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Die Erfindung betrifft eine Ansaug- und Ausgabevorrichtung zum Zuführen einer Probe in eine Untersuchungseinheit wie beispielsweise einen prismatischen Brechzahlmesser oder ein oszillie- rendes Densitometer und zum Ausgeben der Probe aus der Untersuchungseinheit nach der Mes- sung. Im speziellen betrifft sie eine einfach zu bedienende Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe, die eine hochviskose Probe ansaugen und ausgeben kann, wobei die Geschwindigkeit des Ansaugens und Ausgebens der Probe einfach und in beliebiger Weise eingestellt und der Ansaug- und Ausgabevorgang mit Leichtigkeit mit einer Hand ausgeführt werden kann und es nicht notwendig ist, während einer Unterbrechung des Vorgangs einen Kolben mit Druck zu beaufschla- gen
In einem oszillierenden Densitometer, der eine U-förmige dünne Röhre umfasst, die eine Unter- suchungseinheit,
die sogenannte oszillierende Zelle aufweist, wird die Dichte der Probeflüssigkeit in Abhängigkeit von der Frequenz der oszillierenden Zelle untersucht, wenn die besagte Einheit mit der Probe gefüllt ist. Die Probe wird in die oszillierende Zelle durch Ansaugen oder Strömen unter Druck eingebracht. Für den Fall, dass eine ausreichende Menge an Probe vorhanden ist, dauert das Einbringen über einen definierten Zeitraum vom Start an und wird dann gestoppt. Für den Fall, dass eine kleine Menge an Probe vorhanden ist, wird die mittels einer Pumpe oder Spritze extra- hierte Probe mittels einer Ansaug- und Ausgabevorrichtung der oszillierenden Zelle zugeführt und nach der Messung mit der Ansaug- und Ausgabevorrichtung aus der Zelle entleert.
Die in Fig. 12 gezeigte Skizze zeigt eine Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe, die zum Ansaugen und Ausgeben einer Probe in eine oszillierende Zelle ausgebildet ist und eine Pumpe umfasst, die einen Zylinder, der an einem Ende eine Öffnung sowie einen im Zylinder 5a bewegbar angeordneten Kolben aufweist. Weiters umfasst sie eine Feder 5c, die den Kolben 5b in den unteren Bereich des Zylinders 5a drückt, wobei die Ausgangsöffnung 5d des Zylinders 5a mit der oszillierenden Zelle des oszillierenden Densitometers, die eine Untersuchungseinheit bilden, verbunden ist.
Nachdem eine Probe mittels der Pumpe 5 extrahiert wurde, drückt der Benutzer den Kolben 5b mit seinem Finger in den unteren Bereich des Zylinders, vorzugsweise bis zum unteren Totpunkt, und während die Probeaufnahmeöffnung der Untersuchungseinheit, die mit der Aufnahmeöffnung des Zylinders verbunden ist, in die Probe eingebracht ist, wird der Druck des Fingers, mit dem der Kolben 5b hinuntergedrückt wird, schrittweise reduziert. Anschliessend wird der Kolben 5b aufgrund der Kraft der Feder 5c nach oben gedrückt und saugt die Probe in den Zylinder 5a.
Wie in der Skizze der Fig. 13 dargestellt, ist der oben beschriebene Apparat zum Ansaugen und Ausgeben einer Probe in eine optische Zelle eines prismatischen Brechzahlenmessers ausge- bildet.
Bei der oben beschriebenen Pumpe 5 hängt die Kraft des Ansaugens der Probe in den Zylin- der 5a von der Elastizitätskraft der Feder 5c ab, sodass es vorkommen kann, dass eine hochviskose Probe nicht angesaugt werden kann. Um eine hochviskose Probe ansaugen zu können, muss die Feder 5c eine hohe Elastizitätskraft aufweisen. Wird jedoch eine niedrigviskose Probe angesaugt, wie beispielsweise ein organisches Lösungsmittel, erhöht die Verwendung einer Feder 5c mit einer hohen Elastizitätskraft die Geschwindigkeit des Ansaugens zu sehr. Als Folge werden Bedingun- gen mit überhöhtem Unterdruck geschaffen. Folglich kann es vorkommen, dass Messungen durch- geführt werden müssen, obwohl die Probe kleine Luftbläschen enthält.
Anders ausgedrückt, kann die Ansauggeschwindigkeit nicht auf die Probeeigenschaften abgestimmt werden, wenn die Kraft des Ansaugens der Probe in den Zylinder 5a der Pumpe 5 von der Elastizitätskraft abhängt. Eben- so kann die Ansaugzeit für eine spezifizierte Menge an Probe nicht eingestellt werden. Um das Ansaugen stoppen zu können, ohne dass nach der Probe Luft angesaugt wird, ist es notwendig, das Bewegen des Kolbens 5c mit Unterstützung der Finger zu stoppen. Diese Mängel müssen behoben werden, um die Bedienungseigenschaften des Apparates zu verbessern.
Die gleichen Probleme treten auf, wenn eine Spritze verwendet wird. Wenn die Pumpe keine Feder 5c umfasst, muss der Kolben 5b mit der Hand zurückgezogen werden und die Ein-Hand- Bedienung kann nicht durchgeführt werden. Das heisst, die Bedienungseigenschaften sind schlecht.
