EP0487490B1 - Verschlussstück für Gefässe für Probengut und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlußstück für Gefäße für Probengut, insbesondere für medizinische oder technische Tests, mit einem mittig, insbesondere in der Gefäßachse, angeordneten Ausgußkanal und einem davon getrennten, exzentrisch angeordneten Kanal für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, zum Anschluß an einen Diluter, welche beiden Kanäle das Verschlußstück durchsetzen, wobei vorzugsweise der Kanal für das gasförmige Medium ein in das Innere des Gefäßes ragendes Steigrohr aufweist. Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verschlußstückes.
• Auf zahlreichen Anwendungsgebieten, insbesondere auf medizinisch-technischem Gebiet oder für Laboruntersuchungen aller Art, bei welchen Probengut aus einem Gefäß in vorbestimmten Mengen verteilt werden muß, ist es bekannt, Verschlußstücke der oben angeführten Art einzusetzen (EP-B 48 452). Mittels des Diluters kann Luft aus dem das Probengut enthaltenden Gefäß abgesaugt werden, so daß das Gefäß mit nach unten gerichtetem Ausgußkanal von Sekundärgefäß zu Sekundärgefäß transportiert werden kann, ohne daß Probengut verlorengeht. Über dem jeweiligen Sekundärgefäß wird Unterdruck im Primärgefäß mittels des Diluters weggenommen und Druck dem Primärgefäß oberhalb des Probengutes zugeführt, so daß Probengut durch den Ausgußkanal austreten und in das Sekundärgefäß fallen kann. Dauer und Höhe des zugeführten Druckes bestimmen die abzugebende Probengutmenge. In der Regel werden die mit dem Verschlußstück versehenen Primärgefäße nacheinander in großer Zahl von einem Träger eines Probenverteilers erfaßt und dem erwähnten Verteilvorgang unterworfen. Das Gefäß wird hiebei mit dem Träger fest verbunden, zumeist unter Zwischenschaltung einer Dichtung. Insbesondere auf medizinischen Gebiet ist es erwünscht, die Anlagefläche des Trägers des Probenverteilers, an welcher das Verschlußstück im befestigten Zustand anliegt, frei von Kontaminierungen zu halten, da ansonsten Querinfektionen nicht zu vermeiden sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Kontaminierung oft nicht zu vermeiden ist, denn beim Überführen des Probengefäßes aus einer Lage, in welcher der Ausgußkanal nach oben gerichtet ist, in eine Lage, in welcher dieser Kanal nach unten weist, tritt Probengut in den zum Diluter führenden Kanal ein und verbleibt dort zumindest zeitweise, auch wenn dieser Kanal später Druckluft führt. Durch Anordnung eines Steigrohres, welches verhältnismäßig weit in das Probengefäß hineinreicht, läßt sich dieser Nachteil zwar mildern, aber nicht völlig beheben.
• Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verschlußstück der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß die Gefahr einer Kontaminierung der Kontaktfläche, mit welcher das Probengefäß an der Halterung des Probenverteilers befestigt wird, zumindest wesentlich herabgesetzt, wenn nicht mit Sicherheit vermieden ist. Die Erfindung geht hiebei von der Erkenntnis aus, daß die erwähnte Kontaminierung darauf zurückzuführen ist, daß der Kanal für die Diluterluft das Verschlußstück bei der bekannten Konstruktion geradlinig durchsetzt. Es wurde gefunden, daß schon eine geringe Quererstreckung dieses Kanals die Gefahr einer Kontaminierung wesentlich herabsetzt. Davon ausgehend, besteht die erfindungsgemäße Lösung der zuvor erwähnten Aufgabe darin, daß die Einlaßöffnung des Kanals für das gasförmige Medium relativ zur Auslaßöffnung in Umfangsrichtung des Verschlußstückes versetzt ist, wobei ein an die Einlaßöffnung anschließender Kanalabschnitt mit einem an die Auslaßöffnung anschließenden Kanalabschnitt durch einen im Inneren des Verschlußstückes quer zu diesen Kanalabschnitten verlaufenden Kanalabschnitt verbunden ist. Dadurch ergibt sich die bereits erwähnte Quererstreckung des zum Diluter führenden Kanales. Diese Quererstreckung bremst die in den Diluterkanal eingedrungene Flüssigkeit (Probe) so weit, daß diese Probe nicht mehr zur geräteseitigen Stirnfläche des Verschlüßstückes, also zur Anlagefläche an dem Gefäßträger gelangen kann, insbesondere wenn die erwähnte Versetzung ein Maximum erreicht, d.h. 180° beträgt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der quer verlaufende Kanalabschnitt ein Ringkanal, welcher Kanal vorzugsweise als Mikrokanal, insbesondere mit einer axialen Erstreckung im Vorschlußstück von weniger als 0,05 mm, ausgebildet ist. Ein in Umfangsrichtung verlaufender Kanal ist länger als ein radialer Querkanal, was die erwähnte Bremsung der Flüssigkeit begünstigt. Die Ausbildung als Mikrokanal, insbesondere mit den erwähnten Abmessungen, hat sich als besonders wirksam erwiesen und vermeidet eine Kontaminierung der Kontaktfläche völlig.
