Brevet FR3026658A1 — publié le 20160408

EMBOUT DE PIPETTE COMPRENANT UN JOINT A LEVRE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de pipetage multicanaux, et plus précisément aux pipettes de prélèvement monocanal ou multicanaux, également dénommées pipettes de laboratoire, ou encore pipettes de transfert de liquide à déplacement d'air, destinées au prélèvement et à l'introduction calibrées de liquide dans des récipients. De telles pipettes, qu'elles soient manuelles ou motorisées, sont destinées à être tenues en main par un opérateur durant les opérations de prélèvement et de dispense de liquide. L'invention concerne plus particulièrement la conception des embouts de ces pipettes, les embouts étant destinés à porter les cônes de prélèvement formant des éléments consommables. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE De l'art antérieur, il est connu des pipettes de prélèvement multicanaux disposant d'une conception du type intégrant un corps formant poignée, ainsi qu'une partie basse présentant à son extrémité plusieurs embouts porte-cône de prélèvement, dont la fonction connue est de porter des cônes de prélèvement, également dits consommables. Sur les pipettes conventionnelles, chaque embout comprend deux portions de maintien du cône formant chacune saillie sur la surface extérieure de l'embout, et étant espacées l'une de l'autre selon une direction axiale de l'embout. La portion de maintien supérieure, en forme de bourrelet, remplit la fonction de maintien par friction du cône et limite l'introduction dans ce dernier dans l'embout. La portion inférieure, bien que participant également au maintien du cône, remplit la fonction d'étanchéité entre le cône de prélèvement et l'embout. Ensemble, les deux portions de maintien assurent le centrage de l'embout et du cône. Cette conception est celle rencontrée depuis des décennies sur les pipettes. Elle nécessite néanmoins d'être optimisée, en particulier de manière à rendre plus ergonomique l'opération d'emmanchement des cônes. En effet, pour faciliter le travail de l'opérateur, il est souhaitable d'aboutir à une conception ne requérant qu'un faible effort d'emmanchement, tout en garantissant le maintien mécanique du cône ainsi que son étanchéité avec l'embout. Avec la conception actuelle, un effort axial minimal d'emmanchement de l'ordre de 10N par embout est requis sur la pipette, afin que la compression du cône et de la portion basse de maintien soit suffisante pour garantir l'étanchéité désirée. Parfois même, cette valeur de 80N pour une pipette multicanaux à huit embouts peut s'avérer très insuffisante pour s'assurer que tous les cônes sont correctement emmanchés sur leurs embouts respectifs. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de proposer une solution remédiant au moins partiellement aux problèmes mentionnés ci-dessus, rencontrés dans les solutions de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un embout porte-cône de prélèvement pour pipette, l'embout comprenant deux portions de maintien du cône formant chacune saillie sur la surface extérieure de l'embout et étant espacées l'une de l'autre selon une direction axiale de l'embout. Selon l'invention, l'embout comprend un joint à lèvre destiné à contacter le cône et agencé axialement entre les deux portions de maintien. L'invention est remarquable en ce qu'elle rompt avec la technologie antérieure en prévoyant un joint à lèvre pour assurer l'étanchéité avec le cône de prélèvement. De ce fait, l'effort de contact entre le cône et l'embout au niveau des deux portions de maintien peut être largement inférieur à celui observé dans l'art antérieur, puisque ces portions ne sont plus utilisées pour obtenir l'étanchéité. L'effort d'emmanchement des cônes s'en trouve avantageusement réduit, et peu impacté par la coopération entre le cône et le joint à lèvre, en raison de la souplesse intrinsèque de ce dernier. A titre indicatif, avec une telle conception, un effort axial d'emmanchement de l'ordre de 5N par embout s'avère suffisant pour obtenir une étanchéité et un maintien correct de chaque cône. Par exemple, des résultats satisfaisants sont obtenus avec un effort axial d'emmanchement de l'ordre de 