DE19748749A1

DE19748749A1 - Gefäßverschluß mit Mitteln zur Vermeidung eines Austrages beim Öffnen

Info

Publication number: DE19748749A1
Application number: DE1997148749
Authority: DE
Inventors: Michael Fritz; Volker Gerstle; Herbert Dr Harttig; Juergen Schwab
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-06
Also published as: WO1999024166A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschluß für ein Gefäß, mit dem ein Austrag von Gefäßinhalt beim Öffnen vermieden werden kann.

Bei der Durchführung von chemischen oder physikalischen Prozessen in geschlossenen Ge fäßen treten häufig Druckunterschiede zwischen Gefäßinneren und der Umgebung auf, die z. B. auf die Entstehung von Gasen oder auf Temperaturunterschieden beruhen. Zur Durchfüh rung der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist es beispielsweise notwendig, ein Gemisch aus DNA, Primern, Mononucleosidtriphosphaten und einer Polymerase zyklisch zu erwärmen und abzukühlen. Bereits eine Kontamination des Reaktionsgemisches mit einem einzigen Molekül fremder DNA kann das Ergebnis des Prozesses vollständig in Frage stellen, da unter Um ständen auch die fremde DNA amplifiziert wird. Daher wird die PCR in geschlossenen Ge fäßen, wie z. B. Plastikröhrchen, durchgeführt. Je nachdem, bei welcher Temperatur das Gefäß geschlossen und später wieder geöffnet wird, besteht zwischen Innen- und Außenraum ein Druckunterschied, der beim Öffnen in der Regel an einem "Plopp" zu erkennen ist. Beim Öffnen erfolgt ein derart rascher Druckausgleich, daß Teile des Gefäßinhaltes mitgerissen werden können. Insbesondere bildet sich infolge der raschen Druckänderung ein Aerosol, das dann ausgetragen wird (dieser Effekt ist beispielsweise auch beim Öffnen von Sektflaschen zu beobachten). Aus Sicherheitsgründen und zur Vermeidung von Kontaminationen ist es jedoch in einigen Bereichen, besonders in der Analytik und der Diagnostik, erforderlich, einen Aus trag von Gefäßinhalt zu minimieren oder ganz zu eliminieren.

Dies wird erfindungsgemäß durch einen Verschluß erreicht, der einen verschwenkbaren De ckel besitzt, der über mindestens eine Scharnierverbindung an einem Verschlußteil angelenkt ist und der Deckel eine Ringwand besitzt, die bei geschlossenem Verschluß dichtend an einer Ringwand des Verschlußteils anliegt, und entweder in der Ringwand des Deckels oder der Ringwand des Verschlußteils mindestens eine Druckausgleichsöffnung vorhanden ist, die bei geschlossenem Verschluß durch die gegenüberliegende Ringwand verschlossen ist, so daß kein Gas durch sie hindurchströmen kann und beim Öffnen des Verschlusses eine Druckaus gleichsposition durchlaufen wird, in der die Ringwand des Deckels weiterhin dichtend an der Ringwand des Verschlußteils anliegt, jedoch die Druckausgleichsöffnung freigegeben ist, so daß Gas durch die Druckausgleichsöffnung hindurchtreten kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verschluß ist ein Druckausgleich möglich, der anstatt wie bei gewöhnlichen Verschlüssen durch die Verschlußöffnung durch eine Druckausgleichsöffnung erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß der Druckausgleich langsamer erfolgt und daher ein Mit reißen von Gefäßinhalt vermieden wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ver schlusses existiert eine Druckausgleichsposition, in der der Verschluß verharrt, wenn keine äußeren Kräfte auf ihn wirken. Durch eine derartige Position kann sichergestellt werden, daß der Druckausgleich erfolgt ist, bevor der Verschluß gänzlich geöffnet wird.

Ein erfindungsgemäßer Verschluß besitzt einen Deckel mit einer Ringwand. Der Deckel kann, wie auch das Verschlußteil, aus einem Kunststoff gefertigt sein. Insbesondere sind Kunst stoffe, wie Polyethylen und Polypropylen sowie Polymethylmethacrylat, geeignet, die im Spritzgußverfahren verarbeitet werden können. Die Ringwand des Deckels dient zur Abdich tung. Sie kann die Form eines Ringes aber z. B. auch die eines Ovals aufweisen. Die Ring wand kann auf der Fläche, die zur Dichtung dient, auch Wülste oder Dichtlippen aufweisen.

Der Deckel ist über ein Scharnier mit dem Verschlußteil verbunden. Das Scharnier kann beispielsweise ein Film- oder Bandscharnier sein. Im einfachsten Fall ist das Scharnier ein Steg aus flexiblem Material, vorzugsweise dem Material, aus dem auch Deckel und Ver schlußteil gefertigt sind.

