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Die Erfindung betrifft eine drehbare
Elektrophoresevorrichtung insbesondere der Art, bei der mindestens zwei getrennte
Gelplattenanordnungen in ein und demselben Gerät aufgenommen
werden.
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Die Elektrophorese wird, wie in Chemistry and Engineering
News, Seite 22-28, vom 14. März 1988 berichtet wird, als
Standardverfahren in der Nukleinsäure-Sequenzanalyse, der
für die Aufzeichnung des menschlichen Erbguts verwendeten
Technik, eingesetzt.
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US-A-4 715 942 beschreibt eine Vorrichtung für die
Elektrophorese mit einer Einrichtung, bestehend aus zwei Platten
und Mitteln, die ein Gel zwischen diesen beiden Platten
einschließen, wobei die das Gel zwischen sich einschließenden
Mittel zwei aus elektrisch nicht leitendem organischem
Polymerfilm bestehende Schichten umfassen.
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Bisher waren doppelseitige Elektrophoresevorrichtungen
bekannt, bei denen zwei Gelplattenanordnungen im
wesentlichen vertikal angeordnet sind. Der Bediener muß zum
Beschicken mit Proben und zum Prüfen der Ergebnisse auf jede
Platte gesondert von der Vorderseite aus zugreifen. Die
doppelseitigen Einheiten sind daher umständlich zu benutzen,
da sie nicht leicht umzudrehen sind, um Zugang zu der
"anderen" Seite zu erhalten. Denn hierzu muß man entweder
die gesamte Einheit anheben, oder der Bediener muß auf die
andere Seite herumgehen. Das Anheben der gesamten Einheit
ist nicht durchführbar, da die Einheit nicht so klein und
auch nicht so leicht ist, daß dies einfach zu
bewerkstelligen wäre. Außerdem ist die Vorrichtung mit Flüssigkeiten,
auch schädlichen Flüssigkeiten, gefüllt, die verschüttet
werden könnten, so daß das Anheben eine ernsthafte Gefahr
darstellt.
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Daher war es bisher ein beträchtliches Problem, eine
Elektrophoresevorrichtung, insbesondere des Typs, bei dem
mehrere Gelplatten montiert werden können, von allen Seiten
leichter zugänglich zu machen. Eine einfache drehbare
Ausbildung war nicht möglich, da normalerweise zum Einbringen
der Probe die obere Abdeckung der Gelplattenanordnung
vorsichtig abgenommen und nach dem Erstarren des Gels wieder
aufgesetzt werden muß. Ein solcher Vorgang läßt sich aber
bei einer frei drehbaren Vorrichtung nicht so einfach
durchführen.
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Das vorstehende Problem wird durch eine Konstruktion gelöst,
bei der ein Träger von Gelplattenanordnungen sowohl drehbar
als auch zeitweilig feststellbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch
eine Elektrophoresevorrichtung zum elektrophoretischen
Trennen elektrisch geladener Verbindungen, die einen Träger
zum Lagern mindestens einer ein Gel einschließenden
Plattenanordnung, zwei Puffertanks für jede Plattenanordnung,
Mittel zum Lagern der beiden Tanks an gegenüberliegenden
Enden einer jeden Plattenanordnung sowie Mittel zum Anlegen
eines Stroms an den gegenüberliegenden Enden einer jeden
Plattenanordnung aufweist, wobei die Vorrichtung dadurch
gekennzeichnet ist, daß sie ferner eine Grundplatte
aufweist, auf der der Träger gelagert ist, daß Mittel
vorgesehen sind, mit denen der Träger um eine im allgemeinen
senkrecht verlaufende Achse um die Grundplatte drehbar ist,
und daß der Träger mittels einer Einrichtung in mindestens
einer Stellung relativ zu der Grundplatte lösbar
verriegelbar ist.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine
Elektrophoresevorrichtung gedreht und in einer gewünschten Position
lösbar verriegelt werden kann, ohne daß die gesamte
Vorrichtung angehoben und gedreht werden muß.
