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BEREICH DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Röhrchen mit
einem einmaligen Identifikationsetikett. Sie ist besonders für die Etikettierung
von Lagerröhrchen
wie Cluster-Röhrchen
geeignet, aber keineswegs darauf beschränkt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
wissenschaftlichen Laboratorien müssen immer mehr Proben bearbeitet
und gelagert werden. Diese Proben müssen bei Bedarf schnell und
eindeutig wieder aufgefunden werden. Ferner gehen immer mehr Laboratorien
zu einer Roboterbearbeitung von Proben über.
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Ein
typisches Beispiel für
diese Art von Problem ist, wenn Proben in so genannten Cluster-Röhrchen gelagert werden, die
in einer Clusterplatte aufbewahrt werden. Im Idealfall umfasst eine
1,2 ml Mikroröhrchen-Clusterplatte
für die
Probenaufbewahrung 96 individuelle 1,2 ml Röhrchen, die von einem hoch
belastbaren Gestell in einem standardmäßigen Mikroplattenformat festgehalten
werden. Jedes aus Polypropylen bestehende Röhrchen wird an der Basis oder
um einen Kragen vollständig
gestützt,
um dem von Robotersystemen aufgebrachten Druck standzuhalten. Zum
individuellen Verschließen
jedes Röhrchens
sind Kappen oder Matten vorgesehen, und der Deckel der Clusterplatte
hat abgeschrägte Ecken
für einen „Einweg"-Verschluss. Es sind
Packungen loser Röhrchen
erhältlich,
damit das Gestellsystem wiederverwendet werden kann. Die einzelnen
Positionen innerhalb einer Platte sind im typischen 96-Well- Format mit den Buchstaben
A bis H und den Zahlen 1 bis 12 gekennzeichnet. Folglich weist die
Position F9 auf ein bestimmtes Röhrchen innerhalb
der Anordnung hin. Die Identifikation eines bestimmten Röhrchens
ist jedoch komplizierter, wenn Dutzende von tausend Mikroröhrchen-Clusterplatten
im selben Lagerbereich aufbewahrt werden.
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Das
Konzept der einmaligen Etikettierung jedes Röhrchens ist bekannt. Auf die
Außenseite
des Röhrchenbodens
kann zum Beispiel eine zweilagige Beschichtung aufgebracht werden.
Anschließend kann
ein Code in die obere oder äußerste Lage
der Beschichtung mit einem Laserätzverfahren
oder dergleichen geätzt
werden. Diese Technik wird von Matrix angewendet.
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Dieses
Verfahren bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Zunächst muss
die ätzbare
Beschichtung am Boden des Röhrchens
aufgebracht werden. Diese Röhrchen
werden gewöhnlich
in Verbindung mit einer großen
Auswahl organischer Lösungsmittel
wie DMSO verwendet. Folglich muss die zweilagige Beschichtung im
Falle eines Verschüttens sowohl
sicher als auch völlig
inert gegenüber
jeglichem Lösungsmittel
sein. Dies ist nicht leicht zu erreichen, und dort, wo es erreicht
wird, nehmen zwangsläufig
die Kosten erheblich zu.
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Wird
die obere Beschichtung bei der Bearbeitung des Röhrchens leicht zerkratzt, könnte zum Zweiten
der einmalige Code dadurch versehentlich verändert oder verfälscht werden.
Dies kann schwerwiegende Auswirkungen auf einen Versuch haben, und
möglicherweise
müssen
viele Arbeitsstunden und teure Reagenzien in Wiederholungsversuchen aufgewendet
werden. Wenn die ursprüngliche
Probe einmalig war, so kann es sein, dass der Versuch gar nicht
wiederholt werden kann.
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Alle
oben genannten Aspekte erhöhen
die Kosten des fertigen Produkts.
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In
einem weiteren bekannten Beispiel zur Kodierung eines Röhrchens
wird eine Perle aus nicht transparentem Gummi- oder Plastikmaterial
in der Basis des Röhrchens
eingebettet. Dieser wird dann direkt durch Laserätzung kodiert, gewöhnlich mit
einer Serie von Grübchen
in Form eines Binärcodes. Gelangt
ein falscher Kratzer oder ein falsches Grübchen auf den Boden des Röhrchens,
dann geht der einmalige Code auch hier verloren. Darüber hinaus ist
das Verfahren zur Einbettung oder Anbringung einer Perle oder einer
Lage aus undurchsichtigem Material auf dem Boden eines kleinen Röhrchens
nicht unbedingt einfach und trägt
erheblich zu den Kosten des Röhrchens
bei, noch bevor die Kosten der Laserätzung dazugerechnet werden.