Der erfindungsgemässe Anmeldungsgegenstand kann die oben angeführten Probleme lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu bedienende Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe anzugeben, die eine hochviskose Probe ansaugen und ausgeben kann und in der die Geschwindigkeit des Ansaugens und Ausgebens der Probe einfach und beliebig eingestellt werden
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kann. Der Ausgabe- und Ansaugvorgang kann mit Leichtigkeit mit einer Hand durchgeführt werden und es ist nicht notwendig, während einer Unterbrechung des Vorgangs einen Kolben mit Druck zu beaufschlagen.
Die Erfindung schlägt eine Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe vor, welche um- fasst : eine Pumpe, die einen Zylinder und einen Kolben, der im Zylinder auf und ab bewegbar angeordnet ist, aufweist ; Grundkörper, in dem der Zylinder der Pumpe angeordnet ist ; Zahnrad oder ein Paar Zahnräder, die im Grundkörper auf einer zur Bewegungsrichtung des Kolbens rechtwinkeligen Achse drehbar angeordnet sind ; erste Zahnstange, deren eines Ende mit dem Kolben verbunden ist und die sich in das Zahnrad oder in die Zahnräder eingreifend bewegt ; und eine zweite Zahnstange, die im Grundkörper in einer zur Bewegungsrichtung der er- sten Zahnstange entgegengesetzten oder sich kreuzenden Bewegungsrichtung bewegbar ange- ordnet ist.
Die Pumpe kann ein bekanntes Produkt, das einen Zylinder, der aus Kunststoff oder Glas her- gestellt ist und einen in dem Zylinder auf und ab bewegbaren Kolben aufweist, umfassen. Es ist aber auch möglich, eine den Zylinder und den im folgenden beschriebenen Grundkörper umfas- sende Einheit zu schaffen.
Im Grundkörper sind einerseits das Zahnrad oder das Paar Zahnräder und die zweite Zahn- stange unabhängig vom Zylinder der Pumpe und andererseits der Kolben und die erste Zahnstan- ge mittels des Zylinders angeordnet. Um die Bewegung der ersten Zahnstange zu stabilisieren, kann vorgesehen sein, dass die erste Zahnstange vom Grundkörper gehalten wird.
Die Gestalt des Grundkörpers sollte zum Halten des Zylinders der Pumpe, des Zahnrades oder des Paares Zahnräder und der zweiten Zahnstange ausgeformt sein. Es ist dabei bevorzugt, die Handhabung und das Design zu berücksichtigen. Im einzelnen kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper beispielsweise in einer zylindrischen oder einer ovalzylindrischen Form ausgebildet ist. Ebenso unterliegt das Material zur Herstellung des Grundkörpers keiner speziellen Einschrän- kung und kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas und dergleichen umfassen.
Das Zahnrad oder das Paar Zahnräder ist im Grundkörper oberhalb des Zylinders auf einer zur Bewegungsrichtung des Kolbens rechtwinkligen Achse bewegbar angeordnet, während es in die erste oder die zweite Zahnstange eingreift.
Erfindungsgemäss ist das Zahnrad oder das Paar Zahnräder im Grundkörper angeordnet, wo- bei ein Zahnrad eine Radnabe und mehrere in einer Linie um diese Radnabe angeordnete Zahn- radzähne und ein doppeltes Zahnrad eine Radnabe und mehrere in zwei Reihen um die Radnabe angeordnete Zahnradzähne aufweist. Im ersten Fall sind die erste und die zweite Zahnstange der- art angeordnet, dass sie mit den in einer Reihe angeordneten Zahnradzähnen ineinander greifen, bzw. sind im zweiten Fall die erste und die zweite Zahnstange derart angeordnet, dass sie in die verschiedenen Reihen der gereihten Zahnradzähne eingreifen.
Die Art der oben angeführten Zahnräder ist auf keine spezielle Ausführungsform einge- schränkt. Es genügt, wenn die Zahnräder in die ersten und zweiten Zahnstangen (gereihte Zahn- radzähne) oder in diagonale Zahnstangen eingreifen können. Es ist also möglich, eine gerades
Stirnrad, dessen gerade Zahnradzahnreihe parallel zur Achse ausgerichtet ist, ein Schräg-Verzah- nungsrad, dessen Zahnradzahnreihe sich diagonal zur Achse erstreckt oder ein doppelschräg verzahntes Stirnrad zu verwenden. Weiters kann erfindungsgemäss vorgesehen sein, dass ein her- kömmliches Zahnrad mit beiden Zahnstangen ineinander greift, sodass der Aufbau der Einrichtung möglichst einfach gehalten werden kann.
Dadurch, dass eine derartige Konstruktion ein Gerad-Stirnrad als Zahnrad umfassen kann, er- gibt sich der Vorteil, dass die Kosten reduziert werden können.
Wenn das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Anmeldungsgegenstandes ein Paar Zahnräder umfasst, ist vorgesehen, dass die zwei Zahnräder derart miteinander verbunden sind, dass sie synchron bzw. in der gleichen Richtung bewegbar angeordnet sind und die erste und die zweite Zahnstange mit je einem Zahnrad ineinander greifen.