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Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sie
entweder drehfest verriegelt werden oder sich frei drehen
kann, wobei zum Umschalten vom einen in den anderen Zustand
nur ein Schritt erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Elektrophoresevorrichtung
mit den erfindungsgemäßen Merkmalen;
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Fig. 2 eine isometrische Teil-Innenansicht der
Vorrichtung, aus der teilweise die Drehbarkeit und
Verriegelbarkeit der Vorrichtung ersichtlich sind;
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Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil der
Gelplattenanordnung;
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Fig. 4 eine isometrische Teilansicht des unteren
Puffertanks der Vorrichtung;
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Fig. 5 eine Teil-Vorderansicht des Tanks gemäß Fig. 4;
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Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;
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Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung eines mit "VII"
gekennzeichneten Teils der Fig. 6;
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Fig. 8 eine isometrische Teilansicht des an der
erfindungsgemäßen Vorrichtung angebrachten oberen
Puffertanks;
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Fig. 9 eine Vorderansicht des Puffertanks gemäß Fig. 8;
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Fig. 10 einen Teil-Querschnitt entlang der Linie X-X in
Fig. 9;
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Fig. 11 eine teilweise geschnittene Teilansicht des
Rahmens gemäß Fig. 2, in der Details des
Verriegelungsmechanismus zu erkennen sind;
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Fig. 12a einen Teil-Schnitt entlang der Linie XII-XII in
Fig. 11;
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Fig. 12b einen Teil-Schnitt im allgemeinen entlang der
Linie XIIb-XIIb in Fig. 12a;
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Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht einer
alternativen Ausführungsform des
Verriegelungsmechanismus;
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Fig. 14 eine teilweise geschnittene Teilansicht der
Ausführungsform gemäß Fig. 13;
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Fig. 15 eine vertikale Schnittansicht einer bevorzugten
inneren Konstruktion des in zwei Stellungen
verschiebbaren Riegels;
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Fig. 16 eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI in
Fig. 15;
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Fig. 17 eine geschnittene Teilansicht ähnlich der Fig. 11,
jedoch einer anderen Ausführungsform des
Verriegelungsmechanismus und
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Fig. 18 einen Schnitt im allgemeinen entlang der Linie
XVIII-XVIII in Fig. 17.
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Außer dem in Verbindung mit der drehbaren
Befestigungseinrichtung eingesetzten Verriegelungsmechanismus umfassen die
Merkmale der hierin beschriebenen Elektrophoresevorrichtung
auch solche, die in unseren parallelen europäischen
Patentanmeldungen Nr. 89 304 164.0 und 89 304 161.6
(veröffentlicht als EP-A-0 339 974 bzw. EP-A-0 339 972) beansprucht
sind.
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Wenn hierin von "vertikal", "horizontal", "aufwärts",
"unten" oder dergleichen die Rede ist, beziehen sich diese
Hinweise immer auf die normale Arbeitsposition.
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Eine erf indungsgemäß aufgebaute Elektrophoresevorrichtung 20
- Figur 1 - besitzt einen Träger, bestehend im wesentlichen
aus einer Grundplatte 22, einem vertikalen Pfosten 24, zwei
beiderseits des Pfostens 24 angeordneten Klemmschalenkörpern
26, 28 und Tragschienen 29, 30, die eine Auflagefläche für
die in Fig. 3 vollständiger dargestellte Gelplattenanordnung
40 bilden. Die Klemmschalenkörper 26 und 28 sind mittels der
auf der Spitze des Pfostens 24 laufenden Buchse 60 auf dem
Pfosten 24 drehbar gelagert - s. Figur 2. Ein
Verriegelungsmechanismus 170 dient dazu, die Kleiimschalenkörper 26, 28
lösbar gegen weitere Drehung zu verriegeln. Oben und unten
an der Vorrichtung 20 ist jeweils in herkömmlicher Weise ein
Paar Puffertanks 70 bzw. 100 vorgesehen - s. Figur 1 (In
Fig. 1 ist zum Zwecke der klareren Darstellung der Rinne 32
nur ein unterer Pufferbehälter 70 dargestellt).
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Die Auflagefläche kann jede geeignete Oberfläche aufweisen;
bevorzugt besteht jedoch jede der Schienen 29, 30 aus einem
Schienenpaar, zum Beispiel dem Paar 30 - s. Figur 6 -, das
die Auflagefläche für die Gelplattenanordnung 40 bildet. Wie
in den Figuren 5 und 7 besser zu erkennen ist, bilden die
Unterseiten der Schienen jeweils eine Rinne 32 mit einer
vorderen Lippe 34 aus, die die Gelplattenanordnung 40 hält,
so daß sie nicht aus den Schienen herausfallen kann - s.
auch Fig. 1. Die Rinne 32 ihrerseits weist einen vertikalen
Ansatz 36 und eine untere Leiste 38 auf. Außerdem besitzt
jede Schiene - wie in den Figuren 8 und 10 anhand der
Schiene 30 dargestellt ist - einen entlang der Schiene
verlaufenden Flansch 39, der in der nachstehend beschriebenen
Weise mit Klemmen für die Puffertanks zusammenwirkt.
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Den Schienenpaaren 29 bzw. 39 sind jeweils eigene
Klemmschalen zugeordnet. Auf diese Weise gestattet die
Vorrichtung
jeweils die gleichzeitige Verarbeitung von zwei
Elektrophorese-Gelplattenanordnungen. Alternativ können noch
weitere (nicht dargestellte) Paare an demselben Pfosten
befestigt werden, in dem der Träger um den Pfosten gedreht
wird, bis die gewünschte Gelplattenanordnung sich in der
Arbeitsposition befindet.
