels eines mechanischen Abwerfens auch wieder mit möglichst geringem Kraftaufwand vom Pipettenschaft abgestoßen werden soll. Hohe Abzugskräfte der Pipettenspitze erfordern einen hohen Kraftaufwand bei der Betätigung der Abwerferhülse. Deshalb ist es bereits bekannt geworden, hier Übersetzungsvorrichtungen zwischen der Abwerferbetätigung und der Abwerferhülse vorzusehen. Dadurch werden aber die Betätigungswege erhöht.Both for single pipettes as well as for multichannel pipettes or larger pipetting devices, the problem arises that the pipette tip must be attached to the pipette shaft sealing, but at the same time by means of a mechanical Abwerfens again with the least possible effort repelled from the pipette shaft. High withdrawal forces of the pipette tip require a high amount of force when operating the ejector sleeve. Therefore, it has already become known here to provide translation devices between the Abwerferbetätigung and the ejector. As a result, but the actuation paths are increased.
Das Problem der Abzugskräfte ist bei bislang aus der Praxis bekannten Pipetten dann besonders groß, wenn der Pipettenschaft aus relativ hartem, abriebfestem Kunststoff und die Spitze aus etwas weniger hartem, verformbaren Kunststoff, insbesondere Polypropylen hergestellt wird. Der Pipettenschaft kann im Befestigungsabschnitt leicht beschädigt werden. Die konusförmig angepaßten Oberflächen sind dann undicht. Der Anwender versucht dies durch besonders kräftiges Aufschieben der Pipettenspitze auf den Befestigungsabschnitt des Pipettenschafts auszugleichen.The problem of pull-off forces is particularly great in pipettes known hitherto in practice when the pipette shaft is made of relatively hard, abrasion-resistant plastic and the tip is made of somewhat less hard, deformable plastic, in particular polypropylene. The pipette shaft may be easily damaged in the attachment section. The cone-shaped surfaces are then leaky. The user tries to compensate for this by particularly pushing the pipette tip onto the attachment section of the pipette shaft.
Im Stand der Technik hat man bereits versucht, das erkannte und zuvor geschilderte Problem dadurch zu umgehen, daß man eine aktiv verformbare Dichtung zwischen dem Aufsteckabschnitt der Pipettenspitze und dem Befestigungsabschnitt herstellt (
Ungeachtet dessen ist die zuvor erläuterte Konzeption in anderer Weise weiterentwickelt worden. Die diesbezüglich bekannte, den Ausgangspunkt für die Lehre der vorliegenden Patentanmeldung bildende Pipette (
Die zuvor erläuterte, aus dem Stand der Technik bekannte Pipette hat den Vorteil, daß diese Konstruktion des Pipettenschaftes die Verwendung unterschiedlicher Pipettenspitzen verschiedener Hersteller ermöglicht. Der Pipettenschaft ist sowohl hinsichtlich der verwendeten Pipettenspitzen als auch hinsichtlich der Genauigkeit des Aufsteckvorganges relativ toleranzunempfindlich. Allerdings ist die separate Ausbildung des Abdichtabschnittes in einem aufgesteckten Dichtungselement hinsichtlich Spaltbildung, Reinigungsmöglichkeiten und Kontaminationsgefahr in gleicher Weise wie beim zuvor erläuterten Stand der Technik problematisch.The above-explained, known from the prior art pipette has the advantage that this construction of the pipette shaft allows the use of different pipette tips of different manufacturers. The pipette shaft is relatively insensitive to tolerances both in terms of the pipette tips used and in terms of the accuracy of the Aufsteckvorganges. However, the separate design of the Abdichtabschnittes in a plugged sealing element in terms of gap formation, cleaning options and risk of contamination in the same manner as in the previously described prior art is problematic.