40N, sur une pipette multicanaux à huit embouts. L'opération d'emmanchement des cônes est ainsi plus ergonomique, limitant les risques de troubles musculo-squelettiques (TMS) aux opérateurs. En d'autres termes, l'invention présente la particularité de dissocier les moyens de l'embout dédiés au maintien mécanique du cône par friction, et ceux dédiés à l'obtention de l'étanchéité, formés par un joint à lèvre, dont l'effort de flexion de la / des lèvres est sensiblement inférieur à l'effort de compression d'un joint torique conventionnel. En décalant axialement les deux portions de maintien, celles-ci assurent un centrage long qui assure par ailleurs un parfait maintien latéral du cône de prélèvement, capable de résister aux sollicitations radiales susceptibles d'être rencontrées lors de la manipulation de la pipette, au cours des opérations de pipetage. Enfin, le fait d'intercaler le joint à lèvre entre ces deux portions de maintien en saillie, c'est-à-dire formant relief à la surface extérieure de l'embout, procure une optimisation de la longueur axiale de l'embout. Avantageusement, il en découle un encombrement réduit. L'invention présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Chaque portion de maintien prend la forme d'un bourrelet, ou d'une portion anguleuse ou arrondie entre deux sections d'embout de diamètres différents, ou encore d'une collerette dont le chant latéral extérieur présente une section transversale de forme polygonale. Dans ce dernier cas, il s'agit préférentiellement d'un polygone régulier, par exemple un hexagone ou un octogone. Par exemple, les deux portions de maintien sont constituées d'une portion de maintien haute en forme de bourrelet, et d'une portion de maintien basse formée par une portion anguleuse entre deux sections d'embout de diamètres différents. Préférentiellement, cette portion anguleuse est réalisée entre une première section d'embout correspondant au fond d'une gorge logeant le joint à lèvre, et une seconde section d'embout chanfreinée correspondant à l'extrémité distale de cet embout. L'écartement axial, entre des plans médians transversaux des deux portions de maintien, est compris entre 2 et 15 mm. La valeur de cet écartement dépend du modèle de pipette, et en particulier de sa capacité en termes de volume de prélèvement. La plage de valeurs indiquée ci-dessus est globalement applicable aux pipettes conçues pour des prélèvements allant de 2ulà 1000m1. Le joint à lèvre est réalisé dans un matériau élastomère de type EPDM, et présente de préférence une dureté Shore A de 40 à 100. Une gorge de logement du joint à lèvre présente un fond de diamètre compris entre 3 et 3,5 mm, et de préférence entre 3,1 et 3,3 mm. Ces plages de valeurs sont particulièrement applicables aux pipettes conçues pour des prélèvements de l'ordre de 2000. Néanmoins, pour les pipettes conçues pour des prélèvements allant de 20 à 1000m1, ce diamètre peut évoluer plus largement entre 2 et 5 mm. L'invention a également pour objet un ensemble comprenant un embout tel que décrit ci-dessus, ainsi qu'un cône de prélèvement présentant une surface intérieure de préférence tronconique, s'ouvrant vers le haut. De préférence, dans une position de fonctionnement dans laquelle le cône est emmanché sur l'embout, suite à un effort axial d'emmanchement de 5N par embout, l'embout et le cône présentent uniquement trois zones de contact séparées axialement les unes des autres, ces trois zones étant respectivement formées à l'aide des deux portions de maintien et du joint à lèvre. Enfin, l'invention a pour objet une pipette manuelle ou motorisée, de préférence multicanaux, comprenant au moins un embout ou un ensemble tels que décrits ci-dessus. Alternativement, il pourrait s'agir d'une pipette monocanal, sans sortir du cadre de l'invention. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue de face d'une pipette de prélèvement multicanaux à déplacement d'air, selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 représente une vue partielle et agrandie de face de l'un des embouts de la pipette montrée sur la figure précédente, avant l'emmanchement d'un cône de prélèvement ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, sur laquelle l'ensemble cône-embout a été représenté dans une position de fonctionnement ; et - la figure 4 représente une vue en coupe transversale de la pipette selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, montrant la géométrie spécifique de la portion supérieure de maintien du cône. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté une pipette de prélèvement multicanaux 1, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée aux pipettes multicanaux, mais s'applique de manière analogue aux pipettes dites « monocanal ». La pipette 1 à déplacement d'air, manuelle ou motorisée, comprend en partie supérieure un corps formant poignée 2, ainsi qu'une partie basse 4 également objet de la présente invention, intégrant à son extrémité inférieure des embouts porte-cône de prélèvement de pipette 6, sur lesquels des cônes ou consommables 8 sont destinés à être emmanchés. Chaque cône 8 et son embout associé 6 forment un ensemble 5 également propre à la présente invention. Les embouts porte-cône de prélèvement 6 sont espacés les uns des autres selon une direction latérale du système de pipetage, ou encore direction latérale de pipette, représentée par la flèche 10. Chaque embout 6 présente un orifice traversant 12 communiquant à son extrémité supérieure avec une chambre d'aspiration (non visible sur la figure 1), et à son extrémité inférieure avec un cône de prélèvement 8. L'orifice traversant 12 est centré ou non sur son embout 6 associé, c'est-à-dire qu'il est ou non centré sur un axe central 7 de l'embout sur lequel est centré le cône emmanché. La pipette 1 présente un axe central longitudinal 14, correspondant également à un axe central longitudinal de la partie basse 4. Cet axe 14 est orthogonal à la direction latérale 10, et habituellement placé de manière à avoir un nombre identique d'embouts 6 disposés de part et d'autre de celui-ci, dans la direction latérale. En outre, généralement, l'axe 14 est parallèle aux axes des orifices traversants 12 et aux axes 7 de leurs cônes associés 8, et également parallèle à une direction de coulissement des éléments mobiles de la partie basse de pipette 4, qui seront décrits ci-après. Dans l'exemple montré sur la figure 1, il est prévu huit embouts 6 alignés selon la direction 10, de manière à former une rangée. Aussi, l'axe central 7 de chaque embout 6 intercepte une même droite 9 s'étendant selon la direction 10. Comme cela est connu de l'homme du métier, la partie basse 4 est préférentiellement montée de façon vissée sur le corps 2 formant poignée. De manière connue, la partie basse 4 comprend un corps fixe 16 recouvert par un capot amovible extérieur 17, et, à son extrémité basse, les embouts 6. Les parties intérieures mobiles de cette partie basse 4 sont conventionnelles, et ne seront pas davantage décrites. Elles concernent notamment une pluralité de pistons parallèles à l'axe 14 et chacun associé à un embout 6. L'une des particularités de l'invention réside dans la conception de la partie basse 4, et en particulier de ses embouts 6, dont l'un va à présent être détaillé en référence aux figures 2 et 3 représentant un mode de réalisation préféré. Les autres embouts 6 de la pipette présentent une conception identique ou similaire. L'embout 6, à son extrémité basse montrée sur les figures 2 et 3, présente une forme globale cylindrique ou tronconique, se rétrécissant en allant vers le bas. L'embout 6 est tout d'abord équipé d'un joint à lèvre 20 pour assurer l'étanchéité avec la surface intérieure tronconique 21 du cône 8, en position de fonctionnement de l'ensemble 5 telle que montrée sur la figure 3. Dans cette position, le cône 8 est emmanché sur l'embout 6 suite à un effort axial d'emmanchement d'une intensité de 40N, correspondant à un effort de 5N multiplié par le nombre d'embouts sur la pipette multicanaux, à savoir huit embouts. Cet effort 22 est exercé avec la pipette tenue en main par l'opérateur, et en la forçant vers le bas dans l'extrémité supérieure des cônes en regard. Le joint à lèvre 20 présente une ou plusieurs lèvres, de préférence une seule. La lèvre 24 est de forme tronconique, s'évasant en allant vers le haut, à partir d'une base annulaire 26 du joint. La base