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Das die Auflageflächen für die Gelplattenanordnung
aufweisende Schienenpaar ist in einem Winkel a - s. Figur 1
- angeordnet, der gegenüber der Vertikalen zwischen 5 und 10º
beträgt. In der Arbeitsposition befinden sich daher der
untere Bereich der Gelplattenanordnung und des Puf fertanks
näher beim Bediener als der obere Bereich der
Gelplattenanordnung und der Puffertank 100. Dies bietet den Vorteil,
daß anders als bei den absolut vertikalen Plattenträgern
herkömmlicher Vorrichtungen während des Anbringens der
Klemmen die Platte nicht besonders auf der Auflage
festgehalten werden muß. Vielmehr wird die Platte einfach in die
Rinnen 32 eingeführt und rückwärts gegen die Schiene 29 oder
30 gelehnt. Die Rinnen 32 sorgen dafür, daß die Platte bis
zur Montage der Puffertanks 70 und 100 nicht
herunterrutschen kann, während der Winkel α das Kippen der Platte 40
verhindert.
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Der Winkel α beträgt vorzugsweise mindestens 5º, da die
Neigung andernfalls gegenüber der Vertikalen zu gering wäre,
so daß die Platte trotzdem kippen könnte. Vorzugsweise ist
er aber nicht größer als 10º, da andernfalls die Vorrichtung
im unteren Bereich zu ausladend wäre.
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Die in Figur 3 dargestellte Gelplattenanordnung 40 umfaßt
die gesamte dargestellte Anordnung, bestehend aus einer
vorderen Platte 42, einer rückseitigen Platte 44 und
Abstandshaltern 46, 48, die die beiden Platten in herkömmlicher
Weise trennen, damit das (nicht dargestellte) Gel zwischen
Ihnen ausgebildet werden kann. Vorzugsweise ist die hintere
Platte 40 im Hinblick auf die bessere Ausbildung und
Beobachtung von Farblinien in Elektrophoreseproben
verbessert. Die Platte 44 besitzt nämlich eine Vorderfläche 50
und eine Rückfläche 52. Die Rückfläche 52 ist mit einer
Verspiegelung 54, zum Beispiel aus Silber oder Aluminium,
versehen, und auf der Verspiegelung 54 ist eine Schicht 56
aufgebracht, die mit dem Bereich hinter dem
Strömungsflächenbereich der Plattenordnung 40 verbunden ist. Dabei ist unter
dem Aufbringen der Schicht 56 in einem Bereich "hinter dem
Strömungsflächenbereich" der Gelplattenanordnung zu
verstehen, daß sie in einem Bereich aufgebracht wird, der in
seiner Ausdehnung dem Oberflächenbereich des Gels, in dem
die Elektrophoresestreifen liegen, entspricht und hinter
diesem liegt. Dieser Bereich wird definiert durch die Länge
"l" in Figur 1 und die Breite "w" in Figur 3. Als
Beschichtung 56 wird ein Material gewählt, das Wärme gut verteilt
oder leitet, wie zum Beispiel Aluminium. Diese Schicht wird
im wesentlichen mit der gesamten Oberfläche der Beschichtung
54 fest verbunden, was in jeder geeigneten Weise, zum
Beispiel mittels eines Klebers, z.B. eines Acrylklebers,
geschehen kann. Das gesamte so hergestellte Laminat wird
dann vorzugsweise zum Schutz mit einer elektrisch nicht
leitenden korrosionsbeständigen Schicht überzogen.
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Die Schicht 56 dient jedoch nicht der Ableitung von Wärme
aus der Gelplattenanordnung. Vielmehr werden die durch die
Flanschen 39 ausgebildeten Auflageflächen absichtlich in
einem einen toten Luftraum ausbildenden Abstand zum Körper
28 gehalten - s. Figuren 4 und 8. Dieser isolierende
Luftraum sorgt dafür, daß die durch das Verfahren erzeugte Wärme
an Ort und Stelle bleibt und dadurch die bis zur Erreichung
der Betriebstemperatur benötigte Zeit verkürzt wird.
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Die Schicht 56 bewirkt daher, daß die Wärme von den wärmeren
mittleren Bereichen den Randbereichen zugeführt wird und
damit Temperaturgefälle vermindert werden. Infolgedessen
bilden sich Farblinien im Gel aus, die die gewünschte
Geradlinigkeit aufweisen, und die Ergebnisse sind frei von
wärmebedingten
Artefakten. Die Gesamttemperatur bleibt jedoch
hoch, wodurch die Farbstreifen sich schneller entwickeln als
dies bei mit Wasser arbeitenden Geräten der Fall wäre. Denn
das Wasser braucht viel länger für das Aufwärmen auf
Betriebstemperatur.