Festzuhalten ist, daß die zuvor erläuterte Pipette, von der die Erfindung ausgeht, mit einer Abwerferhülse und einer Abwerferbetätigung für die Pipettenspitze versehen ist. Das eingangs erläuterte Problem der Abzugskräfte beim Abwerfen der Pipettenspitze ist also dort gegeben. Sicherer Sitz und gute Abdichtung der Pipettenspitze auf dem Pipettenschaft einerseits und geringe Abzugskräfte beim Abwerfen der Pipettenspitze andererseits sind einander an sich widersprechende Forderungen, die bei diesem Stand der Technik durch Einsatz des separaten Dichtkegels miteinander in Einklang gebracht werden sollen.It should be noted that the previously discussed pipette from which the invention is based is provided with an ejector sleeve and a pipette tip ejector. The problem explained at the beginning of the withdrawal forces when ejecting the pipette tip is therefore given there. Safe seat and good sealing of the pipette tip on the pipette shaft on the one hand and low withdrawal forces when ejecting the pipette tip on the other hand are mutually contradictory requirements that should be reconciled with each other in this prior art by using the separate sealing cone.
Ein weiteres Problem bei der Verwendung unterschiedlicher generischer Pipettenspitzen verschiedener Hersteller besteht im Zusammenhang mit der bekannten Abwerferhülse darin, daß die wirksame axiale Länge des Aufsteckabschnittes der Pipettenspitze bei den unterschiedlichen Pipettenspitzen unterschiedlich ist. Die so bezeichnete wirksame axiale Länge ist die Länge, mit der der Aufsteckabschnitt der Pipettenspitze auf dem Befestigungsabschnitt des Pipettenschafts sitzt. Die wirksame axiale Länge des Aufsteckabschnittes ist also dafür bestimmend, welchen axialen Abstand das Ende der Pipettenspitze vom vorderen Rand der Abwerferhülse hat.Another problem with the use of different generic pipette tips from different manufacturers in connection with the known Abwerferhülse is that the effective axial length of the Aufsteckabschnittes the pipette tip is different at the different pipette tips. The effective axial length thus designated is the length at which the attachment portion of the pipette tip is seated on the attachment portion of the pipette shaft. The effective axial length of the Aufsteckabschnittes is therefore decisive for which axial distance has the end of the pipette tip from the front edge of the ejector.
Im Stand der Technik ist bereits erkannt worden, daß es Fälle gibt, in denen die von der Abwerferbetätigung betätigte Abwerferhülse der Pipette den Rand der Pipettenspitze nur noch gerade berührt oder jedenfalls die Pipettenspitze nicht mehr wirksam abwerfen kann. Für die Lösung dieses Problems ist der Einsatz eines ringförmigen Adapters vorgeschlagen worden (
Bei einer Pipette der in Rede stehenden Art, bei der die Abwerferhülse von der Abwerferbetätigung relativ zum Pipettenschaft um dessen Längsachse gedreht wird (
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, eine Pipette der in Rede stehenden Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß ein toleranzunempfindlicher Pipettenschaft realisiert ist, geringe Abzugskräfte beim Abwerfen der Pipettenspitze vorliegen und gleichwohl die zuvor geschilderten Probleme mit Reinigungsmöglichkeiten und Kontaminationsgefahr beseitigt sind.The teaching is based on the problem, a pipette of the type in question to design and further that a tolerance insensitive pipette shaft is realized, low withdrawal forces when discarding the pipette tip present and yet the previously described problems with cleaning options and contamination risk are eliminated.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung wird bei der Pipette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird der Abdichtabschnitt nicht separat ausgeführt, sondern am thermoplastischen Kunststoff des Pipettenschafts unmittelbar festhaftend angeformt. Dies hat den Vorteil, daß der Abdichtabschnitt unverlierbar gehalten und beim Aufstecken der Pipettenspitze nicht verlagert wird. Dadurch wird ein schwammiges Anschlaggefühl für den Anwender vermieden. Auch entsteht kein Spalt durch eine Verlagerung des Abdichtabschnittes, so daß eine Kontamination unterbleibt. Es entfällt die zweite Abdichtstelle zwischen der Ausnehmung des Pipettenschaftes und dem Abdichtabschnitt. Die Grenzschicht ist abgedichtet und weder Schmutz noch Flüssigkeit können eindringen.The above-indicated problem is solved in the pipette having the features of the preamble of
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Pipettenschaft mit dem Abdichtabschnitt kosteneffizient ohne Montagetätigkeit als Zweikomponenten-Kunststoff Spritzgußteil ausgeführt ist. Weiter bevorzugte Varianten sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.It is particularly advantageous if the pipette shaft with the sealing portion is designed cost-effectively without assembly activity as a two-component plastic injection-molded part. Further preferred variants are the subject of the further subclaims.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Pipette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 11, das durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 11 näher beschrieben ist. Insoweit sind vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand der anschließenden Unteransprüche.The invention also provides a process for producing a pipette having the features of the preamble of
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- in einer Gesamtdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pipette,
- Fig. 2
- im Schnitt den Bereich des unteren Endes des Pipettenschaftes der Pipette aus
Fig. 1 , - Fig. 3
- in einer
Fig. 2 ähnlichen Darstellung einen Pipettenschaft mit einem zusätzlichen Distanzelement für eine bestimmte Pipettenspitze.
