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Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefäßhalter für eine Vielzahl röhrchenförmiger Probengefäße.
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Gefäßhalter (auch „Racks” genannt) werden im Labor zum Lagern und Bereithalten von Probengefäßen für verschiedene Bearbeitungen verwendet. Beispielsweise werden Proben in die Probengefäße dosiert oder aus den Probengefäßen entnommen, die Proben in den Probengefäßen temperiert, einer Messung unterzogen oder gemischt.
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Das Mischen der Proben erfolgt vielfach durch Aufsetzen des Gefäßhalters auf den Schütteltisch eines Mischers. Hierbei ist es wichtig, dass die Probengefäße ihre Position im Gefäßhalter beibehalten, sich nicht öffnen und nicht heraus geschleudert werden, so dass Probenverluste eintreten.
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Weit verbreitet sind Probengefäße mit einem Fassungsvermögen von 0,2 ml, 0,5 ml, 1,5 ml und 2,0 ml. Die Gefäße verschiedener Hersteller haben meist verschiedene Abmessungen, auch wenn sie dasselbe Fassungsvermögen aufweisen. Deshalb stehen im Laborbetrieb oftmals keine geeigneten Gefäßhalter zur Verfügung, wenn Probengefäße verschiedener Hersteller zum Einsatz kommen. Dies gilt insbesondere, wenn die Probengefäße im Gefäßhalter auf einen Mischer aufgesetzt werden sollen, weil es dabei auf einen sicheren Sitz der Probengefäße im Gefäßhalter ankommt.
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Aus
DE 81 06 891 U1 ist ein Gestell für Probenröhrehen bekannt, das zwei beabstandete Platten mit Aufnahmeöffnungen und ein in die obige Platte integriertes Gummituch aufweist.
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Aus
US 3,709,429 ist ein Probenhalter einer Zentrifuge bekannt. Der Zentrifugenkopf weist mehrere Aufnahmelöcher sowie eine damit ausgerichtete und darunter angeordnete, mit Löchern versehene Halteschicht auf. Im Bereich der Löcher sind durch Einschnitte in die Halteschicht geformte Läppchen angeordnet.
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US 6,533,133 B2 offenbart einen Gefäßhalter mit zwei beabstandeten Platten und einer an der unteren Platte angeordneten flexiblen Schicht.
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US 5,966,818 offenbart einen Gefäßhalter mit mehreren Platten sowie mit zwei Gummischichten.
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Aus
US 5,133,939 ist ein Gefäßhalter bekannt, der beabstandete Platten und eine Gummischicht aufweist.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gefäßhalter zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, Probengefäße verschiedener Abmessungen sicher zu halten, auch wenn die Probengefäße in dem Gefäßhalter von einem Mischer geschüttelt werden.
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Die Aufgabe wird durch einen Gefäßhalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gefäßhalters sind in Unteransprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Gefäßhalter für eine Vielzahl röhrchenförmiger Probengefäße hat einen eine Platte mit einer Vielzahl Löcher aufweisenden Rahmen aus einem starren Kunststoff und eine die Querschnitte der Löcher teilweisende versperrende Beschichtung des Rahmens aus einem Elastomer oder aus einem thermoplastischen Elastomer oder aus Gummi oder aus einem Silikon oder aus EPDM. Die Kraft, mit der ein Probengefäß elastisch im Gefäßhalter fixiert wird, ist insbesondere von der Stärke der Beschichtung abhängig. Die Beschichtung hat eine Stärke von etwa 1 bis 3 mm. Ferner hängt die Kraft von der Härte der Beschichtung ab. Sie hat eine Härte im Bereich von etwa 50 bis 70 Shore A, bevorzugt 60 Shore A. Die Beschichtung bedeckt die Oberseite der Platte im Wesentlichen und ist ausschlielich an der Oberseite der Platte angeordnet.
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Röhrchenförmnige Probengefäße sind in die Löcher des an sich starren Gefäßhalters unter elastischer Verformung der Beschichtung einsteckbar. Infolge dessen werden die Probengefäße im Umfang elastisch fixiert. Dabei werden unterschiedliche Abmessungen von der elastischen Verformung der Beschichtung ausgeglichen. Probengefäße mit verschiedenen Abmessungen sind deshalb sicher in den Gefäßhalter einklemmbar. Dies ermöglicht es, verschiedene Probengefäße in demselben Gefäßhalter zu mischen, ahne dass Probenverluste eintreten. Auch wird ein Herausspindeln der Gefäße beim Schütteln im Mischer durch die elastische Fixierung der Probengefäße verhindert. Für das Eindosieren von Flüssigkeit können die Gefäße nur teilweise in die Löcher eingesteckt werden, so dass der Dosiervorgang visuell besser verfolgt werden kann, Ferner ist es durch die elastische Fixierung möglich, Probengefäße mit Deckel in einer Ausrichtung festzuhalten, in der die geöffneten Deckel nicht über den Öffnungen benachbarter Probengefäße angeordnet sind. Ferner verhindert die elastische Klemmung ein Hochspringen der Probengefäße, wenn der Gefäßhalter angestoßen wird oder durch das Schließen des Deckels eines benachbarten Probengefäßes ein Impuls in den Gefäßhalter eingeleitet wird. Ein Hochschleudern der Probenflüssigkeit bis an den Deckel, der zu einem Probenverlust führen kann, wird hierdurch ebenfalls vermieden.