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Ebenfalls
bekannt ist das Anbringen eines elektronischen Codeträgers an
der Basis eines Röhrchens.
Beispiele für
diese Art von Technologie sind in der WO89/08264 (Ballies) und der
WO99/03585 (Clids OY) beschrieben. In diesen beiden Beispielen ist
das Speichergerät
abnehmbar. Zwar ist das Speichergerät in einer flüssigkeitsdichten
Ummantelung eingekapselt, doch ist diese nicht am Boden des Röhrchens
versiegelt.
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Die
US 5019243A offenbart
eine Fluidauffangvorrichtung, die eine erste und eine zweite röhrenförmige Materiallage
umfasst, wobei ein geschütztes
Etikett dazwischen eingeschlossen ist.
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Dies
ist insgesamt gesehen der nächstliegende
Stand der Technik, der der Anmelderin bekannt ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einige oder alle der
oben umrissenen Probleme zu beseitigen oder wenigstens zu mildern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Probenröhrchenbaugruppe
bereitgestellt, die eine fluiddichte Etikettenkammer gemäß Anspruch
1 beinhaltet, wobei die Etikettenkammer an dem Probenröhrchen angebracht
ist oder einen Bestandteil seines Körper bildet. Durch Einkapseln
des Etiketts innerhalb eines verschlossenen Gehäuses kann ein gedrucktes Etikett
verwendet werden, das mit konventioneller Drucktechnik gedruckt wurde.
Laserätzung
ist nicht mehr erforderlich, kann aber angewendet werden.
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Die
Röhrchenbaugruppe
umfasst Folgendes:
- (i) einen Röhrchenabschnitt,
dessen Boden eine Endkappe aufnimmt; und
- (ii) eine Endkappe, die mit dem Boden des Röhrchenabschnitts verbunden
wird; und
- (iii) eine Etikettenkammer, die beim Gebrauch von einem Raum
zwischen dem Boden oder der Außenfläche des
Bodens des Röhrchenabschnitts und
der Innenfläche
der Endkappe bereitgestellt wird;
wobei die Endkappe an den
Boden des Röhrchenabschnitts
geschmolzen, geschweißt
oder anderweitig angebracht wird, um einen fluiddichten Verschluss
zu bilden. Aufgrund dieser zweiteiligen Konstruktion kann jedes
geeignete gedruckte oder geätzte
Etikett verwendet und automatisch vor einem Kontakt mit Lösungsmitteln,
Abrasivmitteln oder dergleichen geschützt werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Endkappe eine Basis und eine aufrecht stehende Seitenwand,
die im Wesentlichen um den Perimeter der Kappe verläuft, wobei
der äußerste Endrand
der Seitenwand so gestaltet ist, dass er mit einem um den Boden
des Röhrchenabschnitts
gebildeten Ansatz zusammenwirkt.
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Vorzugsweise
weist die Endkappenseitenwand eine Rippe auf, die im Wesentlichen
um den Umfang der Seitenwand verläuft. Durch diese Anordnung
werden Qualität
und Integrität
des Verschlusses zwischen der Endkappe und dem Röhrchenabschnitt verbessert.
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In
einer alternativen Ausgestaltung weist der Ansatz am Boden des Röhrchenabschnitts
vor dem Zusammenbau ebenfalls eine Rippe auf, die im Wesentlichen
um den Umfang des Röhrchenabschnitts verläuft.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kommen die Rippe an der
Endkappe und die Rippe am Röhrchenabschnitt
miteinander in Kontakt, wenn die Endkappe auf das Ende des Röhrchenabschnitts
gesetzt wird.
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Vorzugsweise
wird im Baugruppenherstellungsverfahren Material in den beiden miteinander
in Kontakt kommenden Rippen erhitzt und zusammengedrückt, um
einen fluiddichten Verschluss zwischen dem Röhrchenabschnitt und der Endkappe
zu bilden.
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In
einer alternativen Ausgestaltung weist der Ansatz am Röhrchenabschnitt
eine Nut oder Vertiefung auf, die so gestaltet ist, dass sie kooperativ
mit einer entsprechenden Rippe am Endrand der Endkappenseitenwand
in Eingriff kommt.
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Alternativ
weist der Ansatz am Röhrchenabschnitt
eine Rippe auf, die so gestaltet ist, dass sie kooperativ mit einer(m)
entsprechenden(m) Nut oder Kanal am Endrand der Endkappenseitenwand
in Eingriff kommt.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Nut oder Vertiefung eine Endlosnut oder -vertiefung,
die im Wesentlichen um den Umfang der Kappe bzw. des Röhrchenabschnitts
verläuft.