- Fig. 1
- in an overall representation of an embodiment of a pipette according to the invention,
- Fig. 2
- on average, the area of the lower end of the pipette shaft of the pipette
Fig. 1 . - Fig. 3
- in a
Fig. 2 similar representation a pipette shaft with an additional spacer for a particular pipette tip.
Die
Bei der Lehre der vorliegenden Erfindung geht es um das abdichtend sichere Aufstecken der Pipettenspitze 8 auf den Pipettenschaft 5 und auf ein möglichst leichtgängiges Abwerfen der Pipettenspitze 8 vom Pipettenschaft 5 durch Betätigung der Abwerferhülse 6. Dies alles soll vor dem Hintergrund einfach durchführbar sein, daß man nicht nur passende OEM-Pipettenspitzen (OEM = original equipment manufacturer) 8 einsetzt, sondern auch generische Pipettenspitzen 8 am Pipettenschaft 5 einsetzen kann. Ebenfalls soll gewährleistet sein, daß eine Pipettenspitze 8 am Pipettenschaft 5 einfach und schnell anbringbar ist, unter Einschluß einer gewissen Toleranzunempfindlichkeit bei leicht schrägem Ansetzen des Pipettenschafts 5.The teaching of the present invention is concerned with the sealingly secure attachment of the
Gegenstand der Erfindung ist also eine Pipette 1 mit einem aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff hergestellten Pipettenschaft 5 zum Aufstecken einer ebenfalls aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff bestehenden Pipettenspitze 8, die einen sich zumindest leicht konisch öffnenden Aufsteckabschnitt 10 aufweist, mit einem am unteren Ende des Pipettenschaftes 5 ausgebildeten Befestigungsabschnitt 11, auf den der Aufsteckabschnitt 10 der Pipettenspitze 8 aufgesteckt wird, wobei am Befestigungsabschnitt 11 ein aus elastisch-nachgiebigem, mit geringen Abzugskräften bereits gut abdichtendem Kunststoffmaterial bestehender Abdichtabschnitt 12 vorgesehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich noch vorgesehen, daß am Befestigungsabschnitt 11 axial zum Abdichtabschnitt 12 versetzt ein am Kunststoffmaterial des Pipettenschaftes 5 ausgebildeter Fixierungsabschnitt 13 vorgesehen ist. Letzteres wird später noch genauer erläutert.The invention thus relates to a
Wesentlich ist nun, daß der Abdichtabschnitt 12 aus elastisch-nachgiebigem Kunststoffmaterial am Kunststoff des Pipettenschaftes 5 unmittelbar festhaftend angeformt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das so realisiert, daß der Abdichtabschnitt 12 am Pipettenschaft 5 materialschlüssig angeformt ist.It is essential that the sealing
Grundsätzlich ist auch eine andere Anbringungsmöglichkeit, die zu einer unmittelbaren festen Haftung am Pipettenschaft 5 führt, realisierbar. Beispielsweise kann man an ein Aufspritzverfahren denken, das dann ggf. mit einem anschließenden Schrumpfvorgang verbunden wird. Auch durch Thermokompression oder Ultraschallbonden erhält man eine unmittelbar festhaftende Anordnung, ebenso wie durch Verwendung eines Reaktionsklebers o. dgl.In principle, another possible attachment, which leads to an immediate firm adhesion to the
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeichnet sich allerdings besonders dadurch aus, daß der Pipettenschaft 5 mit dem Abdichtabschnitt 12 als Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgußteil ausgeführt ist, wobei die eine Komponente das Material des Pipettenschaftes 5 und die andere Komponente das Material des Abdichtabschnittes 12 ist. Das elastische und nachgiebige Kunststoffmaterial, an dem bzw. in dem der Abdichtabschnitt 12 ausgebildet ist, läßt sich im Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzguß besonders zweckmäßig realisieren. Die Verbindung der Materialien ist besonders innig, es läßt sich eine perfekte materialschlüssige Verbindung der Kunststoffmaterialien herstellen.However, the illustrated and preferred embodiment is particularly characterized by the fact that the