Die Achse der ersten Zahnstange, deren eines Ende mit dem Kolben der Pumpe verbunden ist und die sich während des Eingreifens in das Zahnrad oder das Paar Zahnräder bewegt, ist parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens in Achsrichtung bewegbar angeordnet.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, den Grundkörper mit Mitteln zum Führen der Bewegung der ersten Zahnstange auszustatten. Um jedoch die Bewegung der ersten Zahnstange zu stabilisieren
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und ein genaues Eingreifen mit dem Zahnrad oder dem Paar Zahnräder zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Führungsmittel zum Führen der Bewegung der ersten Zahnstange im Grundkörper anzuordnen.
Die zweite Zahnstange ist im Grundkörper derart angeordnet, dass sie sich entweder in einer sich kreuzenden oder in der entgegengesetzten Richtung zur Bewegungsrichtung der ersten Zahnstange bewegt, während sie in das Zahnrad oder in das Paar Zahnräder eingreift.
Wenn die zweite Zahnstange im Grundkörper in einer der Bewegungsrichtung der ersten Zahn- stange entgegengesetzten Bewegungsrichtung bewegbar angeordnet ist, während sie mit dem Zahnrad oder dem Paar Zahnräder ineinander greift, ist an einem Ende der ersten Zahnstange, deren anderes Ende mit dem Kolben verbunden ist, ein Ausgabeknopf vorgesehen. Beim Betäti- gen des Ausgabeknopfes wird der Kolben mittels der ersten Zahnstange in den unteren Bereich des Zylinders 5a gedrückt und die in der Pumpe befindliche Probe wird vom Kolben ausgegeben.
Entsprechend wird für den Fall, dass ein Ansaugknopf an einem Ende der zweiten Zahnstange - auf der gleichen Seite wie der Ausgabeknopf - angeordnet ist, beim Betätigen des Ansaugknopfes der Kolben über die zweite Zahnstange, die Zahnräder und die sich in der entgegengesetzten Richtung zur zweiten Zahnstange bewegende erste Zahnstange in den oberen Bereich des Zylin- ders gezogen, sodass die Probe in die Pumpe gesaugt wird.
Wenn die zweite Zahnstange im Grundkörper in einer sich mit der Bewegungsrichtung der ers- ten Zahnstange kreuzenden Bewegungsrichtung angeordnet ist, während sie mit dem Zahnrad oder dem Paar Zahnräder ineinander greift, ist auf einer Seite der zweiten Zahnstange ein Ausga- beknopf angeordnet, während ein Ansaugknopf auf der anderen Seite der zweiten Zahnstange angeordnet ist. Beim Betätigen des Ausgabeknopfes wird der Kolben über die zweite Zahnstange, das Zahnrad oder das Paar Zahnräder und die erste Zahnstange in den unteren Bereich des Zylinders gedrückt. Andererseits wird beim Betätigen des Ansaugknopfes der Kolben über die zweite Zahnstange, das Zahnrad und die erste Zahnstange in den oberen Bereich des Zylinders gezogen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein Zahnrad umfasst, das als Doppel- zahnrad ausgebildet ist und Zahnradzähne aufweist, die in zwei Reihen mit verschiedenen Radien angeordnet sind, wobei ein Zahnrad mit einem kleinen Radius und Ganghöhe in die erste Zahnstange eingreift und ein Zahnrad mit grossem Radius und Ganghöhe in die zweite Zahnstange eingreift. Folglich wird die Wirkung der ersten Zahnstange kraftvoller als die Wirkung der zweiten Zahnstange. Das heisst, es ist möglich, die wirkende Kraft des Kolbens in der Pumpe zu verstärken.
Dadurch wird es leicht, höher viskose Proben anzusaugen. Die Arbeit für die erste Zahnstange sinkt gegenüber der der zweiten Zahnstange. Folglich ist es einfach, die Feineinstellung der An- sauggeschwindigkeit der Probe vorzunehmen.
Wenn ein Paar Zahnräder mit verschiedenen Radien zur Anwendung kommt, greift ein Zahn- rad mit einem kleinen Radius und Ganghöhe mit der ersten Zahnstange ineinander, während ein Zahnrad mit grossem Radius und Ganghöhe mit der zweiten Zahnstange ineinander greift, sodass derselbe Effekt erzielt werden kann.
Wenn die zweite Zahnstange im Grundkörper in einer sich mit der Bewegungsrichtung der ers- ten Zahnstange kreuzenden Bewegungsrichtung angeordnet ist, während sie mit dem Zahnrad oder dem Paar Zahnräder ineinander greift, wird durch Betätigen der ersten Zahnstange die Probe aus der Pumpe ausgegeben.
Das heisst, dass für den Fall, dass die zweite Zahnstange im Grundkörper in einer sich zur Be- wegungsrichtung der ersten Zahnstange kreuzenden Bewegungsrichtung bewegbar angeordnet ist, während sie mit dem Zahnrad oder dem Paar Zahnräder ineinander greift, ein Ausgabeknopf an einem Ende der ersten Zahnstange, deren anderes Ende mit dem Kolben verbunden ist, ange- ordnet ist. Weiters ist ein Ansaugknopf an einem Ende der zweiten Zahnstange angeordnet, sodass beim Betätigen des Ausgabeknopfes der Kolben mittels der ersten Zahnstange in den unteren Bereich des Zylinders gedrückt wird und andererseits beim Betätigen des Ansaugknopfes der Kolben über die zweite Zahnstange, das Zahnrad oder das Paar Zahnräder und die erste Zahnstange in den oberen Bereich des Zylinders gezogen wird.