• Ein im Inneren des Verschlußstückes verlaufender Kanal könnte bei der Herstellung durch Kerne erzeugt werden, welche später entfernt werden. Herstellungsmäßig einfacher ist es jedoch, das Verschlußstück im Rahmen der Erfindung zweiteilig auszubilden, wobei die beiden Teile in miteinander verbundener Lage den Querkanal, insbesondere als Ringkanal, zwischen sich bilden. Besonders günstig ist es hiebei, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Ringkanal in radialer Richtung durch verformbare Dichtlippen zumindest des einen der beiden Teile begrenzt ist. Bei der Zusammenfügung der beiden Teile zum Verschlußstück werden diese Lippen verquetscht und begrenzen derart dichtend den Ringkanal. Um diese Dichtung aufrecht zu erhalten, empfiehlt es sich hiebei im Rahmen der Erfindung, die beiden Teile durch einen Schnappverschluß miteinander zu verbinden.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft eine Ringnut an der vom Gefäß abgewendeten Stirnfläche des Verschlußstückes, welche Ringnut mit dem Kanal für das gasförmige Medium in Verbindung steht. Diese Ringnut macht das Verschlußstück unabhängig davon, in welcher Drehstellung es am Verschlußstückträger befestigt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verschlußstückes ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück in zwei Teilen gespritzt oder gegossen wird, von welchen Teilen das eine Teil den Ausgußkanal sowie die Einlaßöffnung des Kanales für das gasförmige Medium aufweist, das andere Teil die Auslaßöffnung für das gasförmige Medium, und daß ein die beiden Teile verbindender Steg mitgespritzt oder mitgegossen wird, welcher anschließend bei der Vereinigung der beiden Teile gebogen und gegebenenfalls danach entfernt wird. Dieser Steg bildet bei der Vereinigung der beiden Teile eine Gewähr dafür, daß die in den beiden Teilen vorgesehenen Öffnungen des an den Diluter anzuschließenden Kanales die gewünschte Versetzung relativ zueinander aufweisen.
• Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Fig.1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die beiden Teile des Verschlußstückes im voneinander getrennten Zustand. Fig.2 zeigt die beiden Teile miteinander vereinigt und im auf ein Probengefäß aufgesetzten Zustand. Fig.3 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig.2. Fig.4 zeigt eine Ausführungsform ähnlich zu Fig.2, im an einem Träger für das Probengefäß befestigten Zustand. Fig.5 zeigt im Vertikalschnitt die beiden bei der Herstellung durch einen Steg miteinander verbundenen Teile des Verschlußstückes und Fig.6 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI der Fig.5.
• Das Verschlußstück 1 dient zum Verschluß eines Gefäßes 2 (Fig.2,3), welches in der Regel von einem zylindrischen Glasröhrchen gebildet ist, dessen Boden 3 geschlossen ist und das oben eine Öffnung 4 hat, welche durch das Verschlußstück 1 verschlossen werden soll. Das Verschlußstück 1 gemäß Fig.1 ist aus zwei Teilen 5,6 gebildet, die miteinander fest verbindbar sind, insbesondere mittels eines Schnappverschlusses, der später noch näher beschrieben wird. Das obere Teil 5 hat ein Ausgußrohr 7, welches einen Ausgußkanal 8 begrenzt, der das Teil 5 durchsetzt. Dieser Ausgußkanal 8 setzt sich im Teil 6 fort und durchsetzt auch dieses Teil als mittige Öffnung. Exzentrisch zu diesem mittig angeordneten Ausgußkanal 8 hat der Teil 6 einen ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, führenden Kanal 9, welcher den Teil 6 in axialer Richtung durchsetzt und zum Großteil in einem Steigrohr 10 verläuft. Im zusammengesetzten Zustand der beiden Teile 5,6 trifft dieser Kanal 9 auf einen als Ringkanal 11 ausgebildeten Mikrokanal, zweckmäßig mit einer axialen Abmessung von weniger als 0,05 mm, insbesondere etwa 0,02 bis 0,03 mm, welcher der besseren Deutlichkeit halber übertrieben stark dargestellt ist. In diesen Ringkanal 11 mündet ein das Teil 5 durchsetzender, in axialer Richtung verlaufender Kanal 12, wobei die Einlaßöffnung 13 dieses Kanales relativ zur Auslaßöffnung 14 des Kanales 9 in Bezug auf die mittige Achse 25 um 180° versetzt ist. Hiebei wurde für "Einlaß" bzw. "Auslaß" jener Betriebszustand angenommen, bei welchem Luft von einem nicht dargestellten Diluter in das Innere des Gefäßes zugeführt wird; bei Absaugung von Luft aus dem Gefäß 2 mittels des Diluters sind die Verhältnisse natürlich umgekehrt.