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Vorzugsweise
sitzt die Endkappe im Schnappverschluss auf der Endregion mit reduziertem
Durchmesser.
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Beim
Gebrauch umfasst die Baugruppe ferner ein Etikett.
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Das
Etikett ist vorzugsweise ein lasergeätztes Etikett. Die Laserätzung bringt
ein sehr deutlich definiertes Bild hervor und ist zum Produzieren
mehrerer Etiketten mit jeweils unterschiedlichem Code besser geeignet.
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Das
Etikett kann aus Papier oder aus einem Plastikmaterial gebildet
werden.
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Das
Etikett kann auch ein gedrucktes Etikett sein. Die Druckmethode
ist günstig
und wirtschaftlich und Hochauflösungsdrucker
gibt es heute zu moderaten Preisen. Da das Substrat vor den Elementen geschützt wird,
ist ein gedrucktes Papieretikett akzeptabel.
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In
einer Ausgestaltung beinhaltet das Etikett einen Strichcode.
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In
einer alternativen Ausgestaltung beinhaltet das Etikett einen Binärcode. Es
sind viele Formen von Binärcodes
und Strichcodes verfügbar
und im Laufe der Zeit werden neue Kodierungssysteme entwickelt.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Etikett einen alphanumerischen Code zusammen mit
einem Strichcode oder einem Binärcode.
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Vorzugsweise
wird die Endkappe an einen Röhrchenabschnitt
durch Ultraschallschweißen
geschweißt.
Diese Technik eignet sich besonders gut für kleine Röhrchen.
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Vorzugsweise
ist eine Region in der Endkappe über
dem Etikett im Wesentlichen durchlässig für sichtbares Licht.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Etikett einen Code, der aus optisch lesbaren Zeichen
besteht.
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Vorzugsweise
umfasst die Endkappe eine Basis und eine aufrecht stehende Seitenwand,
die im Wesentlichen um den Perimeter der Kappe verläuft, wobei
der äußerste Endrand
der Seitenwand so gestaltet ist, dass er mit einem um den Boden
des Röhrchenabschnitts
gebildeten Ansatz zusammenwirkt.
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Vorzugsweise
weisen sowohl die Endkappenseitenwand als auch der Boden des Röhrchenabschnitts
vor dem Zusammenbau eine Materialrippe auf, die im Wesentlichen
um den Umfang der jeweiligen Komponenten verläuft.
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Vorzugsweise
kommen die Rippe auf der Endkappe und die Rippe auf dem Röhrchenabschnitt vor
dem Bilden des verschlossenen Gehäuses miteinander in Kontakt,
wenn die Endkappe auf das Ende des Röhrchenabschnitts gesetzt wird.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Etikett einen Strichcode oder einen Binärcode.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Etikett ein
lasergeätztes
Etikett.
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Alternativ
umfasst das Etikett ein gedrucktes Etikett.
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Vorzugsweise
werden die beiden Komponenten durch Ultraschallschweißen miteinander
verschweißt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Konstruieren einer Probenröhrchenbaugruppe
wie hierin beschrieben bereitgestellt, das die Schritte aus Anspruch
18 umfasst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Konstruieren einer Probenröhrchenbaugruppe
wie hierin beschrieben bereitgestellt, das die Schritte aus Anspruch
20 umfasst.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden werden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ausführlicher,
jedoch nur beispielhaft, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen
beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine
Querschnittsdarstellung eines Röhrchens
gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
der unteren Spitze des in 1 dargestellten
Röhrchens;
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3 den
Boden eines Röhrchenabschnitts, wobei
eine Endregion mit reduziertem Durchmesser dargestellt wird;
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4 eine
untere Endkappe;
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5 und 6 jeweils
eine Draufsicht, Querschnittsdarstellung und Seitenansicht der unteren
Endkappe aus 4;
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7 und 8 jeweils
eine Draufsicht und eine Querschnittsdarstellung einer unteren Endkappe
gemäß einer
zweiten Ausgestaltung;
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9 eine
Querschnittsdarstellung eines Röhrchenabschnitts
gemäß der zweiten
Ausgestaltung;
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10 eine
vergrößerte Ansicht
der unteren Spitze einer Röhrchenbaugruppe
gemäß der zweiten Ausgestaltung;
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11 und 12 jeweils
eine Querschnittsdarstellung des Bodens eines Röhrchenabschnitts und der unteren
Endkappe gemäß einer
dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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13 und 14 schematische
Querschnittsdarstellungen eines Vergleichsröhrchens, das keinen Bestandteil
der Erfindung bildet.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
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Die
vorliegenden Ausgestaltungen repräsentieren die zurzeit besten
Methoden zur Umsetzung der Erfindung, die der Anmelderin bekannt
sind. Dies sind aber nicht die einzigen Methoden, die dies erreichen
können.