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel sieht dazu im einzelnen vor, daß der Kunststoff des Pipettenschaftes 5 ein Polypropylen ist, das vorzugsweise talkumverstärkt ausgeführt ist. Insbesondere zu dieser Materialauswahl paßt es dann, daß das Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12 eine Mischung Polypropylen/Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (PP/EPDM-Blend) ist. Eine ebenfalls mit Polypropylen kompatible Materialwahl ist beispielsweise auch ein thermoplastisches Elastomer (TPE).The illustrated and preferred embodiment provides in detail before that the plastic of the
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, den Pipettenschaft 5 der Pipette 1 mit dem Abdichtabschnitt 12 auszurüsten. Zunächst ist es möglich, den Abdichtabschnitt 12 einfach auftragend auf das Kunststoffmaterial des Pipettenschaft 5 aufzubringen. Die in axialer Richtung gerichteten Kräfte beim Aufstecken und Abwerfen der Pipettenspitze 8 können hier zu Problemen führen. Dementsprechend ist es besonders zweckmäßig, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Pipettenschaft 5 im Bereich des Abdichtabschnittes 12 eine umlaufende, ringnutartige Ausnehmung 14 einer bestimmten axialen Ausdehnung aufweist und daß der Abdichtabschnitt 12 in der Ausnehmung 14 angeformt ist. Man erkennt diese Ausnehmung 14 im Teilschnitt von
Der Abdichtabschnitt 12 kann im oberen Bereich bis unter die Abwerferhülse 6 erstreckt sein. Damit wird der Übergang vom Abdichtabschnitt 12 auf die Oberfläche des Pipettenschafts 5 unkritisch und muß nicht bündig ausgeführt sein. Man könnte beispielsweise dort vorsehen, daß der Pipettenschaft 5 ein wenig weiter radial nach außen vorsteht, einen ringartigen Absatz bildet und die Führung für die Abwerferhülse 6 darstellt.The sealing
Jedenfalls ist die dargestellte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pipette 1 optimal abdichtbar, die Verbindungsstelle Abdichtabschnitt 12/Pipettenschaft 5 ist im Bereich der Ausnehmung 14 allseitig spaltfrei und völlig dicht verbunden. Die Dichtung zum Aufsteckabschnitt 10 der Pipettenspitze 8 ist im elastisch-nachgiebigen Kunststoffmaterial realisiert und optimal funktionsgerecht.In any case, the illustrated embodiment of the
Bereits oben ist darauf hingewiesen worden, daß die Forderung nach sicherem Sitz und guter Abdichtung der Pipettenspitze 8 auf dem Pipettenschaft 5 der Forderung nach geringen Abzugskräften beim Abwerfen der Pipettenspitze 8 in gewissem Maße widerspricht. Dementsprechend werden auch an das Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12 einander widersprechende Forderungen gestellt, die miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Man muß das Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12 so wählen, daß Verformbarkeit und Verschleißfestigkeit in einem abgewogenen Verhältnis zueinander stehen. Abrasivem Oberflächenverschleiß, der insbesondere dann stark wird, wenn das Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12, beispielsweise das thermoplastische Elastomer, stark gestaucht wird, kann durch eine Erhöhung der Schmiegsamkeit des Kunststoffmaterials entgegengewirkt werden.It has already been pointed out above that the requirement for secure seating and good sealing of the
Zusätzlich kann man das Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12 seinerseits mit einer verschleißarmen und/oder reibungsarmen Schutzschicht oder Schutzmodifizierung der Oberfläche versehen. Aus zeichnerischen Gründen ist diese zusätzliche Schutzschicht in
Ein Beispiel ist eine Beschichtung aus PTFE (Polytetrafluorethylen). Beispielsweise kann man versuchen, PTFE in Pulverform in einer Suspension mit Öl auf den Kern des Abdichtabschnittes 12 aufzutragen. Man kann auch dadurch eine feine PTFE-Schutzschicht erzeugen, daß man feinstes PTFE-Pulver dispers und elektrostatisch auf dem Kern des Abdichtabschnittes 12 verteilt und diese Schicht anschließend thermisch zu einem geschlossenen Überzug aufschmilzt. Als interessante Alternative zu PTFE kommt auch FEP in Frage (ein Copolymer aus Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen). An sich und falls das den sonstigen Anwendungsbedingungen nicht widerspricht kommt auch ein Silikonfett aufgebracht im Dispersionsverfahren als eine Variante der Schutzschicht in Frage.An example is a coating of PTFE (polytetrafluoroethylene). For example, one can try to apply PTFE in powder form in a suspension with oil on the core of the