• Um die erwähnte Versetzung der Einlaßöffnung 13 in Bezug auf die Auslaßöffnung 14 zu sichern, hat das Teil 5 eine Positionskerbe 15 an einem in axialer Richtung vorstehenden ringförmigen Vorsprung 16, in welche Positionskerbe 15 ein entsprechender Vorsprung 17 des anderen Teiles 6 einrastet. Da die Positionskerbe 15 relativ zum Kanal 12 um 180° versetzt ist, bedeutet diese Einrastung eine analoge Versetzung der beiden Kanäle 9,12.
• Wie bereits erwähnt, dienen die Kanäle 9,12 zur Zufuhr bzw. Abfuhr von Luft in das bzw. aus dem Gefäß 2 mittels eines Diluters. Um den Anschluß an die Diluterleitung 18 (Fig.4) zu sichern, hat das Teil 5 an seiner dem Teil 6 abgewendeten Stirnfläche 19 eine Ringnut 20, in welche der Kanal 12 mit seiner Einlaßöffnung 13 mündet. Dadurch wird das Verschlußstück 1 unabhängig von seiner Drehlage in Bezug auf den Transportwagen, mit welchem das Gefäß 2 bei der Probenverteilung transportiert wird.
• Fig.2 zeigt das Verschlußstück 1 im am Gefäß 2 befestigten Zustand. Das Verschlußstück 1 bzw. sein Teil 6 umgreift hiebei den Oberrand des Gefäßes 2 mit einer Abdichtglocke 21, welche an ihrem Innenumfang mit mehreren Dichtlippen 22 versehen ist. Eine solche Ausbildung eignet sich insbesondere für reine Serumgefäße oder Serumgefäße mit Trenngel. Im Gefäß 2 befindet sich ein Blutkuchen 23 mit Trenngel, der Füllstandpegel 24 der Blutprobe läßt oberhalb noch einen Luftraum 25 frei. Die beiden Teile 5,6 des Verschlußstückes 1 sind miteinander zusammengepreßt, wobei der Vorsprung 17 in die Positionskerbe 15 eingreift. Der Ringkanal 11 wird durch die einander zugewendeten Stirnflächen der beiden Teile 5,6 begrenzt und verläuft konzentrisch zur Längsachse 25 des Gefäßes 2. Das obere Teil 5 hat an seiner Stirnfläche 19 einen nach außen weisenden Flansch 26, welcher zum Angriff von Spanngliedern, insbesondere Spannkrallen 28 eines Spannverschlusses 27 (Fig.4), dienen. Diese Spannkrallen 28 greifen - in Umfangsrichtung des Flansches 26 verteilt - am Flansch 26 an und spannen dadurch das Verschlußstück 1 samt dem daran hängenden Gefäß 2 an einem Träger 29 eines Probenverteilers fest. Dieser Träger 29 ist an einem nicht dargestellten Transportwagen des Probenverteilers um eine horizontale Achse schwenkbar, so daß das Ausgußrohr 7 in eine nach unten weisende Stellung gebracht werden kann, wobei in der Diluterleitung 18 ein Vakuum herrscht, so daß die im Gefäß 2 befindliche Probe zurückgehalten wird und nicht durch das Ausgußrohr 7 ausströmen kann. Sobald die Ausgießposition erreicht ist, wird das Vakuum durch Überdruck ersetzt und somit eine Teilmenge der im Gefäß 2 befindlichen Probe durch das Ausgußrohr 7 ausgestoßen.