Sie werden im Folgenden nur beispielhaft erläutert und beschrieben.
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1 zeigt
ein Cluster-Röhrchen 10,
das die vorliegende Erfindung beinhaltet. Das Detail des Bodens
dieses Cluster-Röhrchens
ist in 2 deutlicher dargestellt. Die folgende Beschreibung
zeigt zwar, wie die Erfindung in Verbindung mit einem Cluster-Röhrchen verwendet
werden kann, aber es ist zu verstehen, dass die Erfindung für praktisch
jedes beliebige Lagerröhrchen
geeignet ist, das aus Plastikmaterial oder Glas besteht.
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2 zeigt
das untere Ende eines Röhrchenabschnitts 11 einer
Lagerröhrchenbaugruppe, die
allgemein bei 10 dargestellt ist. Das untere Ende des Röhrchenabschnitts
hat eine Endregion 12 mit reduziertem Durchmesser. Eine
untere Endkappe 13 ist so gestaltet, dass sie über diese
Endregion passt. Vorzugsweise sitzt die untere Endkappe 13 im Schnappverschluss
auf der Endregion 12 mit reduziertem Durchmesser. Die Kappe 13 besteht
aus einer Basis oder Abdeckung 14 und einer aufrecht stehenden
Seitenwand 15, die im Wesentlichen um den Perimeter der
Kappe verläuft,
wobei der äußerste Endrand
der Seitenwand so gestaltet ist, dass er in einen auf der Endregion
mit reduziertem Durchmesser des Röhrchenabschnitts gebildeten
Ansatz eingreift. Das Ergebnis ist eine) flacher) Kappe oder Becher
mit dem Querschnittsprofil eines gestreckten U. Wenn die Kappe beim
Gebrauch an ihrem Ort einschnappt, stößt der äußerste Endrand 16 der
Seitenwand 15 gegen einen Ansatz 17 an der Schnittstelle zwischen
dem unteren Ende des Röhrchenabschnitts
und der Endregion 12 mit reduziertem Durchmesser. Wenn
die Kappe 13 fest an ihrem Ort sitzt, entsteht ein Raum
zwischen der unteren oder äußeren Endfläche der
Endregion 12 des Röhrchenabschnitts
und der Innenseite oder Innenfläche
der Kappenbasis 14. Dieser Raum, der tatsächlich eine Etikettenkammer
ist, ist so gestaltet, dass er ein Etikett aufnimmt. Die Kappe wird
dann auf das Ende des Röhrchenabschnitts
versiegelt, um das Etikett innerhalb eines verschlossenen Gehäuses einzukapseln,
das im Wesentlichen fluiddicht ist.
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Dieser
Verschluss kann auf vielerlei Arten und Weisen erreicht werden.
Bestehen der Röhrchenabschnitt
und die Endkappe aus Kunststoff, dann können sie miteinander verschweißt werden, vorzugsweise
mittels Ultraschallschweißtechniken. Es
können
auch andere Schweißarten
angewendet werden. Alternativ kann ein Klebstoff verwendet werden.
Die bevorzugte Methode zur Bildung einer fluiddichten Etikettenkammer
in der Basis des Röhrchenabschnitts
wird durch Materialexperten bestimmt.
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Beim
Ultraschallschweißen
können
verschiedene Merkmale genutzt werden, um die Wirksamkeit einer Ultraschallschweißung zu
verbessern. 2 zeigt zum Beispiel einen „Nut und
Feder"-Effekt, der
zwischen der Endregion mit reduziertem Durchmesser des Röhrchenabschnitts
und der Kappe erzeugt werden kann. Die Ansatzregion 17 kann zum
Beispiel eine Nut 20 beinhalten, die in Größe und Form
einer Rippe 21 am Endrand der Kappenseitenwand entspricht.
Dieses letztere Merkmal ist in 4 deutlicher
dargestellt. Tatsächlich
greifen die Rippe an der Kappe und die Nut am Röhrchenansatz kooperativ ineinander
ein. Es ist jedoch zu betonen, dass dies ein optionales Merkmal
ist und zur Bildung eines Verschlusses zwischen den beiden Komponenten
nicht erforderlich ist.