Die Herstellung entsprechender Schutzschichten ist aus dem Gebiet der Herstellung beschichteter O-Ringe bekannt (Prospekt Busak + Shamban "O-Ringe" 99D/012/011/0401). Bei den aus der zuvor angesprochenen, öffentlich zugänglichen Literaturstelle bekannten O-Ringen wird darauf hingewiesen, daß man zum Zwecke der Reibungsminderung und Leichtgängigkeit die Oberfläche durch Tauchen, Besprühen oder Beschichten verbessern kann. Als Bearbeitungsverfahren werden folgende Verfahren erläutert: HF-Beschichtung, die auf die Elastomeroberfläche aufgebracht wird. Oberflächenbehandlung im DF-Verfahren, bei dem die Oberfläche des Elastomers selbst durch Einbettung von Molekülen aus einem Prozeßgas modifiziert wird, ohne daß ein Schichtauftrag im engeren Sinne erfolgt. KunststoffBeschichtung mittels einer dünnen, verschleißfesten Kunststoffschicht. PTFE-Pulverbeschichtung, PTFE-Hartbeschichtung (aufgespritzt). Diffusions-Wachsbeschichtung. Insgesamt wird der Offenbarungsgehalt der hier angesprochenen Literaturstelle durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung aufgenommen.The production of corresponding protective layers is known from the field of the production of coated O-rings (brochure Busak + Shamban "O-rings" 99D / 012/011/0401). In the O-rings known from the previously-mentioned, publicly available reference it is pointed out that for the purpose of reducing friction and smoothness, the surface can be improved by dipping, spraying or coating. As a processing method, the following methods are explained: RF coating, which is applied to the elastomer surface. Surface treatment in the DF method, in which the surface of the elastomer itself is modified by embedding molecules from a process gas, without a layer application in the strict sense. Plastic coating by means of a thin, wear-resistant plastic layer. PTFE powder coating, PTFE hard coating (sprayed on). Diffusion wax coating. Overall, the disclosure of the reference cited here is incorporated by reference into the disclosure of the present patent application.
In Zusammenhang damit, daß man die Dichtung optimal funktionsgerecht realisieren will kann es sich weiter empfehlen, am Abdichtabschnitt 12 mindestens einen ringartigen Bereich 15 größeren Durchmessers auszuformen. Dadurch schafft man an dieser Stelle eine definierte ringförmige Dichtung. Gerade in dieser Ausführungsvariante wird ein konzentrierter linienförmiger Anlagebereich geschaffen, bei dem die zuvor erläuterten Überlegungen zur verschleißarmen und/oder reibungsarmen Schutzschicht besondere Bedeutung erlangen. Möglicherweise hat man diese Schutzschicht auch tatsächlich nur in diesem ringartigen Bereich 15 größeren Durchmessers.In connection with the fact that one wants to realize the seal in an optimally functional manner, it may further be advisable to form at least one
Für die Ausgestaltung des ringartigen Bereichs 15 größeren Durchmessers gibt es natürlich auch wieder besondere Varianten. Man kann beispielsweise auch zwei hintereinanderliegende Ringe, oder besonders geformte Ringe wie bei der
Zwei axial hintereinander am Pipettenschaft 5 ausgebildete Abschnitte, die der Abdichtung und Fixierung dienen, sind zweckmäßig. Sie erlauben es, die Pipettenspitze 8 am Pipettenschaft 5 auszurichten und die Pipettenspitze 8 am Pipettenschaft 5 auch bei Querkräften stabil zu befestigen, ohne daß sich diese reibschlüssige Verbindung lockert. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt dazu, daß am Befestigungsabschnitt 11 axial versetzt zum Abdichtabschnitt 12 ein am Kunststoffmaterial des Pipettenschafts 5 ausgebildeter Fixierungsabschnitt 13 vorgesehen ist. Zweckmäßig ist dabei, daß der Fixierungsabschnitt 13 am unteren Ende des Pipettenschafts 5 ausgebildet und der Abdichtabschnitt 12 mit axialem Abstand vom unteren Ende des Pipettenschaftes 5 angeordnet ist. Der Fixierungsabschnitt 13 dient gleichzeitig als Anschlag im stumpfer werdenden Innenkonus des Aufsteckabschnittes 10 der Pipettenspitze 8.Two axially successively formed on the