Wie oben beschrieben, sieht die Erfindung vor, dass das Ziehen des Kolbens vom unteren Be- reich in den oberen Bereich des Zylinders dem Betätigen der zweiten Zahnstange mittels des Fingers gleichzusetzen ist. Wenn der Druck des Fingers stark genug ist, speziell im Falle einer hochviskosen Probe, ist es möglich, die Probe in den Zylinder zu saugen. Wenn die Betätigungs-
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geschwindigkeit der zweiten Zahnstange mit dem Finger eingestellt wird, ist es möglich, die An- sauggeschwindigkeit oder die Zeit des Ansaugens für ein spezielles Volumen einzustellen.
Vor- ausgesetzt, dass keine Feder, die den Kolben oder die Zahnstange belastet, oder eine elastische Membran, die die Kapazität der Spritze vergrössert, vorhanden ist, bewegen sich die erste und die zweite Zahnstange, das Zahnrad oder das Paar Zahnräder und der Kolben nicht, auch wenn die Hand beim Stoppen des Ansaugens oder Ausgebens von der Zahnstange entfernt wird. Dadurch kann es nicht vorkommen, dass Luft oder die Probe in den Zylinder zurückgesaugt wird. Es ist nicht notwendig, den Kolben beim Stoppen des Ansaugens und Ausgebens mit Druck zu beaufschlagen.
Sowohl der Ausgabe- als auch der Ansaugvorgang des Kolbens kann über den Betätigungs- vorgang der ersten oder der zweiten Zahnstange durchgeführt werden. Beispielsweise führen der Daumen und der Zeigefinger den Ausgabe- und Ansaugvorgang des Kolbens durch, während der Zylinder der Pumpe mit der Handfläche, dem kleinen Finger, dem Ringfinger und dem Mittelfinger gehalten wird. Das heisst, dass das Ansaugen und Ausgeben leicht mit einer Hand durchgeführt werden kann.
Der Kolben der Pumpe kann mit einem Ende der ersten Zahnstange verbunden sein, sodass sie miteinander gekoppelt sind. Ein Übertragungselement, wie beispielsweise eine Stange, ein Hebel und dergleichen, kann zwischen dem Kolben und der ersten Zahnstange liegend vorgesehen sein, welches in der Lage ist, den Bedienungsvorgang bidirektional zu übertragen. Um die Sicherheit des Arbeitsvorgangs zu verbessern, ist jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Zahnstan- ge direkt mit dem Kolben mittels eines Halters, der an einem Ende der ersten Zahnstange ange- ordnet ist, verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
Fig. 1,4 und 9 stellen jeweils einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung dar,
Fig. 2,3, 5, 6,7, 8,10, 11,12 und 13 stellen jeweils eine Skizze der erfindungsgemässen Vor- richtung dar.
Figurenbeschreibung :
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Ansaug- und Ausgabe- vorrichtung für eine Probe, Fig. 2 und 3 sind Skizzen, die den Umriss der Vorrichtung schematisch darstellen. Die Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe umfasst eine Pumpe, die einen Zylinder 5a und einen Kolben 5b, der im Zylinder 5a auf und ab bewegbar angeordnet ist, aufweist und einen Grundkörper 8 zur Aufnahme des Zylinders 5a der Pumpe.
Der beispielsweise aus einer Kunststoffmischung hergestellte Grundkörper 8 ist als eine Ein- heit ausgebildet, die sich aus zwei sich gegenüberliegenden Hälften 8a und 8a zusammensetzt.
Diese weisen die Form eines Halbovalzylinders mit geschlossenen Enden auf und werden=mit zwei Schrauben 8c, die durch die Hälften 8a und 8b durchgehen, zusammengehalten.
An einer von zwei sich gegenüberliegenden Stellen der verbundenen Abschnitte der beiden Hälften 8a und 8b ist ein Vorsprung 8d zum Adjustieren der Position ausgeformt, während an der gegenüberliegenden Stelle eine Aufnahme 8e zum Adjustieren der Position ausgeformt ist. Diese sich gegenüberliegenden Vorsprünge 8d und Aufnahmen 8e greifen formschlüssig ineinander, sodass die beiden Hälften 8a und 8b zusammengehalten werden. Es muss nicht extra erwähnt werden, dass entweder die Hälfte 8a oder 8b mit dem Vorsprung 8d ausgestattet sein kann. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Hälfte 8a mit einem Vorsprung 8d und einer Aufnahme 8e ausges- tattet ist, während die andere Hälfte 8b mit einer gegenüberliegenden Aufnahme 8e und einem gegenüberliegenden Vorsprung 8d ausgestattet ist.
Die Pumpe 5 ist in einer vertikalen Richtung im unteren Bereich innerhalb des Grundkörpers angeordnet, sodass die Öffnung 5d des Zylinders 5a nach unten schaut. Ein Flansch 5f des Zylin- ders 5a ist in einer halbkreisförmigen Rille 8f im Inneren des Grundkörpers 8 angeordnet. Weiters ist eine Rippe 8g im Grundkörper 8 ausgebildet, und ein unterer Abschnitt 8h des Grundkörpers 8 umfasst die Ummantelung des Zylinders 5a. Dadurch wird der Zylinder 5a in einer definierten Posi- tion im Grundkörper 8 fixiert.