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Ein
um den Außenumfang
gelegener Einschnitt 22 am Rand der Kappe unterstützt das
Abnehmen und Platzieren der Kappe.
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Es
ist zu verstehen, dass diese fluiddichte Etikettenkammeranordnung
den großen
Vorteil bietet, dass das Etikett aus jedem beliebigen geeigneten Material
hergestellt werden kann. Das Material braucht gegenüber Lösungsmitteln
wie DMSO nicht chemisch beständig
zu sein, da es innerhalb seines eigenen Raums oder einer Etikettenkammer
versiegelt ist. Folglich kann das Etikett auch mit konventionellen
Hochauflösungsdrucktechniken
gedruckt werden. Es ist keine Laserätzung notwendig, obschon die
Laserätzung
möglicherweise
bevorzugt wird, um die erforderliche Auflösung zu erreichen und da jedes einzelne
Etikett einen anderen Code aufweist. Dies bedeutet auch, dass eine
größere Auswahl
von Codes und Codetypen verwendet werden kann. Die Etiketten können zum
Beispiel in vielen verschiedenen Farben gedruckt werden, indem entweder
Farbdruck angewendet oder verschiedene farbige Substrate verwendet
werden. Es können
verschiedene Typen von Strichcodes oder Binärbit-Codes verwendet werden
und neu entwickelte Codetypen können
ohne weiteres übernommen
werden. Das Etikett kann auch Alphanumerik beinhalten. Dies bietet
die Möglichkeit
einer Gegenkontrolle, wenn der Binär- oder Strichcode zerstört wird.
Folglich kann dieselbe einmalige Kennung als Strichcode oder als
Binärcode oder
als irgendein anderer Code und als Alphanumerik gedruckt werden.
Das Codeabtastgerät
ist so ausgelegt, dass es beide Codes liest und eine Warnung abgibt,
wenn die beiden Codes nicht miteinander übereinstimmen.
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Die
auf dem Gebiet des Hochauflösungsdrucks
fachkundige Person wird für
das Etikett das geeigneteste Substrat auswählen. Dies kann ein Plastikmaterial,
Papier oderv irgendein anderer Verbundstoff sein. Diese fachkundige
Person wird außerdem
das geeignetste Druck- oder Ätzverfahren auswählen, wie
Laserdruck, Tintenstrahldruck oder Laserätzung.
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Eines
der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung ist, dass ein maschinenlesbarer,
einmaliger Kennungscode oder ein solches Etikett in einer fluiddichten
Kammer an der Basis des Röhrchens versiegelt
wird. Die codetragende Seite des Etiketts wird so ausgerichtet,
dass der Code von unterhalb der Basis des Röhrchens gelesen werden kann.
Vorzugsweise wird der Code auf das Etikett geätzt. In jedem Fall besteht
der Code aus optischen Zeichen oder Formen, die auf einer Seite
eines Etiketts erzeugt werden und die maschinenlesbar sind. Das
exakte Format des Codes und das Verfahren, mit dem der Code generiert
wird, sind für
die Erfindung nicht entscheidend.
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Ein
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das Etikett
im Gegensatz zu einem elektronischen Codeträger optisch lesbare Zeichen beinhaltet.
Optische Zeichenleser sind allgemein bekannt und werden ständig weiterentwickelt.
Ein solches Gerät
ist in der
US 6138915 (Danielson
et al) beschrieben. Dies ist jedoch nur einer von vielen verfügbaren Lesertypen.
Unter Verwendung von gedruckten oder geätzten Etiketten werden Kosten
und Komplexität
des Systems minimal gehalten. Durch Verschließen des Etiketts in einer speziellen
fluiddichten Etikettenkammer wird das Etikett vor Beschädigungen
durch Lösungsmittel
oder physischen Abrieb geschützt.
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Aus
diesem Grund wird die untere Endkappe aus einem transparenten oder
im Wesentlichen transparenten Material gebildet. Der Boden der Kappe
fungiert als eine Art Linse, durch die das kodierte Etikett betrachtet
werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil dieses Konstruktionstyps besteht darin, dass der
Vorgang des Platzierens der unteren Endkappe am Boden des Röhrchenabschnitts
dazu genutzt werden kann, das Etikett von einem Etikettenbogen abzuschneiden
oder abzuscheren. Es ist zu verstehen, dass eine Art Scherwirkung
durch die Endkappenseitenwand erzeugt wird, wenn sie sich an der
Seite der Endregion mit reduziertem Durchmesser des Röhrchenabschnitts
herab bewegt. Diese Scher- oder Stanzwirkung kann zum Schneiden
einer Etikettenscheibe aus einem Bogen genutzt werden. Diese Etikettenscheiben
könnten vor
dem Ausstanzen des Etiketts teilweise perforiert werden.