annulaire 26 et la lèvre 24 sont de préférence réalisées d'une seule pièce, en matériau élastomère de type EPDM, en présentant une dureté Shore A de 40 à 100. La lèvre 24 présente une épaisseur maximale de 1 mm, cette épaisseur pouvant être constante ou bien se rétrécir à partir de la base annulaire 26, jusqu'à son extrémité radiale externe. A l'état non-contraint, le joint à lèvre 20 présente un diamètre extérieur par exemple de l'ordre de 4 mm. Le diamètre intérieur de la base annulaire 26 est quant à lui de l'ordre de 3,1 à 3,3 mm, ces valeurs étant particulièrement applicables à une pipette conçue pour prélever environ 200 il par embout. Ce diamètre correspond également au diamètre d'un fond 28 d'une gorge 30 de logement de la base 26 et d'une partie de la lèvre 24. Cette gorge 30 est pratiquée dans le corps de l'embout réalisé dans un matériau différent de celui du joint 20, par exemple un matériau du type PBT ou PVDF. Ce corps 6a constitue l'essentiel de l'embout 6, qui n'est préférentiellement complété que par le joint précité. C'est d'ailleurs ce corps 6a qui est équipé des moyens dédiés au maintien mécanique du cône sur l'embout, et qui vont à présent être détaillés. Il s'agit d'une portion de maintien haute 32, prenant la forme d'un bourrelet centré sur l'axe 14. Ce bourrelet fait donc saillie sur la surface extérieure 34 de l'embout, radialement vers l'extérieur. Il s'agit ensuite d'une portion de maintien basse 38, faisant également saillie sur la surface 34 de l'embout, vers l'extérieur. Axialement, le joint à lèvre 20 est situé entre les deux portions 32, 38 afin de diminuer l'encombrement axial de l'embout. L'écartement axial « E » schématisé sur la figure 3, entre un plan transversal médian 32' de la portion haute 32 et un plan transversal médian 38' de la portion basse 38, est préférentiellement compris entre 2 et 15mm. Cet écartement « E)> s'avère néanmoins suffisant pour conférer un centrage long au cône retenu par friction par ces deux portions 32, 38. Il permet notamment d'assurer un parfait maintien latéral du cône de prélèvement, capable de résister aux sollicitations radiales au cours des opérations de pipetage. En d'autres termes, il permet de lutter efficacement contre effets de « rotule » du cône sur l'embout. La portion basse 38 prend ici la forme d'une portion anguleuse, ou arrondie, définie entre deux sections d'embout de diamètres différents. Dans le cas particulier de ce mode de réalisation préféré, les deux sections d'embout sont respectivement constituées par une première section d'embout correspondant au fond 28 de la gorge 30, et une seconde section d'embout 40, chanfreinée, correspondant à l'extrémité distale de cet embout au niveau de laquelle débouche l'extrémité inférieure du canal 12. Alternativement, dans le cas où le joint 20 serait davantage centré entre la portion haute 32 et la portion basse 38, cette dernière prendrait alors la forme d'une portion anguleuse ou arrondie définie par une première section d'embout correspondant à une partie de la surface extérieure 34 cylindrique ou tronconique du corps d'embout 6a, et la seconde section d'embout 40 précitée. L'arête anguleuse ou arrondie formée entre ces deux sections jointives est bien capable de constituer une saillie coopérant avec la surface intérieure tronconique 21 du cône s'ouvrant vers le haut, pour aboutir à un maintien par friction de ce même cône sur l'embout. A cet égard, dans la position de la figure 3 correspondant à la position de fonctionnement dans laquelle la pipette est utilisée pour assurer les opérations de pipetage, l'embout 6 et le cône 8 présentent uniquement trois zones de contact séparées axialement les unes des autres, ces trois zones étant respectivement formées à l'aide des deux portions de maintien 32, 38 et du joint à lèvre 20. Au niveau des portions 32 et 38, les éléments en contact deux à deux sont comprimés et permettent donc un maintien par friction du cône sur l'embout. D'autre part, ces portions assurent un positionnement vertical convenable du cône sur l'embout, ce qui facilite notamment les opérations de pipetage avec des plaques de micro-titration. Enfin, toujours dans cette position de fonctionnement, la