Das in
Es liegt auf der Hand, daß die vorliegende Variante dazu dient, unterschiedliche Distanzen zwischen dem unteren Rand der Abwerferhülse 6 und dem oberen Rand des Aufsteckabschnittes 10 einer aufgesteckten Pipettenspitze 8 zu verwirklichen. Damit kann man unterschiedliche Pipettenspitzen 8 einsetzen. Es ist also zweckmäßig, daß mehrere Distanzelemente 17 unterschiedlicher axialer Länge an der Abwerferhülse 6 anordenbar, insbesondere anbringbar sind.It is obvious that the present variant serves to realize different distances between the lower edge of the
Um das Distanzelement 17 auszuwechseln oder zu entfernen, in letzterem Fall würde dann der untere Rand der Abwerferhülse 6 selbst zum Ringflansch 16, zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel ferner, daß das Distanzelement 17 an der Außenseite mit einer Manipulationsausformung 18, insbesondere in Form einer ringförmigen Ausnehmung oder Ringnut, versehen ist. Ein Manipulationswerkzeug, also ein Abzieh- und Aufsteckwerkzeug, kann an der Manipulationsausformung 18 angreifen, um das Distanzelement 17 abzuziehen oder aufzustecken.To replace or remove the
Für die besonderen Verfahrensschritte des Herstellungsverfahrens darf im übrigen auf die Patentansprüche 11ff hingewiesen werden.For the special process steps of the manufacturing process may otherwise be pointed to the claims 11ff.
Bei dem besonders zweckmäßigen Herstellungsverfahren des Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgusses, das in Anspruch 13 vorgeschlagen wird, gibt es verschiedene mögliche Verfahrensweisen.In the particularly useful manufacturing process of the two-component plastic injection molding proposed in
Bei der klassischen Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgußtechnik werden unterschiedliche, aber zueinander chemisch passende und sich miteinander in der Spritzgußform innig verbindende Werkstoffe in eine Spritzgußform eingespritzt. Dadurch werden gleichzeitig in der Spritzgußform die Bereiche unterschiedlicher Härte ausgebildet. Dieses ist das Verfahren, das auch im vorliegenden Fall in erster Linie vorgesehen ist. Die in den entsprechenden Unteransprüchen angeführten Werkstoffe für den Pipettenschaft und den Abdichtabschnitt am Pipettenschaft sind entsprechend einsetzbar.In the classical two-component plastic injection molding technique different, but chemically matched to each other and intimately associated with each other in the injection mold materials are injected into an injection mold. Characterized the areas of different hardness are formed simultaneously in the injection mold. This is the procedure which is also foreseen in the present case. The materials listed in the corresponding subclaims for the pipette shaft and the sealing portion on the pipette shaft can be used accordingly.
Man kann bei Verwendung anderer Werkstoffe jedoch auch so arbeiten, daß in einer Spritzgußform zunächst die Bereiche des Pipettenschafts selbst mit ausgeformt werden und die Ausformvolumina des Abdichtabschnittes geschlossen sind und daß nach hinreichender Abkühlung der so ausgeformten Bereiche des Pipettenschafts selbst die Ausformvolumina der anderen Bereiche geöffnet und das dort einzusetzende Kunststoffmaterial eingespritzt und so angeformt wird.When using other materials, however, it is also possible to work in such a way that the areas of the pipette shaft are first formed and the molding volumes of the sealing section are closed and, after adequate cooling of the areas of the pipette shaft thus formed, the molding volumes of the other areas are opened the plastic material to be used there is injected and thus formed.