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Die Möglichkeit, die Farbstreifen frei von Artefakten zu
verarbeiten, bleibt selbst noch bei einer elektrischen
Leistung von 60 W, mit der Temperaturen bis zu 70ºC,
gemessen an der Vorderseite der Platte 40, erzielt werden, und
bei sich daraus ergebenden Farbentwicklungsgeschwindigkeiten
von bis zu 0,50 cm/min. erhalten.
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Ein weiterer Vorteil der Gelplattenanordnung liegt in der
verspiegelten Oberfläche. Diese Verspiegelung sorgt dafür,
daß der Benutzer den Zustand der Oberfläche 50 - s. Figur 3
- besser erkennen kann. Denn die Verspiegelung erleichtert
die präzise Einführung der Probenlösung mittels der Pipette
in den Hohlraum zwischen den Platten 42 und 44. Außerdem
trägt sie dazu bei, daß eventuelle Schmutzpartikel auf der
Fläche 50 beim Reinigen der Platte 44 besser erkannt werden.
Und auch die Farblinien sind bei aufgebrachter Verspiegelung
besser zu erkennen.
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Vorzugsweise ist ein oder sind beide Puffertanks abnehmbar
und damit einer Autoklavenbehandlung zugänglich.
Vorzugsweise werden sie lösbar mittels Klemmeinrichtungen
befestigt, die nicht nur die Puffertanks in ihrer Position,
sondern auch die Gelplattenanordnung am Träger festklemmen.
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Der untere Puffertank 70 - s. Figur 4 - besitzt vorzugsweise
einen an seiner Oberfläche 76 - Figur 5 - offenen Hohlraum
- Figuren 6 und 7. An seinen beiden Enden weist der Tank
Griffansätze 78 und zwei auf Stiften 82 gegenüber der oberen
Fläche 76 schwenkbare Klemmen 80, 80' auf. Die Klemmen
besitzen jeweils einen Griffteil 83. Jeder Stift 82 wird
jeweils von einem Ende einer Torsionsfeder 84 umfaßt - Figur
6 -, wobei das andere Ende der Federn jeweils an einer auf
der Oberfläche 76 sitzenden Schraube 86 befestigt ist.
Dadurch werden die Klemmen 80 und 80' nach innen vorgespannt,
d.h. die Klemme 80 im Gegenuhrzeigersinn - Figur 6 -, die
Klemme 80' im Uhrzeigersinn.
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Dies hat zur Folge, daß nicht nur der Tank 70 an den
Schienen 29 des Trägers festgeklemmt wird, sondern
vorzugsweise auch die Gelplattenanordnung 40 zwischen dem
Puffertank und den Schienen 29 verspannt wird. Bei dieser
Konstruktion ist es überflüssig, neben den Mitteln zum
Festklemmen der Gelplattenanordnung noch besondere Klemmen oder
Befestigungsmittel für die Befestigung des Tanks 70
vorzusehen.
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Die Klemmen 80 und 80' arbeiten in der Weise, daß man
einfach die Klemme mit dem Daumen und einen der Ansätze mit den
Fingern ergreift und durch Zusammendrücken der Torsionsfeder
die Klemme außer Eingriff mit der Gelplattenanordnung
bringt. Dies wiederum löst den Puffertank von den Schienen
29 bzw. 30, so daß der Puffertank abgenommen und gereinigt
werden kann.
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Für den Anschluß der Stromleitungen ist in herkömmlicher
Weise ein Bananenstecker 90 an der Seite des Tanks 70
angebracht. Innerhalb des Tanks stellt der Stecker 90 die
Verbindung zu einer Drahtelektrode 92 - Figur 5 - her, die auf
einer sich längs des Bodens des Tanks 70 erstreckenden
Stange oder einem Rohr 94 gelagert ist. Das Rohr 94 und die
Elektrode 92 sind vorzugsweise als Einheit herausnehmbar.
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Um den Inhalt des Tanks besser erkennen zu können, kann die
Vorderf läche 96 des Tanks 70 transparent ausgebildet sein.
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Der Tank 100 ist in gleicher Weise lösbar am anderen Ende
der Gelplattenanordnung 40 - Figuren 8 bis 10 -
festgeklemmt. Der Tank 100 besitzt ferner einen zwischen einer
unteren Fläche 106
- Figuren 8 und 10 -, einer vorderen
transparenten Platte 104 - Figuren 8 bis 10 -,
Seitenwandungen 110 und 112 und einer sehr kurzen vertikalen Rückwand
104 ausgebildeten Hohlraum 104. Die Rückwand 114 ist kürzer
als die Höhe der vorderen Platte 108, so daß Flüssigkeit im
Hohlraum 104 mit der mit dem Tank 10 in Verbindung stehenden
Gelplattenanordnung 40 (in Fig. 10 gestrichelt dargestellt)
in Kontakt gelangt. Um sicherzustellen, daß die Flüssigkeit
nicht aus dem Hohlraum 104 herausfließt, ist eine (in Figur
9 gestrichelt dargestellte) Dichtung 116 U-förmig auf der
Rückseite der Seitenwandungen 110, 112 und der Rückwand 114
- Figuren 9 und 10 - entlanggeführt.
