Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettenspitze.
Pipettenspitzen werden zusammen mit Pipettiervorrichtungen zum Dosieren von
Flüssigkeiten verwendet. Pipettenspitzen haben einen länglichen, rohrförmigen Körper,
der an dem einen Ende eine Pipettieröffnung und an dem anderen Ende eine
Aufstecköffnung zum Aufstecken auf einen Aufnahmeschaft der Pipettiervorrichtung
hat. Der Aufnahmeschaft ist zumeist konisch geformt. Bekannt sind aber auch
zylindrische Aufnahmeschäfte. Ferner konische oder zylindrische Aufnahmeschäfte,
die umlaufende Wulste oder dgl. zur Verstärkung der Dicht- bzw. Klemmwirkung
haben.
Die Pipettiervorrichtung umfaßt eine Gasverdrängungseinrichtung, die zumeist als
Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführt ist. Die Gasverdrängungseinrichtung ist mit
einer Durchgangsöffnung des Aufnahmeschaftes verbunden. Die Pipettenspitze wird
durch Eindrücken des Aufnahmeschaftes in die Aufstecköffnung an der Pipettiervorrichtung
fixiert.
Mittels der Gasverdrängungseinrichtung wird eine Gassäule verschoben, um Flüssigkeit
in die auf den Aufnahmeschaft gesteckte Pipettenspitze einzusaugen oder aus
dieser auszustoßen. Zumeist ist die Gassäule eine Luftsäule. Wird die Gassäule von
der Pipettenspitze weg verschoben, wird eine bestimmte Flüssigkeitsmenge durch
die Pipettieröffnung in den rohrförmigen Körper eingesogen. Durch Verschieben der
Gassäule zur Pipettenspitze hin wird die Flüssigkeitsmenge aus dem rohrförmigen
Körper durch die Pipettieröffnung abgegeben. Mittels eines auf den oberen Rand der
Pipettenspitze wirkenden Abwerfers wird die Pipettenspitze von dem Aufnahmeschaft
abgedrückt.
Die Pipettiervorrichtung kann eine Handpipette oder eine Dosierstation sein, wobei
die Gasverdrängungseinrichtung manuell oder motorbetrieben sein kann. Das Aufstecken
und Abwerfen der Pipettenspitze kann ebenfalls manuell oder motorgetrieben
geschehen.
Zur Vermeidung von Fehlpipettierungen muß die Pipettenspitze abdichtend auf dem
Aufnahmeschaft fixiert sein. Außerdem dürfen die Kräfte für das Aufstecken der
Pipettenspitze auf und das Abwerfen der Pipettenspitze von dem Aufnahmeschaft
nicht zu hoch sein. Die Fixierung von Pipettenspitzen an einem Aufnahmeschaft ist
sehr empfindlich gegenüber Maßabweichungen. Abweichungen der Abmessungen
des Aufnahmeschaftes bzw. der Pipettenspitze, beispielsweise hinsichtlich des
Konuswinkels und/oder des Konusdurchmessers, führen in einem Extrem zu hohen
Aufnahme- und Abwurfkräften. Im anderen Extrem hält die Pipettenspitze nicht auf
dem Aufnahmeschaft bzw. die Verbindung zwischen Pipettenspitze und Aufnahmeschaft
ist undicht. Bei Aufnahmeschäften für Pipettenspitzen mit zusätzlichen
elastischen Dichtelementen (z.B. Formteile, O-Ringe) sind die Dichtelemente starkem
Verschleiß unterworfen.
Bereits bekannt sind Pipettenspitzen, die an der Aufstecköffnung am Innenumfang
des rohrförmigen Körpers einen oder mehrere umlaufende Dichtwülste zur Steuerung
der Dicht- und Klemmfunktion aufweisen (US 6 168 761 B1, US 6 248 295
B1). Ein Toleranzausgleich ist aufgrund der erheblichen Deformationen und Kräfte
im Dichtbereich nur bedingt möglich.
Bekannt sind auch schon Pipettenspitzen, bei denen der rohrförmige Körper eine
Wandstärkenschwächung aufweist, um eine elastische Aufweitung und Anpassung
an den Aufnahmeschaft zu fördern (US 4 961 350, US 4 072 330). Eine weitere Verringerung
der Toleranzempfindlichkeit ist auch insoweit wünschenswert.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pipettenspitze zu
schaffen, die eine hinreichende Abdichtung gegen einen Aufnahmeschaft bei Verringerung
der Aufsteck- und Abwurfkräfte und bei geringerer Toleranzempfindlichkeit
erreicht.