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Das
Zusammenbauen der Lagerröhrchenbaugruppe
ist dann ganz einfach. Eine Gruppierung von Röhrchenabschnitten wird so angeordnet,
dass die offenen Enden der Röhrchen
nach unten gerichtet sind, d.h. die unteren Enden liegen oben. Ein
Bogen zuvor gedruckter Etiketten wird über die Oberseite der Röhrchengruppierung
gelegt und korrekt auf die Röhrchen
ausgerichtet. Untere Endkappen werden einzeln oder gruppenweise über die
Röhrchen gesetzt
und festgedrückt. Überschüssiges Etikettierungsmaterial
wird entfernt und die Endkappen werden dann auf den Röhrchenabschnitten
versiegelt.
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Alternativ
kann das Zusammenbauen anders herum erfolgen. Das heißt, Becher
werden in einer Gruppierung mit der Basis unten bzw. der offenen Seite
oben angeordnet. Ein Etikettenbogen wird über die Oberseite der Kappen
gelegt und eine Gruppierung von Röhrchenabschnitten wird mit
dem unteren Ende unten abwärts
geführt
und in die Kappen gedrängt.
Für eine
leichtere Bearbeitung und Anordnung der Kappen können diese in einer Gruppierung mit
verbindenden Gliedern angeordnet werden. Diese Glieder werden erst
dann entfernt, wenn die Zusammenbauphase abgeschlossen ist.
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In
einem alternativen Zusammenbauverfahren wird ein Etikett so in eine
Endkappe gesetzt, dass die gedruckte oder geätzte Seite des Etiketts durch den
Boden der Kappe sichtbar ist. Die Kappe und das darin enthaltene
Etikett werden dann auf den Boden eines Röhrchens gesetzt und die beiden
Komponenten werden verschweißt
oder anderweitig miteinander verschmolzen, um eine fluiddichte Etikettenkammer
zu bilden.
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Es
ist beabsichtigt, dass sich die vorliegende Erfindung und Offenbarung
auf diese verschiedenen Zusammenbauverfahren erstreckt.
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Zwar
sind die bisher beschriebenen Röhrchen
im Wesentlichen kreisförmig
im Querschnitt, doch ist zu verstehen, dass jedes beliebige geeignete Querschnittsprofil
des Röhrchens
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Folglich können auf
Röhrchen
mit quadratischem, rechteckigem oder polygonalem Profil untere Endkappen
in ähnlicher Weise
aufgesetzt werden.
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Alternative
Konstruktionsdetails sind in den 3 bis 12 einschließlich dargestellt.
Diese zeigen verschiedene Anordnungen zur Bildung einer fluiddichten
Verbindung oder Schweißung
zwischen der unteren Endkappe und dem Boden des Röhrchenabschnitts.
In diesem Zusammenhang hat der Begriff „fluid" seine allgemeinste Bedeutung und schließt eine
Flüssigkeit,
ein Gas oder einen Dampf ein.
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Bezugnehmend
auf die 3 und 4 in Kombination, 3 zeigt
den Boden eines Röhrchenabschnitts 31 mit
einem Ansatz 37, gegen den die Seitenwand der Endkappe
während
des Zusammenbaus stößt. In diesem
Beispiel ist eine Materialrippe 21 um den Umfang der Endkappenseitenwand vorgesehen,
aber keine entsprechende Nut im Ansatz 37 im Boden des
Röhrchenabschnitts.
Vor dem Bilden der fluiddichten Verbindung ruht die Spitze der Rippe
daher auf dem Ansatz 37.
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Durch
das Aufbringen von Wärme
oder Ultraschall auf diese Region wird die Rippe geschmolzen und
der Röhrchenabschnitt
und die Endkappe werden miteinander versiegelt.
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Eine
Erweiterung und weitere Modifikation dieses Verschlusssystems ist
in den 11 und 12 dargestellt. 11 zeigt
den Boden eines Röhrchenabschnitts 61,
der dem in den 2 und 3 dargestellten ähnlich ist.
In diesem Beispiel weist der Ansatz 77 um den Boden des
Röhrchenabschnitts
jedoch auch eine Materialrippe 70 auf. Die Materialrippe
entspricht einer ähnlichen
Rippe 71 am oberen Rand der Seitenwand der unteren Endkappe 73.