Das Verschlußteil des Verschlusses hat eine Öffnung, die durch den Deckel verschlossen wird. Das Verschlußteil kann sich integral an einem Gefäß befinden oder das Verschlußteil kann an einem Gefäß befestigt sein. Eine derartige Befestigung läßt sich beispielsweise durch Aufschrauben oder Aufprellen des Verschlußteiles auf ein Gefäß erreichen. Durch die Öff nung im Verschlußteil ist bei geöffnetem Verschluß der Gefäßinhalt zugänglich.

In der Ringwand des Deckels oder der Ringwand des Verschlußteiles (oder in beiden Ring wänden) befindet sich erfindungsgemäß eine Druckausgleichsöffnung. Eine derartige Druck ausgleichsöffnung kann eine Bohrung oder eine Ausnehmung sein. Es ist von Bedeutung, daß die Druckausgleichsöffnung nicht zu groß ist, um einen sehr schnellen Druckausgleich zu ver meiden, bei dem Gefäßinhalt ausgetragen wird. Andererseits sollte die Druckausgleichsöff nung nicht zu klein sein, damit keine zu lange Zeit für einen möglichst vollständigen Druck ausgleich notwendig ist.

Es hat sich gezeigt, daß Druckausgleichsöffnungen mit einem Querschnitt zwischen 0,05 und 5 mm² gut geeignet sind.

Statt einer Druckausgleichsöffnung können auch mehrere Druckausgleichsöffnungen in der Ringwand des Deckels oder der Verschlußeinheit vorhanden sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Drehachse des Deckels nicht durch das Scharnier vorgegeben wird, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn das Scharnier aus einem flexiblen Verbindungsstück be steht. In einem solchen Fall kann der Deckel vom Benutzer in verschiedene Richtungen ge klappt werden, so daß je nach Richtung der vom Benutzer gewählten Deckeldrehachse unter schiedliche Segmente des Deckels zuerst von der Ringwand des Verschlußteiles gelöst wer den. In einem solchen Fall ist es günstig, mehrere, vorzugsweise 3 bis 5 Druckausgleichs öffnungen über die Ringwand zu verteilen. Die Druckausgleichsöffnungen befinden sich vorzugsweise in der Hälfte der Ringwand, die dem Scharnier abgewandt ist. Es kann so sichergestellt werden, daß eine der Druckausgleichsöffnungen freigegeben wird, bevor zwi schen Deckel und Verschlußteil eine Öffnung freigegeben wird. Entsprechend wird bei Ver schlüssen mit einem Scharnier, das eine Schwenkachse vorgibt, die Druckausgleichsöffnung an der Stelle der Ringwand angeordnet, die am weitesten von der Drehachse entfernt ist. In der Regel befindet sich die Druckausgleichsöffnung somit an der Stelle der Ringwand, die dem Scharnier gegenüberliegt.

Die Dichtwirkung des erfindungsgemäßen Verschlusses kann in an sich bekannter Weise durch Dichtlippen verbessert werden. Insbesondere hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als günstig erwiesen, zwei voneinander beabstandete Dichtlippen auf der Ringwand des Verschlußteiles vorzusehen. Besonders günstig ist es, wenn sich die Druckausgleichsöff nung(en) zwischen den Dichtlippen befindet(n). Beim Öffnungsvorgang löst sich die Deckel ringwand von der dem Gefäßinneren zugewandten Dichtlippe und gibt die Druckausgleichs öffnung frei, während die zweite Dichtlippe sicherstellt, daß die Öffnung im Verschlußteil verschlossen bleibt.

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß es günstig ist, Mittel vorzusehen, die einem Öffnen des Deckels aus der Druckausgleichsposition einem Widerstand entgegensetzen. Hierdurch kann vermieden werden, daß die Druckausgleichsposition beim Öffnen so schnell durchlaufen wird, daß der Druckausgleich über die Öffnung im Verschlußteil erfolgt. Als Wider standselement kann beispielsweise eine Dichtlippe fungieren oder es können an der Deckel ringwand und/oder der Verschlußteilringwand Wülste vorgesehen werden. Weiterhin ist es möglich, eine Haltevorrichtung vorzusehen, die den Deckel in eine Position entläßt, in der die Druckausgleichsöffnung geöffnet ist und somit ein Druckausgleich erfolgen kann, wobei die Haltevorrichtung den Deckel jedoch in der Druckausgleichsposition festhält, so daß kein vollständiges Öffnen des Deckels erfolgen kann. Nach erfolgtem Druckausgleich kann die Haltevorrichtung dann gelöst und der Deckel vollständig geöffnet werden. Die Haltevor richtung kann beispielsweise durch ein an dem Deckel befestigtes Halteelement und ein an dem Verschlußteil befestigtes Halteelement realisiert werden, die beim Öffnen des Deckels nach Passieren der Druckausgleichsposition miteinander in Anlage kommen, so daß sie den Deckel in dieser Position halten und der Deckel nach Trennen der Halteelemente voneinander vollständig geöffnet werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert:

Fig. 1 Querschnitt durch ein Gefäß mit einem Verschlußteil und einem Deckel, der in mehreren Öffnungsstellungen dargestellt ist.