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Die Klemmen für den Tank 100 besitzen einen Kolben 120
- Figuren 8 und 10 - mit einer Welle 122, die sich durch die
Seitenwandung 110 zu einer Scheibe 124 erstreckt, die so
bemessen ist, daß sie an dem Flansch 39 angreift. Innerhalb
der Wandung 110 - Figur 10 - weist die Welle 122 einen
verringerten Durchmesser auf, der der Aufnahme einer Druckfeder
126 innerhalb der Öffnung 128 für die Klemme dient. Durch
Drücken eines Knopfs 130 können die Vorspannung der Feder
126 überwunden und dadurch die Klemme, der Puffertank und
die Gelplattenanordnung 40 mit der Schiene 29 bzw. 30 außer
Eingriff gebracht werden. Griffansätze 132, 134 - Figuren
8-10 - erleichtern das manuelle Herunterdrücken des Kolbens
120 zur Überwindung der Vorspannung der Feder 126.
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Als Feder 126 ist jede Druckfeder sinnvoll. Vorzugsweise
sollte sie eine Federkonstante von etwa 0,735 N/mm
aufweisen, wie diese durch zwei übereinanderstehende Federn P/N
CO 480-045-2000 S der Firma Associated Spring, Bristol, CT,
erzielt wird.
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Statt der Kolben 120 können auch andere Klemmenausbildungen
eingesetzt werden. Zum Beispiel könnten Schwenkklemmen, wie
sie in Fig. 4 für den unteren Puffertank dargestellt sind,
vorgesehen und um eine vertikale Achse in Richtung zur
Rückseite
des Flansch 39 vorgespannt werden. Gleichermaßen
könnten statt der Klemmen des unteren Puffertanks 70 die Kolben
120 des oberen Puffertanks verwendet werden, wobei diese
gegen die Gelplattenanordnung 40 vorzuspannen wären. In
beiden Fällen würde das Lösen durch Ziehen am
Klemmenmechanismus erfolgen. Da die Betätigung durch Drücken aber als
einfacher angesehen wird, wird die Klemmenanordnung in der
dargestellten Form bevorzugt.
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Eine weitere Verbesserung des Tanks 100 besteht in der
Verwendung von Mitteln, die den Tank automatisch oben an der
Gelplattenanordnung 40 positionieren. Diese umfassen
Fixiermittel 140, die sich vom Hohlraum 104 aus im wesentlichen
eben mit der Oberfläche 146 des Hohlraums 140 über die
Dichtung 116 hinaus zurück erstrecken. Bei den Fixiermitteln 140
handelt es sich im wesentlichen um Ansätze, die derart
ausgebildet sind, daß sie auf der Oberseite 144 der
Gelplattenanordnung 40 - Figur 8 - aufsitzen (Diese Oberfläche fällt
gleichzeitig mit der oberen Fläche 146 der vorderen Platte
108 - Figur 9 - zusammen).
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Aufgrund dieser Bauweise können Gelplattenanordnungen jeder
Länge in der Vorrichtung verwendet werden, wobei der Tank
immer oben auf der Anordnung sitzt, vorausgesetzt, daß die
Länge nicht die Länge der Schienen 29 oder 30 überschreitet.
Denn die Fixiermittel 140 sorgen dafür, daß der Tank 100
immer oben auf der Gelplattenanordnung 40 sitzt.
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Der Stecker 150, der Draht 152 und die Tragstange 154 sind
im Tank 100 in ähnlicher Weise wie im unteren Tank 70
- Figuren 9 und 10 - angeordnet.
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Zur Entleerung des Tanks ist in herkömmlicher Weise ein
Ablaßventil 160 in der Bodenfläche 106 - Figuren 8 und 9
- vorgesehen.
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Alternativ kann die Platte 108 - in nicht dargestellter
Weise
- als Vergrößerungsglas zur optischen Vergrößerung
ausgebildet sein. Der Rahmen, in dem sich die Vorrichtung 20
dreht - Figur 2 -, umfaßt vertikal an zwei horizontalen
Platten 174 und 176 befestigte trapezförmige Platten 172.
Die Platte 174 weist bei 178 eine Öffnung auf, durch die der
Pfosten 24 frei hindurchragt. Die Platte 176 ist mit der
nachstehend beschriebenen Buchse 60 ausgestattet. Die
auswärts weisenden Kanten 180, 182 der trapezförmigen Platten
172 dienen als Befestigungsfläche für die auf den -
gestrichelt dargestellten - Klemmschalen zu befestigenden
Schienenpaare. Die Buchse 60 - Figur 11 - läuft auf der
Spitze 184 des Pfostens 24. Auf diese Weise dreht sich der
gesamte Rahmen mit den Platten 174, 176, der Buchse 60, den
trapezförmigen Platten 172 und den darauf befestigten
Klemmschalen und Schienen um den Pfosten 24.