• Die Spannkrallen 28 sind durch einen nicht dargestellten Antrieb in Achsrichtung des Probengefäßes 2 beweglich und zusätzlich nach außen bzw. innen schwenkbar, so daß der Flansch 26 ergriffen bzw. freigegeben werden kann.
• Die in Fig.4 dargestellte Form des Verschlußstückes 1 unterscheidet sich von jener nach Fig.2 lediglich geringfügig durch eine abweichende Form des Ausgußrohres 7, welches an seiner Mündung 30 eine Erweiterung 31 des Durchmessers des Ausgußkanales 8 aufweist. Dies ergibt eine Tropfenzentrierung durch die Querschnittsvergrößerung des Kanales 8, d.h. bei Beendigung der Probenabgabe zieht sich der Resttropfen in diese Erweiterung 31 zurück, so daß kein Tropfen unbeabsichtigt verlorengeht, auch dann nicht, wenn das Gerät, etwa beim Weitertransport in die nächste Abgabeposition, Erschütterungen unterworfen wird.
• Ferner hat das untere Teil 6 an der Innenfläche seiner Abdichtglocke Dichtlippen 22 mit spitzem, etwa dreieckigem Querschnitt, wogegen die Dichtlippen 22 nach Fig.1 einen abgerundeten Querschnitt aufweisen. Welche der Querschnittsformen gewählt wird, hängt vom vorliegenden Anwendungsgebiet ab.
• Schließlich besteht bei der Ausführungsform nach Fig.4 eine Abweichung gegenüber jener nach Fig.2 darin, daß der Ringkanal 11 nicht von einer Ringnut an der Bodenfläche des oberen Teiles 5 gebildet ist (wie bei der Ausführungsform nach den Fig.1 und 2) sondern seitlich durch verformbare Dichtlippen 32 (siehe auch Fig.5) begrenzt ist. Beim Zusammenpressen des Oberteiles 5 mit dem Unterteil 6 werden diese Dichtlippen 32, welche ein Dreiecksprofil aufweisen, bleibend verformt und dichten dadurch den Ringkanal 11 nach außen und innen ab. Bei diesem Zusammenpressen der beiden Teile 5,6 rastet ein Umfangswulst 33 des Unterteiles 6 in eine Umfangsnut 34 am Innenmantel des Oberteiles 5 ein, so daß die beiden Teile 5,6 aneinander durch eine Verbindung nach Art eines Schnappverschlusses 35 (Fig.4) befestigt sind.
• Zweckmäßig befindet sich zwischen der Anlagefläche 36 (Fig.4) des Trägers 29 und der oberen Stirnfläche 19 des Oberteiles 5 eine an der Anlagefläche 36 befestigte Dichtung 37, welche mit einer Durchgangsöffnung 38 versehen ist, die mit der Diluterleitung 18 und der Ringnut 20 fluchtet.
• Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird das Gefäß 2 vom Verschlußstück 1 an seinem Außenmantel ergriffen. Es kann jedoch auch, wie Fig.3 zeigt, das Verschlußstück 1 stopfenartig in die Öffnung 4 des Gefäßes 2 eingesetzt sein, wobei anstelle der Abdichtglocke 21 (Fig.2) eine innen am Gefäß 2 anliegende Hülse 39 tritt, die über einen Teil ihres Umfanges in das Steigrohr 10 übergeht und am Außenmantel mit Dichtlippen 22 versehen ist.
• Zweckmäßig besteht das Verschlußstück 1 aus synthetischem Kunststoffmaterial, obwohl im Prinzip auch andere Materialien, z.B. Gummi, verwendbar sind. Besonders eignen sich spritzgußfähige Materialien aus Herstellungsgründen. Es kann dann, wie Fig.5 zeigt, bei der Herstellung durch Spritzgießen der Oberteil 5 in der Form mit dem Unterteil 6 durch einen dünnen, biegsamen Steg 40 verbunden sein. Nach dem Entformen bildet dieser Steg 40 eine Führung, welche es auch bei maschineller Fertigung sicherstellt, daß die beiden Öffnungen 13,14 gegeneinander um 180° in Bezug auf die Mittelachse versetzt sind, wenn die beiden Teile 5,6 aus der in Fig.5 dargestellten Entformposition in die in Fig.4 dargestellte Verbindungslage gebracht werden, ohne daß der Steg 40 zerstört wird. Nach Sicherung der Verbindung der Teile 5,6 durch den Schnappverschluß 35 kann der Steg 40 entfernt werden. Er kann jedoch - wenn dies gewünscht ist - auch verbleiben und bietet dann eine am Verschlußstück 1 anhaftende Schlaufe, die in Sonderfällen von Vorteil sein kann.