Eine Welle 2 steht im rechten Winkel zur Achse des Zylinders 5a an der Innenseite der Hälfte 8a vor und ist mit einer Radnabe 1c und einem Zahnrad 1, das ein Gerad-Stirnrad, bei dem mehre- re Zahnradzähne 1b, 1c in einer Linie um die Radnabe angeordnet sind, aufweist, bewegbar
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verbunden. Die Spitze der Welle 2, die über das Ende des Zahnrades 1 hinausragt, greift in eine an der anderen Hälfte 8b angeordnete Aufnahme (nicht dargestellt) ein. Dadurch kann vermieden werden, dass die Welle vibriert oder sich verbiegt.
Weiters ist im oberen Bereich des Grundkörpers 8 eine erste Zahnstange 3 vorgesehen, die sich auf und ab bewegt, während sie mit dem Zahnrad 1 ineinandergreift. Ebenso ist eine zweite Zahnstange 4 auf einer der ersten Zahnstange 3 gegenüberliegenden, über die Welle 2 gehenden Position mit dem Zahnrad 1 ineinandergreifend auf und ab bewegbar angeordnet. Die Spitzen der ersten Zahnstange 3 und der zweiten Zahnstange 4 ragen durch den obersten Abschnitt 8 hin- durch und weisen in die obere Richtung.
Das untere Ende der ersten Zahnstange 3 ist mit einem Halter 6 verbunden, der im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung angeordnet ist. Der Halter 6 ist direkt mit dem Kolben 5b verbun- den. Das obere Ende der ersten Zahnstange 3, an dem ein Ausgabeknopf 3a angeordnet ist, weist in die obere Richtung des Grundkörpers 8. Das heisst, dass das Betätigen des Ausgabeknopfes bei gleichzeitigem Umfassen des Grundkörpers 8 den Kolben 5b in den unteren Bereich 5a des Zylin- ders drückt und die Probe vom Zylinder 5a durch die am unteren Ende des Zylinders 5a angeord- nete Öffnung 5d ausgegeben wird.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die erste Zahnstange 3 mit Führungsmitteln für die Auf- und Abwärtsbewegung ausgestattet ist, da der Kolben 5b mit der Pumpe 5 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Führungsteil 8j zum Führen der Auf- und Abwärtsbewe- gung der ersten Zahnstange 3 vorgesehen, sodass die erste Zahnstange 3 gleichmässig mit dem Zahnrad 1 ineinandergreift.
Gleichzeitig zeigt das obere Ende der Zahnstange 4, an dem ein Ansaugknopf 4a angeordnet ist, in die obere Richtung des Grundkörpers 8. Damit die Zahnstange 4 gleichmässig mit dem Zahn- rad 1 ineinandergreift, kann ein Führungsteil 8k zum Führen der Auf- und Abwärtsbewegung der zweiten Zahnstange 4 vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe, deren Kolben 5b im unteren Totpunkt positioniert ist. Wenn die Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe mit der Hand- fläche und vier Fingern ausschliesslich des Daumens umfasst wird, drückt der Daumen den Ansaug- knopf 4a nach unten, nachdem die Probeneinlassöffnung der Untersuchungseinheit in die Probe eingebracht wurde, wobei die Untersuchungseinheit mit der Öffnung 5d, die am unteren Ende des Zylinders 5a der Pumpe 5 ausgeformt ist, verbunden ist. Dadurch wird die erste Zahnstange 3 und der Kolben 5 mittels des Zahnrades 1 in die Höhe gezogen und so die Probe in den Zylinder 5a eingesaugt, wobei sie die Untersuchungseinheit passiert.
Bei hochviskosen Proben ist es möglich, die Probe in den Zylinder 5a durch starkes Drücken des Ansaugknopfes 4a einzusaugen. Ebenso ist es möglich, die Ansauggeschwindigkeit der Probe in den Zylinder 5a in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit des Ansaugknopfes 4a einzustellen.
Beim Stoppen des Ansaugens der Probe wird der Daumen von Ansaugknopf 4a genommen.
Weil der Druck auf die zweite Zahnstange 4 durch das Entfernen des Daumens vom Ansaugknopf 4a gestoppt wird, kann aufgrund des Schiebewiderstandes des Kolbens 5b vermieden werden, dass sich der Kolben 5b bewegt.