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Erf indungsgemäß kann der Rahmen mittels einer
Verriegelungseinrichtung 170 verriegelt werden, wodurch vorübergehend
eine Drehung der Vorrichtung verhindert wird - Figuren 2 und
11-18. Diese Verriegelungseinrichtung ist für jede drehbare
Vorrichtung sinnvoll und insbesondere für die vorstehend
beschriebene Elektrophoresevorrichtung geeignet. Die
Verriegelungseinrichtung 170 weist vorzugsweise - Figuren 11-12
- eine an dem Pfosten 24 feststehend befestigte
Verriegelungsplatte 186 und an der Platte 176 des Rahmens
vorgesehene Mittel auf, mit denen die Platte in einer von zwei
Schiebestellungen lösbar verriegelt werden kann.
Insbesondere besitzt die Platte 186 entlang ihres Umfangs - der jede
Form aufweisen kann, vorzugsweise aber kreisrund ist - Zähne
190 - Figur 12a -, die vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand
um den gesamten Umfang herum verteilt sind. Die lösbaren
Verriegelungsmittel sind so ausgebildet, daß sie zwischen
jeweils zwei benachbarten Zähnen direkt oder indirekt in die
Platte 186 eingreifen. Bei der in den Figuren 11-12a und b
dargestellten Ausführungsform wird in der folgenden Weise
ein direktes Eingreifen der Verriegelungsmittel erzielt:
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Wie aus dem Detail der Fig. 15 ersichtlich ist, ist ein
herkömmlicher, in zwei Stellungen verschiebbarer Riegel 192
vorgesehen, wie er üblicherweise bei Schrankverschlüssen
oder Kugelschreibern verwendet wird. Das wirksame Ende des
Riegels besitzt einen sich abwärts erstreckenden Abschnitt
194, der bei jedem Betätigen des Handdruckknopfes 196
abwechselnd eine von zwei Stellungen einnimmt. In der einen,
in Figur 11 ganz ausgezeichneten Stellung befindet er sich
in seiner untersten Stellung zwischen jeweils zwei Zähnen
190. In der anderen, gestrichelt dargestellten Stellung
befindet sich das Element 194 in seiner angehobenen Stellung
und außer Eingriff mit den Zähnen 190. Vorzugsweise sind die
Zähne 190 so ausgebildet, daß äußere Kanten 198 sich nach
unten von dem Riegel fort erstrecken, wobei sie um einen
vorzugsweise zwischen den Kanten 168 zentrierten Zahnradius
200 abgebogen sind. Ferner ist das Element 194 vorzugsweise
bei 202 spitz ausgebildet. Diese Ausbildung sorgt dafür, daß
das Element 194 nicht so leicht an einer Zahnoberseite
hängenbleiben kann, wenn der Benutzer es blind herunterdrückt.
Statt dessen wird die Spitze 202 des Elements 194 am Zahn
190 entlang- und in den Zwischenraum zwischen den Zähnen
hineingleiten (Der Abstand ist so ausgelegt, daß er das
Element 194 leicht aufnehmen kann).
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Zum Schutz des Inneren der Vorrichtung 20 gegen verschüttete
Flüssigkeit ist eine Gummitülle 204 vorgesehen.
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Bei dieser Konstruktion drückt der Benutzer einmal auf den
Knopf 196, wodurch sich sowohl der Knopf als auch das
Element 194 abwärts in die in Fig. 11 voll ausgezeichnete
Stellung bewegen und die Vorrichtung 20 gegen weitere
Drehung verriegeln. Das Element 194 dient daher auch dazu,
zwischen zwei benachbarte Zähne der Verriegelungsplatte
einzugreifen. Wird der Riegel 192 nochmals gedrückt, bewegen
sich der Knopf 196 und das Element 194 wieder aufwärts in
die gestrichelt dargestellte Stellung, so daß die
Vorrichtung 20 wieder freigegeben ist und die Träger der
Gelplattenanordnungen sich ungehindert drehen können.
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Alternativ kann der Riegel 192 auch so konstruiert sein, daß
der Knopf 196 immer seine obere Stellung einnimmt und sich
nicht zusammen mit dem Element 194 bewegt. Die gleichzeitige
Bewegung wird jedoch bevorzugt, da sie sichtbar anzeigt, ob
die Vorrichtung verriegelt ist oder nicht.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung - Figuren 13
und 14 - erfolgt der Eingriff des Riegels indirekt, und zwar
wenn der Handknopf angehoben, nicht heruntergedrückt, wird.