Fig. 2 Teilansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses, bei dem sich der Deckel in vollständig geschlossener Position auf dem Verschlußteil befindet.

Fig. 3 Ausschnitt analog Fig. 2, bei dem sich der Deckel in einer Position befindet, in der die Druckausgleichsöffnung geöffnet ist.

Fig. 4 Ausschnitt analog Fig. 2, bei dem der Deckel an einer Dichtung anliegt.

Fig. 5 Ausschnitt analog Fig. 2, bei dem sich der Deckel in einer Position befindet, in der ein Gasaustausch zwischen Gefäßinnerem und der Umgebung durch die Öffnung im Verschlußteil möglich ist.

Fig. 6 Ausschnitt analog Fig. 4, bei dem der Deckel zusätzlich durch Anlage des Halteelements (15) am Wulst (16) am Öffnen gehindert ist.

Fig. 1 zeigt ein Gefäß (1), an dem ein Verschlußteil (2) integral angesetzt ist. Das Ver schlußteil ist über eine Scharnierverbindung (3) mit einem Deckel (4) verbunden. Fig. 1 zeigt mehrere Öffnungspositionen des Deckels, wobei alle dargestellten Öffnungspositionen solche sind, in denen ein freier Gasaustausch zwischen dem Gefäßinneren und der Umgebung über die Öffnung des Verschlußteiles möglich ist.

In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt gezeigt, der einen vollständig geschlossenen Verschluß dar stellt. Der Deckel (4) besitzt einen zylindrischen Teil mit einer äußeren Ringwand (10). Diese Ringwand liegt bei geschlossenem Deckel dichtend an der inneren Ringwand (11) des Ver schlußteiles (2) an. Sowohl an der Ringwand des Deckels als auch an der Ringwand des Ver schlußteiles sind Wülste vorgesehen, die ein unbeabsichtigtes Öffnen des Deckels verhindern, sowie für eine Dichtigkeit des Verschlusses sorgen. Bei geschlossenem Deckel kommt die Wulst des Deckels unterhalb der Wulst des Verschlußteiles zu liegen. In der Fig. 2 ist wei terhin eine Druckausgleichsöffnung (12) zu erkennen, die sich im Verschlußteil befindet. Bei der in der Fig. 2 dargestellten Position des Deckels ist die Öffnung des Verschlußteiles un terhalb der Druckausgleichsöffnung durch die Ringwand des Deckels verschlossen, daher kann kein Gasaustausch zwischen dem Gefäßinneren und der Umgebung über die Druckaus gleichsöffnung erfolgen.

In der Fig. 3 ist ein Verschluß dargestellt, der geringfügig geöffnet wurde. Aus der Figur ist weiterhin zu erkennen, daß auf der Innenseite der Ringwand des Verschlußteiles zwei Dicht lippen (13, 14) angeordnet sind, zwischen denen sich die Druckausgleichsöffnung (12) befin det. In der dargestellten Position liegt die Ringwand des Deckels noch dichtend an der unteren Dichtlippe (13) an. Es ist daher in dieser Deckelposition noch kein Gasaustausch zwischen Gefäßinnerem und der Umgebung möglich.

In der Fig. 4 ist eine Deckelposition dargestellt, die sich von der Fig. 3 dadurch unter scheidet, daß der Deckel um wenige Winkelgrade weiter geöffnet wurde. Wie aus der Figur zu erkennen ist, existiert nunmehr ein Spalt zwischen der Ringwand des Deckels und der unteren Dichtlippe (13), so daß ein Gasaustausch zwischen Gefäßinnerem und dem Außenraum über die Druckausgleichsöffnung (12) möglich ist. Aus der Figur ist ebenfalls zu erkennen, daß der Deckel mit seinem Wulst auf der Ringwand an der oberen Dichtlippe (14) anliegt, so daß ein Gasaustausch zwischen Gefäßinnerem und der Umgebung nicht über die Öffnung im Ver schlußteil erfolgen kann. Vorzugsweise werden Wulst und obere Dichtlippe (14) so aufeinan der abgestimmt, daß einem weiteren Öffnen des Deckels aus der in Fig. 4 dargestellten Posi tion ein mechanischer Widerstand entgegengesetzt wird. Hierdurch kann verhindert werden, daß die in Fig. 4 dargestellte Druckausgleichsposition zu schnell durchlaufen wird und somit der gewünschte langsame Druckausgleich über die Druckausgleichsöffnung in einen konven tionellen Druckausgleich über die Öffnung im Verschlußteil übergeht.