Der Gewichtsunterschied zwischen der ersten Zahnstange 3 und der zweiten Zahnstange 4 trägt, weil er dem Gewicht und dem unterschiedlichen Druck während des Auf- und Abbewegens des Kolbens 5b entgegenwirkt, ebenso dazu bei, den Kolben 5b in die Höhe zu ziehen. Deshalb ist vorgesehen, das Gewicht der Zahnstangen 3,4 so zu wählen, dass der Gewichtsunterschied der ersten Zahnstange 3 und der zweiten Zahnstange 4 das Eigengewicht des Kolbens 5b, das den Kolben 5b nach unten drückt, und der unterschiedliche Druck auf den Kolben 5b während des Auf- und Abbewegens ausgeglichen werden, sodass es möglich ist, eine Bewegung des Kolbens 5b zu verhindern.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Zylinder 5a beispielsweise mit einem definierten Volumen der Pro- be gefüllt, wenn der Kolben 5b in einen oberen Totpunkt gezogen ist. Der Daumen ist vom An- saugknopf 4a weggenommen und das Ansaugen der Probe durch die Untersuchungseinheit in die Pumpe 5 ist abgeschlossen. Weil der Kolben 5 stoppt, wenn der Daumen vom Ansaugknopf 4a weggenommen wird, kann so dauerhaft vermieden werden, dass die angesaugte Probe aus der Pumpe 5 und der Untersuchungseinheit ausgegeben wird und dass Luft in die Untersuchungsein-
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heit nach dem Ansaugen der Probe eingesaugt wird.
Wenn das Ansaugen der Probe nach einer aus welchen Gründen auch immer erfolgten Unter- brechung fortgesetzt wird, muss nur der Ansaugknopf 4a mit Druck beaufschlagt werden. Für den Fall des Ausgebens der Probe muss nur das Hinunterdrücken das Ausgabeknopfes fortgesetzt werden.
Wenn die jeweilige Untersuchung nach dem Ansaugen der Probe abgeschlossen worden ist oder wenn das Ansaugen der Probe aus welchen Gründen auch immer unterbrochen wurde, bevor die Untersuchung abgeschlossen worden ist, drückt das Betätigen des Ansaugknopfes den Kolben 5b in Richtung der Öffnung 5d, sodass die Probe aus der Pumpe über die Untersuchungseinheit ausgegeben wird. Wenn der Kolben 5b in den unteren Totpunkt gedrückt ist, ist die Probe zur Gänze von der Pumpe 5 ausgegeben, dh, der in Fig. 2 beschriebene Zustand ist wieder erreicht.
Genauer gesagt, ist die erfindungsgemässe Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe derart ausgebildet, dass ein Ansaugen der Probe in die Pumpe durch das Drücken des Ansaug- knopfes 4a mit einem Finger einer Hand ebenso wie das Ausgeben der Probe aus der Pumpe 5 durch drücken des Ausgabeknopfes 3a mit einem Finger einer Hand möglich ist, während die Pumpe 5 mit einer Hand umfasst wird. Das heisst, dass der Ansaug- und der Ausgabevorgang mit einer Hand durchgeführt werden können, sodass die Vorrichtung hervorragende Anwendungseigen- schaften aufweist.
Da die Bedienungskraft in Abhängigkeit der Viskosität der Probe eingestellt werden kann, ist es leicht möglich, auch hochviskose Proben einzusaugen. Über das Einstellen der Betätigungsge- schwindigkeit des Ansaugknopfes 4a ist es möglich, die Ansauggeschwindigkeit zu regeln. Ande- rerseits kann über das Einstellen der Betätigungsgeschwindigkeit des Ausgabeknopfes die Ausga- begeschwindigkeit geregelt werden. Daraus resultiert, dass es möglich ist, das Volumen der Probe, welches in die Untersuchungseinheit eingeführt wird, präzise zu kontrollieren und so die Untersu- chung exakt durchzuführen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe und Fig. 5 und 6 zeigen Skizzen, in denen die Konstruktion der Ansaug- und Aus- gabevorrichtung schematisch dargestellt ist. Bei einer Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe spricht einiges dafür, dass eine zweite Zahnstange 7 im Grundkörper 8 in einer sich mit der Bewegungsrichtung der ersten Zahnstange 3 kreuzenden Bewegungsrichtung bewegbar angeord- net ist, wobei ein Ausgabeknopf 7b an einem Ende der zweiten Zahnstange 7 und ein Ansaug- knopf 7a auf der anderen Seite angeordnet ist.
Genauer gesagt, ragt die zweite Zahnstange 7, wie in der Figur gezeigt, durch den Grundkör- per 8 hindurch und ist so angeordnet, dass sie in einer zur Welle 2 rechtwinkeligen Bewegungsrich- tung gleitet, wobei die Welle 2 das Zahnrad 1 hält, sodass das Zahnrad 1 rotieren kann, während es mit der ersten Zahnstange 3 und der zweiten Zahnstange 7 ineinandergreift. Der Ausgabeknopf 7b ist an einem Ende der zweiten Zahnstange 7 angeordnet, während sich der Ansaugknopf 7b am anderen Ende der Zahnstange befindet.
Wie in Fig. 5 dargestellt, wird die Ansaug- und Ausgabevorrichtung, bei der sich der Kolben 5b in einer unteren Totpunktstellung befindet, mit einer Handfläche und drei Fingern ausser dem Dau- men und dem Zeigefinger umfasst, nachdem die Einsaugöffnung der Untersuchungseinheit, die mit der Öffnung 5d, welche am unteren Ende des Zylinders 5a der Pumpe 5 ausgeformt ist, verbunden ist, in die Probe eingebracht wurde. Unter derartigen Voraussetzungen drückt der Daumen den Ansaugknopf 7b in die rechte Richtung. Dadurch wird die Zahnstange 3 und der Kolben 5b über das Zahnrad 1 in die Höhe gezogen und so die Probe in den Zylinder 5a eingesaugt.