Teile, die den soeben beschriebenen Teilen entsprechen, sind
nachstehend mit denselben Bezugszeichen, nur ergänzt durch
ein "a", bezeichnet. Der Riegel 192a ist also wie in der
vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgebildet, wobei
das Element 192a eine Spitze 202a aufweist. Die
Verriegelungsplatte 186a weist ebenso wie zuvor beschrieben an
ihrem Umfang angeordnete Zähne 190a auf. Allerdings sind die
Zähne 190a vorzugsweise flach mit einer Spitze 210 - Figur
13 - ausgebildet, die auf einem Mittelradius 200a eines
jeden Zahns 190a zentriert ist. Die Mittel, die tatsächlich
in die Zähne 190a eingreifen, bestehen aus einem Hebel 220,
der mittels einer Torsionsfeder 222, mit deren einem Ende
der Hebel 220 einstückig ausgebildet ist, gegen die Zähne
vorgespannt ist. (Das andere Ende 224 der Feder 222 ist am
Träger der Gelplattenanordnung, zum Beispiel einer
Klemmschale 26 - Figur 14 - befestigt.) Vorzugsweise ist das Ende
226 des Hebels 220 mit einer Kurvenfläche 228 versehen, die
derart ausgebildet ist, daß sie mit der Form der Spitze 202a
zusammenwirkt. Alternativ kann statt der Spitze 202a eine
(nicht dargestellte) Rippe mit einer flachen Fläche
vorgesehen werden, die mit einer ebenfalls flachen Fläche der
Oberfläche 228 zusammenwirkt.
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Um sicherzustellen, daß der Hebel 220 seine aufrechte
Stellung beibehält, in der er in den Zwischenraum zwischen
benachbarten Zähnen 190a eintreten kann, sind zwei
Führungsplatten 250, 252 vorgesehen, die jeweils einen Schlitz 260
aufweisen, der ein seitliches Ausweichen des Hebels 220
verhindert.
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Im Betrieb ist der Hebel 220 so vorgespannt, daß er in der
oberen Stellung des Elements 194a in die Verriegelungsplatte
186a eingreift und diese gegen weiteres Drehen verriegelt,
wie dies in Figur 14 in voll ausgezogenen Linien dargestellt
ist. Wird der Riegel 192a nochmals gedrückt, so daß er seine
"untere" Stellung einnimmt, schleift das Element 194a auf
dem Hebel 220 und drückt ihn in die gestrichelt dargestellte
Position. Damit werden die Platte 186a und die Vorrichtung
entriegelt und können sich ungehindert drehen. Wird der
Knopf des Riegels 192a nochmals gedrückt, weicht das Element
194a zurück, so daß der Hebel 220 wieder zwischen die Zähne
eingreifen kann. Da die Zähne 190a spitz ausgebildet sind,
kommt der Hebel 220 nicht an einem Zahn zur Anlage, sondern
gleitet an dem Zahn, an den er eventuell anstößt, entlang
und in den Zahnzwischenraum hinein. Alternativ kann der
Hebel 220 auch um eine vertikale Achse abgerundet sein
(nicht dargestellt), um eine eventuelle Anlage des Hebels
220 an einem Zahnende weiter zu erschweren.
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Die Figuren 15 und 16 zeigen eine zweckmäßige Ausbildung des
Riegels 192 oder 192a. Im einzelnen besitzen diese Riegel
192 (die hier rechteckig dargestellt sind, wobei
zylindrische Formen jedoch auch zweckmäßig sind 3 einen Körper
300, in dem sich ein hohles Betätigungselement 302 gegen die
Kraft einer Feder 304 frei hin- und herbewegt, wobei die
Feder ihrerseits an einem ringförmigen Ring 306 innerhalb
des Körpers 300 befestigt ist. Eine Blattfeder 310 ist mit
ihrem einen Ende 312 am Innendurchmesser des Rings 306 an
diesem befestigt. Der Ring 306 lagert ferner einen festen
Anschlag 316. Das gegenüberliegende Ende 318 der Blattfeder
310 erstreckt sich durch eine Öffnung 314 im
Betätigungselement 302 und ist mit einem Finger 320 - Figur 16 - einer
vorbestimmten Breite "w" ausgestattet. Das
Betätigungselement 302 weist auf seiner inneren vertikalen Wandfläche
322 einen gemäß Figur 15 ausgebildeten Steuerkurvenvorsprung
324 auf. Die obere Wandfläche 326 des Betätigungselements
302 besitzt einen Vorsprung 328, dessen Abstand "d" - Figur
16 - zum Steuerkurvenvorsprung um so viel größer ist als das
Maß "w", daß der Finger 320 in den Zwischenraum zwischen dem
Wandvorsprung 324 - Figur 15 - und dem Vorsprung 328 an der
oberen Fläche hineingleiten kann. Die Oberfläche 330 des
Vorsprungs 324 - Figur 15 - besitzt eine Einwölbung 332, in