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Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn die Beschichtung nur an den Löchern angeordnet ist und die Bereiche der Platte zwischen den Löchern ohne Beschichtung ausgeführt sind. Ferner kann die Beschichtung sich über den gesamtem Umfang oder nur einen Teil des Umfangs der Löcher erstrecken. Beispielsweise ist es ausreichend, wenn an kreisrunden Löchern die Beschichtung an drei radial nach innen vorspringenden und um etwa 120° versetzten Positionen den Querschnitt der Löcher teilweise versperrt. Gemäß einer Ausgestaltung bedeckt die Beschichtung die Oberseite der Platte im wesentlichen. Hierdurch wird das Beschichten der Platte vereinfacht und unter eine feste Verbindung der Beschichtung mit der Platte gefördert.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Beschichtung Vorsprünge aufweisen, die in den Querschnitt der Löcher hineinstehen. Gemäß einer Ausgestaltung läßt die Beschichtung einen kreisförmigen Teil des Querschnittes der Löcher frei. Hierbei weist z. B. die Beschichtung kreisförmige Lacher auf, die vorzugsweise konzentrisch zu den Löchern des Rahmens sind oder der kreisförmige Teil des Querschnittes ist in einem von den Vorspringen tangierten Kreis vorhanden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der kreisförmige Teil des Querschnittes einen Durchmesser von etwa 5,8 mm oder von etwa 7,5 mm oder von etwa 10,6 mm. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass bei dem ersten angegebenen Durchmesser ein Einklemmen eines Großteils der handelsüblichen Gefäße mit einem Fassungsvermögen von 0,2 ml möglich ist, dass bei dem zweiten Durchmesser die meisten handelsüblichen Gefäße mit einem Fassungsvermögen von 0,5 ml einklemmbar sind und dass der dritte angegebene Durchmesser ein Einklemmen der meisten handelsüblichen Gefäße mit 1,5 ml bis 2,0 ml Fassungsvermögen zuläßt.
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Gemäß einer Ausgestaltung weicht der Durchmesser um maximal 0,1 mm von den vorerwähnten Zahlenwerten ab. Vorzugsweise sind eventuelle Abweichungen von den Zahlenwerten auf die üblichen Fertigungstoleranzen beschränkt.
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Die Beschichtung ist ausschließlich an der Oberseite der Platte angeordnet. Dies hat fertigungstechnische Vorteile und spart Material.
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Für die Beschichtung kommen Gummi und verschiedene elastische Kunststoffe in Betracht. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Beschichtung aus einem Elastomer oder aus einem thermoplastischen Elastomer. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Beschichtung aus einem Silikon oder aus EPDM.
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Die Löcher der Platte können verschieden geformt sein, z. B. einen mehreckigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt sind die Löcher der Platte kreisförmig.
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Gemäß einer Ausgestaltung hat die Platte an der Unterseite der Öffnungen zumeist teilweise umgebende Trennstege. Die Trennstege können die Probengefäße in den Löchern seitlich abstützen, damit sie bei Beschleunigung im Mischer keine extremen Schrägstellungen annehmen, die zu Probenverlusten führen können. Ferner steifen sie den Rahmen aus.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind die Löcher in parallelen Reihen und in parallelen, senkrecht zu den Reihen gerichteten Spalten angeordnet. Diese Matrixanordnung der Gefäße kommt verschiedenen Bearbeitungen entgegen, z. B. dem Befüllen und Entleeren mittels einer Mehrkanalpipette. Des weiteren ermöglicht die Matrixanordnung die Aufnahme von Mikrotiterplatten mit von der Unterseite vorstehenden Gefäßen im Gefäßhalter.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung, die der Aufnahme von Mikrotiterplatten entgegenkommt, weist die Platte des Gefäßhalters 25 oder 96 oder 384 oder 1536 Löcher auf, entsprechend den gängigen Anzahlen der Aufnahmen von Gefäßplatten oder Mikrotiterplatten. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Platte 8 Löcher oder ein ganzzahliges Vielfaches der genannten Lochzahl auf, zur Aufnahme von Gefäßstreifen.