Im Falle einer hochviskosen Probe kann die Probe in den Zylinder 5a durch starkes Drücken des Ansaugknopfes 7b eingesaugt werden. Über das Adjustieren der Betätigungsgeschwindigkeit des Ansaugknopfes 7b ist es möglich, die Ansauggeschwindigkeit der Probe in den Zylinder 5a zu regeln.
Während einer Unterbrechung des Ansaugens der Probe wird der Daumen vom Ansaugknopf 7b weggenommen. In diesem Moment bleibt die Zahnstange 7 stehen, sodass es aufgrund des Schiebewiderstandes des Kolbens 5b möglich ist, sicher zu verhindern, dass der Kolben 5b sich be- wegt.
Wenn der Kolben 5b in die obere Totpunktposition gezogen ist, wie in Fig. 6 dargestellt, ist der Zylinder 5a mit einem definierten Volumen der Probe gefüllt. Mit dem Wegnehmen des Daumens vom Ansaugknopf 7b ist das Ansaugen der Probe in die Pumpe 5 abgeschlossen.
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Danach drückt der Zeigefinger den Ausgabeknopf 7a in die linke Richtung, sodass die Probe im Zylinder 5a durch die Probenaufnahmeöffnung der Untersuchungseinheit ausgegeben wird. Im Falle einer hochviskosen Probe kann die Probe vom Zylinder 5a durch starkes Drücken des Aus- gabeknopfes 7a ausgegeben werden. Folglich ist es möglich, die Ausgabegeschwindigkeit der Probe aus dem Zylinder 5a durch das Regeln der Betätigungsgeschwindigkeit des Ausgabeknop- fes 7a einzustellen.
Wenn das Ansaugen der Probe aus irgend einem Grund unterbrochen wird, wird der Zeigefin- ger vom Ausgabeknopf 7a weggenommen. Durch das Wegnehmen des Zeigefingers vom Ausga- beknopf 7a wird der Druck auf die Zahnstange 1 gestoppt und der Kolben 5b bewegt sich aufgrund seines Schiebewiderstandes nicht. Folglich kann es nicht vorkommen, dass die verbliebene Probe von der Pumpe 5 in die Untersuchungseinheit gelangt oder dass die zur Untersuchung notwendige Probe von der Untersuchungseinheit in die Pumpe 5 zurückgesaugt wird.
Wenn der Transport der Probe fortgesetzt wird, muss nur das Betätigen des Ausgabeknopfes 7a fortgesetzt werden. Wenn der Kolben 5b in die untere Totpunktposition gedrückt ist, ist die Pro- be zur Gänze aus der Pumpe ausgegeben, sodass die Vorrichtung in die in Fig. 5 gezeigte Stellung zurückkehrt.
Nachdem die Untersuchung der Probe abgeschlossen ist, wird die Probe aus der Pumpe 5 durch Betätigen des Ausgabeknopfes 7a mit dem Daumen ausgegeben.
Genauer gesagt, kann mit der erfindungsgemässen Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe die Probe durch Betätigung des Ansaugknopfes 7b in horizontaler Richtung mit einem Finger einer Hand in die Pumpe 1 gesaugt werden, während die Pumpe 5 mit einer Hand gehalten wird. Ebenso kann die Probe aus der Pumpe 5 durch Betätigung des Ausgabeknopfes 7a in die entgegengesetzte Richtung mit einem Finger einer Hand aus der Pumpe 5 ausgegeben werden.
Folglich ist es möglich, die Handhabung wesentlich zu vereinfachen, da sowohl er Ansaug- als auch der Ausgabevorgang mit einer Hand durchgeführt werden kann.
Durch das Einstellen der Bedienungskraft in Abhängigkeit von der Viskosität der Probe kann die Probe, auch wenn es sich um eine hochviskose Probe handelt, leicht eingesaugt werden.
Durch das Einstellen der Betätigungsgeschwindigkeit des Ansaugknopfes 7b kann die Geschwin- digkeit des Ansaugens geregelt werden, während durch das Einstellen der Betätigungsgeschwin- digkeit des Ausgabeknopfes 7a die Geschwindigkeit des Ausgebens geregelt werden kann. Daraus resultiert, dass es, weil das Volumen der in die Untersuchungseinheit transportierten Probe exakt kontrolliert werden kann, möglich ist, die Genauigkeit der Untersuchung zu verbessern.
Die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die jede für sich in einer Skizze in Fig. 7 und 8 dargestellt sind, umfassen eine Radnabe 1c und ein doppeltes Zahnrad, das Zahnradreihen 1a und 1 b aufweist, die in zwei Reihen mit einem grossen und einem kleinen Radius sowohl um die Radnabe 1c als auch das Zahnrad 1 herum angeordnet sind. Da die zweite Zahnstange 7 mit der Zahnradreihe 1a mit einem grossen Radius bzw. die erste Zahnstange 3 mit der Zahnradreihe 1b mit einem kleinen Radius ineinandergreifen, kann die Zahnstange 3 und der Kolben 5b mit der halben Bedienungsgeschwindigkeit und der doppelten Bedienungskraft der zweiten Zahnstange 7 betätigt werden. Dadurch ist es einfach, die Feineinstellung des Ansaugens der Probe mit geringer Bedienungskraft vorzunehmen.