Wenn die beiden Komponenten zusammengebracht werden, dann kommen
die beiden Rippen 70 und 71 miteinander in Kontakt
und verhindern, dass der Ansatz 77 am Röhrchenboden und der flache
Abschnitt 76 an der unteren Endkappenseitenwand miteinander
in Kontakt kommen. Durch das Ausbringen von Wärme oder Ultraschall auf die
Rippen, wenn sie sich in dieser Konfiguration befinden, werden beide Rippen
geschmolzen und die beiden Teile werden fluiddicht miteinander verschmolzen.
Während
des Schweiß-
oder Schmelzverfahrens wird Druck auf die beiden Komponenten aufgebracht,
so dass die Kappe auf den Boden des Röhrchenabschnitts gedrängt wird,
um die Oberflächen 76 und 77 zusammenzubringen.
Material von den Rippen 70 und 72 fließt sowohl
auswärts
zur Außenseite
des Röhrchens
als auch einwärts
in Richtung auf die mittlere Achse des Röhrchenkörpers.
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Andere
Konstruktionsmerkmale des Röhrchens,
die in den 11 und 12 dargestellt
sind, entsprechen den in den 2, 3 und 4 dargestellten,
wobei ein entsprechendes Nummerierungssystem verwendet wude. Das
Profil der Rippen in den bisher beschriebenen Figuren ist im Wesentlichen
dreieckig. Dies ist nur eines aus einer großen Auswahl von verwendbaren
Profilen. Im Wesentlichen fungiert die Rippe als eine Quelle von
Material, das geschmolzen werden kann, um eine Verbindung zwischen
dem Röhrchenabschnitt
und der unteren Endkappe zu bilden. Ein Materialexperte wird die/den optimale(n)
Größe, Form,
Ort und Anzahl von Rippen und Kanälen von Material bestimmen,
die an der fluiddichten Verbindung zwischen Röhrchenabschnitt und Endkappe
beteiligt sind oder zu dieser beitragen. Es ist zu verstehen, dass
ein hitzeaktivierter Klebstoff anstatt oder zusätzlich zu Schmelz- oder Schweißmaterial
der gleichen Zusammensetzung wie der Röhrchenabschnitt der unteren
Endkappe verwendet werden könnte.
Außerdem
bestimmt ein Materialexperte den optimalen Ort für Rippen, Nuten, Kanäle oder
dergleichen.
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Für den Cluster-Röhrchentyp,
der in den Figuren dargestellt ist, werden nur beispielhaft einige Abmessungen
angegeben. Die Gesamtlänge
des Röhrchens
liegt bei etwa 47 mm, einschließlich
Endkappe und Etikett. Mit Bezug auf 12 beträgt die Abmessung
A 5,10 mm, die Abmessung B 5,60 mm und die Abmessung C, d.h. die
Höhe der
Rippe, 0,15 mm. Der Winkel D liegt bei 80°. Diese Abmessungen werden entsprechend
dem Einsatzzweck verändert. Das
Etikett ist etwa 0,21 mm dick.
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Bisher
wurden diese Rippen in den Ansätzen dargestellt,
die in der Längsachse
des Röhrchens
aneinander stoßen.
Ein Beispiel für
eine andere Anordnung ist in den 7, 8, 9 und 10 dargestellt.
In dieser Ausgestaltung ist eine untere Endkappe 43 so
gestaltet, dass sie über
das untere Ende eines Röhrchenabschnitts 41 passt.
Eine Rippe oder ein Vorsprung 51 befindet sich auf der
Innenfläche der
Seitenwand der Endkappe. Dieser Vorsprung passt in eine entsprechende
Nut oder einen Kanal 50 in der Seitenwand des Röhrchenabschnitts 41 in
einer Region, in der der Durchmesser des Röhrchenabschnitts kleiner ist
als der allgemeine Außendurchmesser
des Röhrchens.
Dadurch sitzt die Kappe im Schnappverschluss auf dem unteren Ende
des Röhrchenabschnitts.
Der Vorsprung 51 fungiert als eine Wulst von Material,
die einen Verschluss um den Röhrchenabschnitt
bilden kann. Durch das Aufbringen von Wärme oder Ultraschallenergie
auf diese verschließende
Wulstregion werden die beiden Komponenten miteinander verschmolzen.