Die Aufgabe wird durch eine Pipettenspitze mit den Merkmalen des Anspruches 1
gelöst. Ferner wird sie durch eine Pipettenspitze mit den Merkmalen des Anspruches
3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erste Variante der erfindungsgemäßen Pipettenspitze hat einen länglichen. rohrförmigen
Körper, der an dem einen Ende eine Pipettieröffnung und an dem anderen
Ende eine Aufstecköffnung zum Aufstecken auf einen Aufnahmeschaft einer Pipettiervorrichtung
hat, die von einer axial gerichteten und nach innen geneigten, an der
Basis mit dem rohrförmigen Körper verbundenen, umlaufenden und durch Aufstecken
auf den Aufnahmeschaft elastisch aufweitbaren Dichtlippe umgrenzt ist.
Die Pipettenspitze wird durch den Aufnahmeschaft konventionell aufgenommen und
ausgerichtet. Die Dicht- und Befestigungsfunktion wird im wesentlichen von der
Dichtlippe übernommen, die beim Aufstecken der Pipettenspitze auf den Aufnahmeschaft
elastisch aufgeweitet wird. Dabei wird durch die Neigung der Dichtlippe nach
innen (d.h. zur Pipettenachse hin) eine besonders große elastische Verformung an
der Aufstecköffnung erreicht, die einen verbesserten Toleranzausgleich bewirkt.
Durch die Neigung der Dichtlippe nach innen werden bei entsprechend elastischer
Ausführung der Dichtlippe ganz erhebliche elastische Verformungen erreicht, die
einen Toleranzausgleich bewirken, so daß die gewünschte Abdichtung bei zugleich
sicherem Sitz der Pipettenspitze auf dem Aufnahmeschaft gewährleistet ist.
Bei einem konischen Aufnahmeschaft nimmt die Aufweitung der Dichtlippe mit
zunehmender Eindringtiefe des Aufsteckkonus zu und erreicht erst am Ende der
Aufsteckbewegung ihren Maximalwert. Das erleichtert das Aufstecken. Hierfür
kann zudem durch Abstimmen von Pipettenspitze und Aufnahmekonus erreicht
werden, daß die Dichtlippe erst im Laufe der Aufsteckbewegung elastisch aufgeweitet
wird, wenn der Aufnahmekonus bereits in die Aufstecköffnung eingedrungen
ist. Beim Aufstecken auf einen zylindrischen Aufnahmeschaft wird die Dichtlippe
bereits am Anfang der Aufsteckbewegung aufgeweitet, was durch eine konische
Einführöffnung am Ende der Dichtlippe gesteuert werden kann. In jedem Fall wird
durch die erhebliche elastische Aufweitung der Dichtlippe sichergestellt, daß Toleranzen
die Abdichtung nicht beeinträchtigen und die Aufsteck- und Abwurfkräfte
gering bleiben. Bei Ausführung der Pipettenspitze als Einmalartikel kommt nach
jedem Austausch der Pipettenspitze eine neue Dichtlippe zum Einsatz, so daß die
erforderliche Abdichtung im Gegensatz zu den herkömmlichen zusätzlichen
elastischen Dichtelementen auf dem Aufnahmeschaft stets gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Dichtlippe durch einen umlaufenden Schlitz von
einem Mantelabschnitt des rohrförmigen Körpers getrennt. Der Mantelabschnitt
kann insbesondere der Anlage eines Abwerfers der Pipettiervorrichtung dienen.
Auch kann er die Verformung der Dichtlippe begrenzen und so den Sitz der Pipettenspitze
auf dem Konus stabilisieren.
Die zweite Variante der erfindungsgemäßen Pipettenspitze hat einen länglichen,
rohrförmigen Körper, der an dem einen Ende eine Pipettieröffnung und an dem
anderen Ende eine Aufstecköffnung zum Aufstecken auf einen Aufnahmeschaft
einer Pipettiervorrichtung hat, die von einer axial gerichteten, an der Basis mit dem
rohrförmigen Körper verbundenen, umlaufenden, durch Aufstecken auf den Aufnahmekonus
elastisch aufweitbaren Dichtlippe umgrenzt ist, die durch einen umlaufenden
Schlitz von einem Mantelabschnitt des rohrförmigen Körpers getrennt ist.