lèvre fléchie 24 du joint 20 contacte la surface intérieure 21 du cône, toujours en étant en saillie radialement vers l'extérieur, en dehors de la gorge 30. En référence à la figure 4, il est représenté un autre mode de réalisation préféré, dans lequel le bourrelet supérieur 32 est remplacé par une collerette dont le chant latéral extérieur 32a présente une section transversale de forme polygonale, ici un hexagone régulier. Aussi, dans la position de fonctionnement, seules les arêtes longitudinales de la collerette 32 sont au contact de la surface intérieure 21 du cône 8. Par conséquent, au niveau de cette portion de maintien 32, la zone de contact est constituée par six points de contact 50 espacés circonférentiellement les uns des autres. Aussi, il est à comprendre qu'entre ces points de contact 50, il n'existe pas de contact entre la surface intérieure 21 du cône 8 et la surface extérieure 34 de l'embout de pipette 6. Cela limite encore davantage l'effort d'emmanchement requis. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.20 REVENDICATIONS1. Embout porte-cône de prélèvement (6) pour pipette (1), l'embout comprenant deux portions (32, 38) de maintien du cône (8) formant chacune saillie sur la surface extérieure (34) de l'embout et étant espacées l'une de l'autre selon une direction axiale de l'embout, caractérisé en ce qu'il comprend un joint à lèvre (20) destiné à contacter le cône (8) et agencé axialement entre les deux portions de maintien (32, 38). 2. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque portion de maintien (32, 38) prend la forme d'un bourrelet, ou d'une portion anguleuse ou arrondie entre deux sections d'embout de diamètres différents, ou encore d'une collerette dont le chant latéral extérieur présente une section transversale de forme polygonale. 3. Embout selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les deux portions de maintien sont constituées d'une portion de maintien haute (32) en forme de bourrelet, et d'une portion de maintien basse (38) formée par une portion anguleuse entre deux sections d'embout de diamètres différents. 4. Embout selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite portion anguleuse (38) est réalisée entre une première section d'embout correspondant au fond (28) d'une gorge (30) logeant le joint à lèvre (20), et une seconde section d'embout chanfreinée (40) correspondant à l'extrémité distale de cet embout. 5. Embout selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écartement axial (« E »), entre des plans médians transversaux (32', 38') des deux portions de maintien (32, 38), est compris entre 2 et 15mm. 25 6. Embout selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint à lèvre (20) est réalisé dans un matériau élastomère de type EPDM, et présente de préférence une dureté Shore A de 40 à 100. 7. Embout selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une gorge (30) de logement du joint à lèvre (20) présente un fond (28) de diamètre compris entre 3 et 3,5 mm, et de préférence entre 3,1 et 3,3 mm. 8. Ensemble (5) comprenant un embout (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ainsi qu'un cône de prélèvement (8) présentant une surface intérieure (21) de préférence tronconique, s'ouvrant vers le haut. 9. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans une position de fonctionnement dans laquelle le cône (8) est emmanché sur l'embout (6), suite à un effort axial d'emmanchement de 5N par embout, l'embout et le cône présentent uniquement trois zones de contact séparées axialement les unes des autres, ces trois zones étant respectivement formées à l'aide des deux portions de maintien (32, 38) et du joint à lèvre (20). 10. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans la position de fonctionnement, au moins l'une des deux zones de contact, formée par l'une des deux portions de maintien (32, 38), est constituée par plusieurs points de contact espacés circonférentiellement les uns des autres. 11. Pipette manuelle ou motorisée (1), de préférence multicanaux, comprenant au moins un embout (6) selon l'une quelconque des revendications là 7 ou un ensemble (5) selon l'une quelconque des revendications 8 et 9.30