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In
den bisher beschriebenen Beispielen wurde das Etikett in einer Etikettenkammer
eingekapselt, die durch eine Kombination aus einer Kappe und dem
Ende eines Röhrchens
gebildet wurde. Dies ist nicht die einzige mögliche Anordnungsweise. Ein
Etikett könnte
zum Beispiel in einer eine eigene Einheit bildenden Etikettenkammer
eingekapselt werden, die vom Körper
des Röhrchenabschnitts
getrennt ist. Diese Etikettenkammer, mit darin befindlichem Etikett,
wird dann durch Schweißen,
Schmelzen oder Klebstoff oder durch irgendeine andere Methode mit dem
Röhrchenkörper verbunden.
Die fluiddichte Etikettenkammer könnte zum Beispiel in irgendein
Teil am Röhrchenkörper eingreifen,
wie zum Beispiel durch einen Schnappverschluss in einen Hohlraum an
der Basis des Röhrchenkörpers. Diese
Anordnung erfüllt
die gleiche Aufgabe und hat die gleichen Vorzüge wie die oben beschriebenen
Ausgestaltungen.
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Die 13 und 14 zeigen
eine Vergleichsanordnung, die kein Bestandteil der Erfindung ist.
Sie zeigen schematisch die Röhrchen 80, 90,
die jeweils aus einem äußeren Röhrchenabschnitt 81, 91 und
einem inneren Röhrchenabschnitt 82, 92 bestehen.
Die Basis der äußeren Röhrchenabschnitte 84, 94 ist
im Wesentlichen flach. Die inneren und äußeren Röhrchenabschnitte sind ineinander
gesteckt und weisen im unteren Teil einen engen Sitz auf. Im oberen
Teil des Röhrchens
befindet sich jedoch eine Lücke
oder ein diskreter Zwischenraum 88, 98 zwischen
dem inneren und dem äußeren Abschnitt.
Dieser Raum nimmt ein Etikett (nicht dargestellt) auf. Das Etikett
weist ähnliche
Informationen wie oben beschrieben auf. Eine fluiddichte Versiegelung 87, 97 wird
um den oberen Perimeter des Röhrchens
zwischen den beiden Röhrchenabschnitten
gebildet, um die in den Figuren mit 88 und 98 dargestellte fluiddichte
Etikettenkammer zu vervollständigen.
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Zwar
sind in den 13 und 14 Röhrchen mit
geraden Seiten dargestellt, doch ist jede beliebige Röhrchenform
möglich,
einschließlich
der konventionellen Cluster-Röhrchenform.
Außerdem umgibt
der äußere Röhrchenabschnitt
in diesen Figuren im Wesentlichen den gesamten inneren Röhrchenabschnitt.
Dies ist nicht notwendig, und der äußere Röhrchenabschnitt könnte auf
die Region der Etikettenkammer begrenzt sein oder an irgendeiner Stelle
zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Röhrchens enden.
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Das
Detail um die Oberseite des Röhrchens und
in einer beliebigen anderen Verbindungsregion wird von einem Materialexperten
bestimmt. Es können
Abstandshalter, Verbindungsstücke
und dergleichen verwendet werden. Es ist Ultraschallschweißung vorgesehen,
um in der Produktion eine robuste, fluiddichte Schweißung zu
erreichen.
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Was
die Transparenz der Etikettenkammer anbelangt, so muss die Etiketteninformation
optisch lesbar sein. Die Region der Etikettenkammer direkt über der
Etikettencodeinformation muss ausreichend transparent oder transluzent
sein, damit der Code ermittelt werden kann. Der Rest der Etikettenkammer braucht
nicht transparent zu sein und es ist vorgesehen, dass eine Art Linsenbereich
vor dem Etikettencodebereich bereitgestellt wird. Dieser Linsenbereich könnte konvex
oder anderweitig geformt sein, um bei Bedarf eine gewisse Vergrößerung zu
erreichen.
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Der
Begriff „Strichcode" hat im Kontext der vorliegenden
Erfindung eine sehr allgemeine Bedeutung. Er bezieht sich auf jede
beliebige Anordnung von Symbolen, die bekannt oder noch zu ermitteln sind,
die einen optisch lesbaren Code tragen. Er beinhaltet eine Serie
von Strichen, Punkten, Leerzeichen, Grübchen, schattierten Bereichen,
farbigen Bereichen oder dergleichen, ist aber keineswegs darauf
begrenzt. Der Code kann auch Alphanumerik beinhalten. Er kann auch
irgendeine Registrierung, ein Bezugsmerkmal oder Ausrichtungszeichen
beinhalten, damit der Code in der korrekten Ausrichtung gelesen
wird. Es wird davon ausgegangen, dass der Code maschinenlesbar ist,
um eine schnelle Roboterbearbeitung der Röhrchen zu unterstützen.