Eine weitere, ebenfalls herstellungstechnisch zweckmäßige Alternative besteht darin, mit zwei Spritzgußformen zu arbeiten, also zunächst den Pipettenschaft in einer ersten Spritzgußform auszuformen und dann nach hinreichender Abkühlung das halbfertige Formteil "Pipettenschaft" in eine zweite Spritzgußform einzubringen und den Abdichtabschnitt darin anzuformen.Another, also manufacturing technically expedient alternative is to work with two injection molds, ie first to form the pipette shaft in a first injection mold and then introduce after sufficient cooling the semi-finished molding "pipette shaft" in a second injection mold and to form the Abdichtabschnitt therein.
Die beiden zuletzt genannten Verfahrenstechniken erlauben es, mit unterschiedlicheren Werkstoffen für Pipettenschaft einerseits und Abdichtabschnitt andererseits zu arbeiten, die als verbleibendes Kriterium nur noch eine hinreichende Haftung des in der zweiten Stufe ausgeformten Abdichtabschnittes an der Oberfläche des in der ersten Stufe ausgeformten Pipettenschafts erfüllen müssen. Eine so weitreichend materialschlüssige Verbindung wie bei einem klassischen Zweikomponenten-Spritzgußverfahren wird allerdings so nur schwer erreicht. Der Einsatz des einen oder des anderen Verfahrens setzt also eine entsprechende Analyse der in der Praxis am fertigen Teil auftretenden Abzugskräfte und Dichtkräfte voraus.The two last-mentioned process techniques make it possible to work with different materials for the pipette shaft on the one hand and the sealing section on the other hand, which only have to fulfill a sufficient adhesion of the sealing section formed in the second step to the surface of the pipette shaft formed in the first step. However, such a far-reaching material connection as in a classic two-component injection molding process is so difficult to achieve. The use of one or the other method is so a corresponding analysis of the withdrawal forces and sealing forces occurring in practice on the finished part.
Das angewandte Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgußverfahren als Herstellungsverfahren an der vorliegenden Stelle einer Pipette entfaltet verschiedene Wirkungen, die ein besonders zweckmäßiges und nicht vorhersehbar synergetisches Ergebnis zur Folge hat.The applied two-component plastic injection molding process as a manufacturing method at the present location of a pipette unfolds various effects, which results in a particularly expedient and unpredictable synergetic result.
Oben im Zusammenhang mit der Erläuterung der Ausbildung der Dichtung zum Aufsteckabschnitt 10 der Pipettenspitze 8 ist die Ausbildung einer Schutzschicht auf dem Kunststoffmaterial des Abdichtabschnittes 12 im einzelnen erläutert worden. Die dort angeführten Herstellungsverfahren für eine solche reibungsarme Schutzschicht sind im vorliegenden Fall anwendbar.Above in connection with the explanation of the design of the seal for
Claims (15)
- Pipette with a pipette shaft (5) produced from plastic, an ejector sheath (6) surrounding the pipette shaft (5), and an ejector actuator (7), the pipette shaft (5) being designed for the attachment of a pipette tip (8) which is likewise composed of plastic and has an attachment section (10) which preferably opens out slightly in a conical fashion,
with a fastening section (11), formed on the lower end of the pipette shaft (5), to which the attachment section (10) of the pipette tip (8) is attached,
a sealing section (12), composed of an elastic-yielding plastic material which already has good sealing properties at low withdrawal forces, being provided on the fastening section (11) and the ejector sheath (6) being pushed axially downwards relative to the pipette shaft (5) by the ejector actuator (7) in order to eject a pipette tip (8), attached to the pipette shaft (5) from the bottom, after carrying out a pipetting process or a number of pipetting processes,
characterized
in that the sealing section (12) composed of the elastic-yielding plastic material with good sealing properties is formed such that it directly adheres to the plastic of the pipette shaft (5),
in that, in the upper region, the sealing section (12) is extended as far as under the ejector sheath (6), and in that a spacer element (17) of a certain axial length is interchangeably arranged at the lower end of the ejector sheath (6) and forms an encircling annular flange (16) so that pipette tips (8) with different effective axial lengths of the attachment section (10) can be used together with the pipette shaft (5). - Pipette according to Claim 1, characterized in that the sealing section (12) has a material connection with the pipette shaft (5), the pipette shaft (5) with the sealing section (12) preferably being designed as a two component plastic injection moulding part, the one component being the pipette shaft (5) material and the other component being the sealing section (12) material.