In der Fig. 5 ist wiederum der Verschluß dargestellt, der gegenüber der in Fig. 4 darge stellten Position um einige Winkelgrade weiter geöffnet wurde. In dieser Position ist der Kon takt zwischen der inneren Ringwand des Deckels und der oberen Dichtlippe aufgehoben, so daß ein Gasaustausch ebenfalls über den entstandenen Spalt erfolgen kann.

In Fig. 6 ist ein Verschluß dargestellt, der ein am Deckel befestigtes Halteelement (15) trägt, welches beim Öffnen des Deckels nach Passieren der Druckausgleichsposition in Anlage mit dem vorspringenden Wulst (16) um die Druckausgleichsöffnung (12) kommt. Damit wird der Deckel vom zu schnellen Durchlaufen der Druckausgleichsposition abgehalten. Erst durch zusätzliche mechanische Kraft kann dieser letzte Widerstand überwunden und der Deckel vollständig geöffnet werden.

Bezugszeichenliste

1

Gefäß

2

Verschlußteil

3

Scharnierverbindung

4

Deckel

5

Öffnung des Verschlußteils

10

Ringwand des Deckels

11

Ringwand des Verschlußteiles

12

Druckausgleichsöffnung

13

untere Dichtlippe

14

obere Dichtlippe

15

Halteelement

16

vorspringender Wulst

Claims

1. Verschluß für ein Gefäß mit Mitteln zur Vermeidung eines Austrages von Gefäßinhalt beim Öffnen des Verschlusses mit
einem verschwenkbaren Deckel, der über mindestens eine Scharniervorrichtung an einem Verschlußteil angelenkt ist und der Deckel eine Ringwand besitzt, die bei geschlossenem Verschluß dichtend an einer Ringwand des Verschlußteils anliegt und entweder in der Ringwand des Deckels oder der Ringwand des Verschlußteiles mindestens eine Druck ausgleichsöffnung vorhanden ist, die bei geschlossenem Verschluß durch die gegenüber liegende Ringwand verschlossen ist, so daß kein Gas durch sie hindurchströmen kann und beim Öffnen des Verschlusses eine Druckausgleichsposition durchlaufen wird, in der die Ringwand des Deckels weiterhin dichtend an der Ringwand des Verschlußteils anliegt, je doch die Druckausgleichsöffnung freigegeben ist, so daß Gas durch die Druckausgleichs öffnung hindurchtreten kann.

2. Verschluß gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Druckausgleichsöffnung einen lichten Querschnitt im Bereich von 0,05 bis 5 mm² hat.

3. Verschluß gemäß Anspruch 1 mit zwei oder mehr Druckausgleichsöffnungen, deren aufsummierter lichter Querschnitt im Bereich von 0,05 bis 5 mm² liegt.

4. Verschluß gemäß Anspruch 1, bei dem die Ringwand des Deckels einen umlaufenden Wulst aufweist, der bei geschlossenem Verschluß dichtend an der Ringwand des Ver schlußteils anliegt.

5. Verschluß gemäß Anspruch 4, bei dem die Ringwand des Verschlußteils einen um laufenden Wulst besitzt, der bei geschlossenem Verschluß oberhalb des Wulstes an der Ringwand des Deckels angeordnet ist, so daß die Wülste beim Öffnen des Verschlusses aneinander vorbeibewegt werden müssen.

6. Verschluß gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Schamierverbindung und die mindestens eine Druckausgleichsöffnung an gegenüberliegenden Seiten der Deckel ringwand angeordnet sind.

7. Verschluß gemäß Anspruch 1, bei dem an der Ringwand des Deckels und/oder der Ring wand des Verschlußteils eine Widerstandsvorrichtung angebracht ist, die einem Ver schwenken des Deckels aus der Druckausgleichsposition in eine geöffnete Position einen Widerstand entgegensetzt.

8. Verschluß gemäß Anspruch 7, bei dem die Widerstandsvorrichtung ein Vorsprung, eine Dichtlippe oder ein Wulst an der Ringwand des Verschlußteils ist, an dem die Ringwand des Deckels vorbeibewegt werden muß, um den Deckel aus der Druckausgleichsposition in eine vollständig geöffnete Position zu verschwenken.

9. Verschluß gemäß Anspruch 7, bei dem die Widerstandsvorrichtung ein an dem Ver schlußteil befestigtes Halteelement sowie ein an dem Deckel befestigtes Halteelement umfaßt, die beim Öffnen des Deckels nach Passieren der Druckausgleichsposition an einander in Anlage kommen und der Deckel nach Trennen der Halteelemente vonein ander vollständig geöffnet werden kann.