Derselbe Effekt kann durch Verwendung von einem Paar Zahnräder mit einem grossen und einem kleinen miteinander verbundener Zahnräder anstatt des Doppelzahnrades erzielt werden.
Die übrigen Ausbildungen, der Arbeitsvorgang und die Effekte dieses Ausführungsbeispiels sind dieselben, wie in den vorbeschriebenen Ausführungsformen und werden daher nicht näher beschrieben.
Wie im Querschnitt der Fig. 9 und in den Skizzen der Fig. 10 und 11 gezeigt, ist gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe vorgesehen, dass der Ausgabeknopf 3a an der Spitze der ersten Zahnstange 3 und der Ansaugknopf 7b am Ende der zweiten Zahnstange 7, die in einer sich mit der Bewegungsrichtung der ersten Zahnstange 3 im rechten Winkel kreuzenden Bewegungsrichtung bewegbar ist, ange- ordnet. Durch das Betätigen des Ansaugknopfes 7b wird die erste Zahnstange 3 und der Kolben 5b über das Zahnrad 1 angehoben, sodass die Probe in die Pumpe 5 gesaugt wird.
Das Betätigen des Ausgabeknopfes 3a bewegt die erste Zahnstange 3 und den Kolben 5b nach unten, sodass die Probe aus der Pumpe ausgegeben wird.
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Die übrigen Ausbildungen, der Arbeitsvorgang und die Effekte dieses Ausführungsbeispiels sind dieselben, wie in den voranbeschriebenen Ausführungsformen, die in der Fig. 4 und 6 gezeigt sind, und werden daher nicht näher beschrieben.
Wie bereits erwähnt, umfasst die erfindungsgemässe Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe eine Pumpe, die einen Zylinder und einen Kolben, der im Zylinder auf und ab bewegbar angeordnet ist, aufweist, einen Grundkörper zur Aufnahme des Zylinders der Pumpe sowie ein Zahnrad oder ein Paar Zahnräder, die im Grundkörper auf einer zur Bewegungsrichtung des Kol- bens rechtwinkligen Achse bewegbar angeordnet sind. Weiters eine erste Zahnstange, deren eines Ende mit dem Kolben verbunden ist und sich in das Zahnrad oder das Paar Zahnräder eingreifend bewegt, und eine zweite Zahnstange, die in einer sich zur Bewegungsrichtung der ersten Zahn- stange entgegengesetzten oder kreuzenden Bewegungsrichtung bewegbar im Grundkörper ange- ordnet ist.
In weiterer Folge, während der Grundkörper der erfindungsgemässen Ansaug- und Aus- gabevorrichtung mit einer Hand umfasst wird, drückt ein Finger der Hand entweder die erste Zahnstange, die mit dem Kolben, oder die zweite Zahnstange, die mit der ersten Zahnstange über das Zahnrad verbunden ist, sodass die Probe in die Pumpe gesaugt oder aus der Pumpe ausgege- ben wird. Das heisst, die Erfindung ermöglicht ein Ansaugen der Probe in den Apparat und ein Ausgeben der Probe aus dem Apparat mit einer Hand, was zu einer Verbesserung der Handha- bungseigenschaften der Ansaug- und Ausgabevorrichtung führt.
Weil durch das Beaufschlagen der ersten Zahnstange, die sowohl mit dem Kolben als auch der zweiten Zahnstange - über das Zahnrad - verbunden ist, mit Druck mit dem Finger einer Hand, während die Pumpe mit der Hand umfasst wird, die Probe in die Pumpe gesaugt und aus der Pum- pe ausgegeben werden kann, ist es möglich, auch hochviskose Proben durch Einstellen der Druck- kraft anzusaugen. Durch das Einstellen der Geschwindigkeit, mit der der Druck beaufschlagt wird, kann die Geschwindigkeit des Ansaugens in und des Ausgebens aus der Ansaug- und Ausgabe- vorrichtung für Proben geregelt werden. Deshalb ist es leicht möglich, das Ansaug- und das Trans- portvolumen der Probe in die Untersuchungseinheit zu kontrollieren.
Ebenso ist es nicht notwendig, den Kolben oder die Zahnstange während einer Unterbrechung des Ansaugens und Ausgebens mit Druck zu beaufschlagen, wodurch die Bedienung weiter ver- einfacht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ansaug- und Ausgabevorrichtung für eine Probe umfassend eine Pumpe (5), die einen Zylinder (5a) und einen Kolben (5b), der im Zylinder (5a) auf und ab bewegbar angeordnet ist, aufweist; einen Grundkörper (8), in dem der Zylinder (5a) der Pumpe (5) angeordnet ist; ein Zahnrad (1) oder ein Paar Zahnräder, die im Grundkörper (8) auf einer zur Bewe- gungsrichtung des Kolbens (5b) rechtwinkligen Achse drehbar angeordnet sind; eine erste Zahnstange (3), deren eines Ende mit dem Kolben (5b) verbunden ist und die in das Zahnrad (1) oder das Paar Zahnräder eingreifend bewegbar ist, und eine zweite Zahnstange (4,7), die im Grundkörper (8) in einer zur Bewegungsrichtung der ersten Zahnstange (3) entgegengesetzten oder sich kreuzenden Bewegungsrichtung be- wegbar angeordnet ist.