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Grundsätzlich ist es möglich den Gefäßhalter nur mit einer Platte auszuführen, die in einem Mischer gehalten sein kann. Gemäß einer Ausgestaltung weist der Rahmen eine mit dem Rand der Platte verbundene, von der Unterseite der Platte vorstehende Schürze auf. Die Schürze dient insbesondere zum Aufstellen bzw. Fixieren des Gefäßhalters an einem Untergrund.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist die Schürze zur Platte parallele Verriegelungskanten auf. Die Verriegelungskanten dienen der Fixierung des Gefäßhalters, die z. B. mittels elastischer Federn eines Mischers erfolgt.
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Die Verriegelungskanten sind z. B. die unteren Ränder von Durchbrüchen oder Löchern der Schürze. Gemäß einer Ausgestaltung sind die Verriegelungskanten an nach außen vorstehenden Laschen der Schürze vorhanden. Die nach außen vorstehenden Laschen erleichtern die Fixierung der Gefäßhalter an einem Mischer.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind die Verriegelungskanten in der Nähe des unteren Randes der Schürze angeordnet, so dass die Verriegelungselemente den Zugriff auf den Gefäßhalter nicht stören.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eine Verriegelungskante etwa in der Mitte einer Längsseite der Schürze angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Schürze oberhalb der Verriegelungskante in der Mitte der Schürze eine etwa fingerkuppengroße Vertiefung auf. Die Verriegelung des Gefäßhalters mittels eines Federhakens ist durch Eindrücken der Schürze im Bereich der etwa fingerkuppengroßen Vertiefung aufhebbar. In diesem Bereich ist die Schürze leicht elastisch verformbar, so dass der Federhaken von der Lasche abrutscht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind zumindest zwei Verriegelungskanten in der Nähe der Enden einer weiteren Längsseite der Schürze angeordnet. Diese Verriegelungskanten sind zur Fixierung des Gefäßhalters unter feststehenden Haken einer Lagervorrichtung schiebbar.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Schürze an den Längsseiten und/oder den Querseiten von der Platte weg geneigt. Dies erleichtert die Fertigung, z. B. die Entformung aus einem Spritzgießwerkzeug.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist das Material des Rahmens Polycarbonat oder Polystyrol oder Polypropylen.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist der Gefäßhalter ein Spritzgußteil.
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Die Erfindung bezieht Ausführungen ein, bei denen der Rahmen und die Beschichtung gesondert hergestellt und durch Kleben, Verrasten, Stifte in der Hartkomponente oder andere Befestigungen miteinander verbunden sind.
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Schließlich ist der Gefäßhalter gemäß einer Ausgestaltung ein Zweikomponenten-Spritzgußteil. Bei geeignet ausgewählten Materialien des Rahmens und der Beschichtung ist im Zweikomponenten-Spritzgußverfahren direkt eine hinreichende Verbindung zwischen Rahmen und Beschichtung herstellbar. Die Verbindung zwischen Rahmen und Beschichtung kann aber auch durch Einsatz eines Haftvermittlers sichergestellt werden.
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Der Gefäßhalter ist z. B. als Tischhandlingsystem, als Adapter für Zentrifugen oder zum Halten von Gefäßen auf einem (Thermo)-Mischer einsetzbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen Gefäßhalter in der Draufsicht;
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2 denselben Gefäßhalter in der Unteransicht;
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3 denselben Gefäßhalter in einer Vorderansicht;
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4 denselben Gefäßhalter in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV der 1;
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5 denselben Gefäßhalter in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite;
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6 denselben Gefäßhalter in einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite;
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7 einen Thermomischer in einer Perspektivansicht schräg von oben;
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8 denselben Thermomischer mit aufgesetztem Gefäßhalter gemäß 1–6.
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Der in den 1 bis 6 gezeigte Gefäßhalter 1 weist einen Rahmen 2 auf Dieser umfaßt eine Platte 3, in der 96 Löcher 4 in acht Reihen und 12 Spalten angeordnet sind.
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Der Rahmen 2 weist eine mit dem Rand der Platte 3 verbundene und von der Unterseite der Platte vorstehende Schürze 5 auf. Die Schürze 5 läuft um den Rand der Platte 3 vollständig herum. Sie ist an sämtlichen Seiten um einen Winkel von wenigen Grad von der Platte 3 weggeneigt.
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Von der Unterseite der Platte 3 stehen die Löcher 4 voneinander trennende Trennstege 6, 7 vor, die in Reihen und Spalten verlaufen und sich bis zu den Innenseiten der Schürze 5 erstrecken. Die Unterseite der Platte 3 ist somit wabenförmig ausgestaltet.