- Pipette according to Claim 1 or 2, characterized
in that the pipette shaft (5) plastic is a preferably talc-strengthened polypropylene,
and/or in that the sealing section (12) plastic is a polypropylene/ethylene-propylene-diene-terpolymer blend (PP/EPDM blend) or a thermoplastic elastomer (TPE), - Pipette according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pipette shaft (5) has an encircling annular groove-like recess (14) with a certain axial extent in the region of the sealing section (12), the sealing section (12) being arranged in the recess (14) and the sealing section (12) plastic material terminating in a gap-free manner at all edges of the recess (14) and/or terminating flush with at least the edges of the recess (14) assigned to the end of the pipette shaft (5) but preferably with all edges of the recess (14).
- Pipette according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the sealing section (12) plastic material is provided, at least in the main abutment region, with a low-wear and/or low-friction protective layer (12') or a protective modification of the surface which in turn is formed on the sealing section (12) plastic material in a directly adhering fashion, in particular by means of a material connection with the latter.
- Pipette according to one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one annular region (15) with a relatively large diameter is moulded on the sealing section (12).
- Pipette according to one of Claims 1 to 6, in which a fixing section (13) formed on the pipette shaft (5) plastic material is provided, axially offset to the sealing section (12), on the fastening section (11), characterized in that the fixing section (13) is formed on the pipette shaft (5) at the lower end of the pipette shaft (5) and the sealing section (12) is arranged at an axial distance from the lower end of the pipette shaft (5),
the fastening section (11) of the pipette shaft (5) preferably having a cylindrical outer contour, possibly interrupted by the annular region (15) of the attachment section (10), or a contour which is less conical than the attachment section (10) of the pipette tip (B), so that the lower edge of the pipette shaft (5) forms the fixing section (13). - Pipette according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the spacer element (17) is attached to, in particular plugged onto, the ejector sheath (6),
preferably a number of spacer elements (17) with different axial lengths being able to be arranged on, in particular be attached to, the ejector sheath (6). - Pipette according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the lower end of the ejector sheath (6) itself, without a spacer element (17), likewise forms the annular flange (16) for a pipette tip (8) with a certain effective axial length of the attachment section (10).
- Pipette according to one of Claims 1 to 9, characterized in that a manipulation mould (18), in particular in the form of an annular recess or an annular groove, is provided on the outer side of the spacer element (17).
- Method for producing a pipette according to Claim 1, with a pipette shaft produced from plastic, an ejector sheath surrounding the pipette shaft, and an ejector actuator, a fastening section being formed at the lower end of the pipette shaft on which an attachment section of a pipette tip is attached,
in which a sealing section, composed of an elastic-yielding plastic material which already has good sealing properties at low withdrawal forces, is affixed on the fastening section, which sealing section abuts against the inner side of the attachment section in a sealing fashion when a pipette tip is attached,
characterized
in that the sealing section composed of elastic-yielding plastic material is formed together with the pipette shaft in a two-component plastic injection moulding process,
the sealing section plastic material being formed in an encircling, annular groove-like recess with a certain axial extent on the pipette shaft, with all edges of the recess being formed in a gap-free manner. - Method according to Claim 11, characterized in that a polypropylene is used as pipette shaft plastic, which polypropylene is preferably talc-strengthened, and/or
in that a polypropylene/ethylene-propylene-diene-terpolymer blend (PP/EPDM blend) or a thermoplastic elastomer (TPE) is used as the sealing section plastic material. - Method according to Claim 11 or 12, characterized
in that the sealing section plastic material is formed flush with at least the edges of the recess assigned to the end of the pipette shaft but preferably with all edges of the recess. - Method according to one of Claims 11 to 13, characterized in that at least one annular region with a relatively large diameter is moulded on the sealing section.
- Method according to one of Claims 11 to 14, characterized in that, at least in the main abutment region, a low-wear and/or low-friction protective layer is applied to the sealing section plastic material in a directly adhering fashion, in particular by means of a material connection, or in that the surface of the plastic material is modified to have low wear and/or low friction,
a PTFE coating in powdered form in a suspension with oil preferably being applied to the sealing section plastic material as a protective layer, or very fine PTFE powder being distributed in a dispersive fashion on the sealing section plastic material and subsequently being thermally melted on to form a cover.
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