• Die erwähnte Zweiteiligkeit des Verschlußstückes und die Herstellung der beiden Teile 5,6 in gesonderten Formteilen (Fig.5,6) bietet auch die Möglichkeit eines einfachen Überganges auf unterschiedliche Gefäßformen bei der Fertigung. In einem solchen Fall kann das Oberteil 5 unverändert für die geänderte Gefäßform hergestellt werden, wogegen das Formteil für den Unterteil 6 dem jeweils vorliegenden Gefäß 2 entsprechend geformt wird. Auf diese Weise sind auch unübliche Röhrchenformen, z.B. mit quadratischem Querschnitt, leicht erfaßbar. Lediglich die Verbindungsstelle der beiden Teile 5,6 muß natürlich einander entsprechen, um die beiden Teile sicher miteinander verbinden zu können.

Claims (11)

1. Verschlußstück (1) für Gefäße (2) für Probengut, insbesondere für medizinische oder technische Tests, mit einem mittig, insbesondere in der Gefäßachse (25), angeordneten Ausgußkanal (8) und einem davon getrennten, exzentrisch angeordneten Kanal (9,11,12) für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, zum Anschluß an einen Diluter, welche beiden Kanäle (8,9, 11,12) das Verschlußstück (1) durchsetzen, wobei vorzugsweise der Kanal (9,11,12) für das gasförmige Medium ein in das Innere des Gefäßes (2) ragendes Steigrohr (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (13) des Kanales (9,11,12) für das gasförmige Medium relativ zu seiner Auslaßöffnung (14) in Umfangsrichtung des Verschlußstückes (1) versetzt ist, wobei ein an die Einlaßöffnung (13) anschließender Kanalabschnitt (12) mit einem an die Auslaßöffnung (14) anschließenden Kanalabschnitt (9) durch einen im Inneren des Verschlußstückes (1) quer zu diesen Kanalabschnitten (9,12) verlaufenden Kanalabschnitt (11) verbunden ist.
2. Verschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung 180° beträgt.
3. Verschlußstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der quer verlaufende Kanalabschnitt (11) ein Ringkanal ist, welcher vorzugsweise als Mikrokanal, insbesondere mit einer axialen Erstreckung im Vorschlußstück von weniger als 0,5 mm, ausgebildet ist.
4. Verschlüßstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise aus zwei Teilen (5,6) besteht und daß die beiden Teile (5,6) in miteinander verbundener Lage den quer verlaufenden Kanalabschnitt (11), insbesondere als Ringkanal, zwischen sich bilden.
5. Verschlußstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ringkanal ausgebildete quer verlaufende Kanalabschnitt (11) in radialer Richtung durch verformbare Dichtlippen (32) zumindest des einen der beiden Teile (5,6) begrenzt ist.
6. Verschlußstück nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (5,6) durch einen Schnappverschluß (35) miteinander verbindbar sind.
7. Verschlußstück nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am vom Gefäß (2) weiter entfernten Teil (5) ein radial nach außen abstehender Flansch (26) zum Angriff eines Spannverschlusses (27) vorgesehen ist.
8. Verschlußstück nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Teil (5) an seiner dem anderen Teil (6) zugewendeten Verbindungsfläche eine Positionskerbe (15) vorgesehen ist, in die ein Vorsprung (17) des anderen Teiles (6) einrastet.
9. Verschlußstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner vom Gefäß (2) abgewendeten Stirnfläche (19) eine Ringnut (20) verläuft, die mit dem Kanal (9,11,12) für das gasförmige Medium in Verbindung steht.
10. Verschlußstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgußkanal (8), welcher vorzugsweise von einem Ausgußrohr (7) begrenzt ist, an seiner Mündung (30) eine Erweiterung (31) aufweist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Verschlußstückes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es in zwei Teilen (5,6) gespritzt oder gegossen wird, von welchen Teilen das eine Teil (5) den Ausgußkanal (8) sowie die Einlaßöffnung (13) des Kanales (9,11,12) für das gasförmige Medium aufweist, das andere Teil (6) die Auslaßöffnung (14) für das gasförmige Medium, und daß ein die beiden Teile (5,6) verbindender Steg (40) mitgespritzt oder mitgegossen wird, welcher anschließend bei der Vereinigung der beiden Teile (5,6) gebogen und gegebenenfalls danach entfernt wird.

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