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Die Schürze 5 weist an einer Längsseite mittig am unteren Rand eine vorstehende Lasche 8 auf. In der Nähe der Enden der gegenüberliegenden Längsseite hat sie ebenfalls am unteren Rand zwei kürzere vorstehende Laschen 9, 10.
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Der Rahmen 2 ist einteilig aus Polycarbonat gespritzt.
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Die Oberseite der Platte 3 trägt eine diese flächig bedeckende Beschichtung 11 aus einem elastischen Material. Die Beschichtung 11 ist ausschließlich an der Oberseite der Platte 3 angebracht und weist eine Stärke von etwa 1,5 mm auf Sie hat zu den Löchern 4 der Platte 3 konzentrische Löcher 12, die jedoch einen geringeren Durchmesser als die Löcher 4 aufweisen. Infolgedessen wird der Querschnitt der Löcher 4 durch den die Löcher 12 begrenzenden Randbereich der Beschichtung 11 teilweise versperrt.
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Die Beschichtung 11 besteht aus Silikon oder einem Elastomer oder einem thermoplastischen Elastomer. Sie weist eine Härte von etwa 60 Shore A, auf. Die Beschichtung 11 ist spritzgegossen.
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Der gesamte Gefäßhalter 1 bestehend aus Rahmen 2 und Beschichtung 11 wird im zwei Komponenten-Spritzgußverfahren hergestellt.
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Gemäß 5 und 6 ist ein röhrchenförmiges Probengefäß 13 in ein Loch 4 des Gefäßhalters 1 eingeklemmt. Das Probengefäß 13 weist etwa im Mittelbereich einen Außendurchmesser auf, der geringfügig den Innendurchmesser des Loches 12 übersteigt. Infolgedessen wird das Lach 12 elastisch radial aufgeweitet und das Probengefäß klemmend im Loch 4 fixiert, ohne Kontakt mit dem Innenumfang des Loches 4 zu haben.
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Gegen ein Kippen im Loch 4 wird das Gefäß 13 von den Trennstegen 6, 7 und von der die äußeren Löcher 4 umgebenden Schürze 5 gehindert. Die Trennstege 6, 7 steifen zudem die Platte 3 aus, so dass sich diese beim Einklemmen von Laborgefäßen 13 nicht durchbiegt.
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Sämtliche Löcher 4 des Gefäßhalters 1 sind in der beschriebenen Weise mit Gefäßen 13 bestückbar. Dabei können die Gefäße 13 so ausgerichtet werden, dass ein mittels eines Scharniers an diese angelehnter Deckel geöffnet in einem Winkel von etwa 45° zu den Längsseiten der Platte 3 ausgerichtet ist und damit benachbarte Gefäße 13 nicht überdeckt.
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Der mit Gefäßen 13 bestückte Gefäßhalter 1 kann zum Aufbewahren bzw. Bereithalten der Gefäße 13 für verschiedene Bearbeitungen genutzt werden, z. B. das Dosieren und Entnehmen von Flüssigkeiten.
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Gemäß 7 und 8 sind die Gefäße 13 im Gefäßhalter 1 auf einem Thermomischer 14 positionierbar, der die Proben temperiert und schüttelt. Der Thermomischer 14 weist einen Schütteltisch 15 auf, der von einem nicht dargestellten Motor angetrieben entlang einer horizontalen Bahn oder räumlichen Bahn bewegbar ist, z. B. ist dieser entlang einer Kreisbahn bewegbar oder führt eine Taumelbewegung aus.
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Der Thermomischer 14 weist einen Schütteltisch 15 mit einem Universalplattenhalter mit Federklemmen 16, 17, 18 auf, unter denen Mikrotiterplatten oder Deepwellplatten verrastbar sind. Der Gefäßhalter 1 wird an den Laschen in Durchbrüchen des Universalplattenhalters gesichert, so dass der Gefäßhalter 1 und die darin eingesetzten Probengefäße 13 die Schüttelbewegung des Schütteltisches mitmachen. Der Gefäßhalter 1 ist elastisch und sorgt selbst für eine Klemmung in den Durchbrüchen. Die Probengefäße 13 sind durch die elastische Fixierung hinreichend im Gefäßhalter 1 gesichert, so dass sie aufgrund der Beschleunigung beim Schütteln nicht aus dem Gefäßhalter 1 herausgetrieben werden.
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Zum Lösen des Gefäßhalters 1 von dem Thermomischer 14 kann gegen eine Vertiefung 19 in einer Längsseite der Schürze 5 gedrückt werden. Hierdurch wölbt sich die Schürze 5 nach innen, so dass die Lasche 8 aus einem Durchbruch freikommt und der Gefäßhalter 1 mit den weiteren Laschen 9, 10 aus den weiteren Durchbrüchen herausziehbar ist.