Bei dieser Ausführungsvariante wird durch den umlaufenden Schlitz eine erhöhte
Elastizität im Bereich der Dichtlippe bewirkt, die eine hinreichende Abdichtung
gegen einen Aufnahmeschaft bei Verringerung der Aufsteck- und Abwurfkräfte bei
geringerer Toleranzempfindlichkeit zur Folge hat. Der Mantelabschnitt kann insbesondere
der Anlage eines Abwerfers der Pipettiervorrichtung dienen. Auch kann er
die Verformung der Dichtlippe begrenzen und so den Sitz der Pipettenspitze auf
dem Aufnahmekonus stabilisieren. Bei dieser Variante kann die Dichtlippe insbesondere
parallel zur Pipettenachse ausgerichtet sein oder von der Pipettenachse weg
geneigt sein oder zur Pipettenachse hin geneigt sein.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Mantelabschnitt einen um die Aufstecköffnung
umlaufenden Bund auf. Dieser kann insbesondere der Halterung der Pipettenspitze
am Rand einer Aufnahmeöffnung eines Spitzenträgers dienen. Beim Aufstecken
auf einen Aufnahmeschaft kann sich die Pipettenspitze mit dem Bund an
dem Spitzenträger abstützen.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Dichtlippe an ihrem freien Ende innen einen
umlaufenden Wulst auf, der infolge der erhöhten Flächenpressung besonders gut
abdichtend an dem Mantel des Aufnahmeschaftes anliegt.
Nach einer Ausgestaltung hat die Dichtlippe ihre Basis am größten Innendurchmesser
des rohrförmigen Körpers, wodurch das Einführen des Aufnahmeschaftes in
die Aufstecköffnung erleichtert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Pipettenspitze einteilig hergestellt. Gemäß einer
Ausgestaltung besteht die Pipettenspitze aus Kunststoff. Grundsätzlich kann sie aus
mehreren verschiedenen Kunststoffen hergestellt sein, beispielsweise aus einem
besonders elastischen Kunststoff im Bereich der Dichtlippe und im übrigen aus
einem weniger elastischen Kunststoff.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht die Pipettenspitze aus nur einem Kunststoff
(z.B. aus Polypropylen oder Polyethylen). Eine besondere Elastizität der Dichtlippe
kann dabei insbesondere dadurch gewährleistet werden, daß diese eine geringere
Wandstärke als der rohrförmige Körper aufweist. Bevorzugt hat die Dichtlippe eine
Wandstärke von maximal etwa 50 % des rohrförmigen Körpers.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Pipettenspitze einen Anschlag zum Begrenzen
der Eintauchtiefe des Aufnahmeschaftes auf. Der Anschlag kann beispielsweise
durch eine Innenstufe in der Pipettenspitze unterhalb der Dichtlippe gebildet sein,
gegen die der Anschlag mit seiner Stirnfläche stößt, wodurch die Eintauchtiefe des
Aufnahmeschaftes begrenzt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnung eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- die Pipettenspitze in einem Längsschnitt;
- Fig. 2
- vergrößerter Teilschnitt II derselben Pipettenspitze.
Eine Pipettenspitze 1 hat einen länglichen, rohrförmigen Körper 2, der im Beispiel
einen leicht konischen Hauptabschnitt 2' und einen stärker konischen Endabschnitt
2" aufweist.
An dem einen Ende hat der rohrförmige Körper 2 eine Pipettieröffnung 3 und an
dem anderen Ende eine Aufstecköffnung 4 zum Aufstecken auf einen Aufnahmekonus
einer Pipettiervorrichtung.
Die Aufstecköffnung 4 ist umgrenzt von einer Dichtlippe 5, die ausgehend von ihrer
Basis, an der sie mit dem rohrförmigen Körper 2 verbunden ist, axial zur Aufstecköffnung
4 gerichtet ist, mit einer Neigung nach innen zur Mittelachse des rohrförmigen
Körpers 2. Die Dichtlippe 5 hat an ihrem freien Ende innen einen umlaufenden
Wulst 6.
Die Dichtlippe 5 setzt am maximalen Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers 2
an. Sie ist durch einen axial gerichteten Schlitz 7 von einem Mantelbereich 2''' des
rohrförmigen Körpers 2 getrennt, der wiederum einen umlaufenden Bund 8 aufweist.
Die gesamte Pipettenspitze 1 ist einteilig aus einem einzigen Kunststoffmaterial
gespritzt.
Wenn die Pipettenspitze 1 mit ihrer Aufstecköffnung 4 auf einen Aufnahmekonus
einer Pipettiervorrichtung gesteckt wird, weitet sich während des Einführvorgangs
die Dichtlippe 5 auf, wodurch ein abdichtender und fester Sitz der Pipettenspitze 1
auf dem Aufnahmekonus gewährleistet ist. Maßtoleranzen von Aufnahmekonus und
Pipettenspitze 1 werden durch die erhebliche Aufweitbarkeit der elastischen Dichtlippe
5 überbrückt. Aufgrund dieser Elastizität sind die Aufsteck- und Abwurfkräfte
gering.