der der Finger gehalten wird, wenn das Betätigungselement
302 freigegeben ist. An der unteren Fläche 334 des
Betätigungselements 302 ist das Element 194 befestigt. Der
Anschlag 316 verhindert, daß das Betätigungselement 302 sich
so weit abwärts bewegen kann, daß die Feder 310 oder die
Feder 304 beschädigt werden könnte.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt Wenn der Knopf 196 aus
seiner in Figur 15 dargestellten Position gegen die Kraft
der Feder 304 nach unten gedrückt wird, bewegt sich das
Betätigungselement 302 abwärts. Der Steuerkurvenvorsprung
324 bewegt sich gegen die Kraft der Blattfeder 310 und
drückt sie nach rechts, wie dies in Figur 15 bei "A"
gestrichelt dargestellt ist. Wenn der Finger 320 die
Oberfläche 330 des Vorsprungs 324 verläßt, wird er in den
Zwischenraum zwischen dem Vorsprung 328 und dem Vorsprung
324 gedrückt. Bei Freigabe des Knopfes 302 fällt der Finger
320 in die Einwölbung 332 ein, wie dies in Figur 15 bei "B"
gestrichelt dargestellt ist. (Die Blattfeder 310 bewegt sich
natürlich nicht "nach oben", sondern das Betätigungselement
bewegt sich abwärts. Die gestrichelte Darstellung zeigt
nicht die tatsächliche Stellung der Feder 310, sondern gibt
ihre Beziehung zu den Vorsprüngen 328 und 324 wieder. Wenn
sich der Knopf 196 und das Element 194 in ihren "unteren"
Stellungen befinden, ist auch das Betätigungselement 302 in
seiner - nicht dargestellten - "unteren" Stellung.) Dieses
Einfallen dient dem Zweck, den Knopf 196 in seiner "unteren"
Stellung zu halten. Wird nun der Knopf wieder gedrückt,
reicht die nach links wirkende - Pfeil 350 - Kraft der
Blattfeder aus, damit die Feder 310 gegenüber dem Vorsprung
310 nach links gleitet. Bei Freigabe des Knopfes 196 bewegt
sich die Feder 310 an der linken Seite 340 des Vorsprungs
324 vorbei und gestattet es so dem Betätigungselement 302,
wieder seine dargestellte oberste Stellung einzunehmen.
Inzwischen bewegt sich das Element 194 zwischen den beiden
Positionen entsprechend der Aufwärts- und Abwärtsbewegung
des Betätigungselements 302 aufwärts und abwärts.
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Die Verriegelungseinrichtung muß nicht als
Verriegelungsplatte mit Zähnen ausgebildet sein, die eine begrenzte
Anzahl von Verriegelungsstellungen definieren. Vielmehr kann
sie auch so ausgebildet sein, daß sie - wie dies in den
Figuren 17 und 18 dargestellt ist - in unbegrenzt vielen
Positionen verriegelbar ist. Teile, die den vorstehend
beschriebenen Teilen entsprechen, sind nachstehend mit
denselben Bezugszeichen, nur ergänzt um ein "b", bezeichnet.
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Der in zwei Positionen verschiebbare Riegel ist also mit dem
oben beschriebenen Riegel identisch mit der Ausnahme, daß es
sich bei dem Element 194b um eine Schubstange handelt, die
sich von dem Riegel abwärts bis zur Verriegelungsplatte 186b
erstreckt, wobei diese wie zuvor beschrieben an dem Pfosten
24b befestigt ist. In diesem Fall besteht die Platte 186b
jedoch aus einer Scheibenbremse, zum Beispiel einer
verchromten Aluminiumscheibe herkömmlicher Bauart. Die
Scheibenbremse 186b ist mittels eines Wellenbundes 370 an dem
Pfosten 24b befestigt. Mit der Platte 186b wirken ein,
vorzugsweise jedoch zwei Bremsklötze 350 und 352 zusammen. Der
Bremsklotz 350 ist an einem an der trapezförmigen Wand 172b
befestigten Winkelement 354 befestigt. Der Bremsklotz 352
ist an einem an der trapezförmigen Wand 172b bei 358
schwenkbar gelagerten Hebelarm 356 montiert. Beide
Bremsklötze bestehen, ebenfalls in herkömmlicher Weise,
vorzugsweise aus einem niedrig verdichteten, fixierten Elastomer,
beispielsweise Gummi.
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Um eine ausreichende Verriegelungskraft zu erzielen, die
ungewolltes Drehen der Vorrichtung verhindert, ist das Element
194b vorzugsweise mittels eines Stifts 360 an dem Hebelarm
in einer Stellung angebracht, die den Bremsklotz 352 mit
einem Hebelverhältnis von mindestens 5 : 1 wirksam macht. In
der Darstellung ist sogar ein größeres Hebelverhältnis, zum
Beispiel etwa 8 : 1, realisiert.
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Um zu verhindern, daß sich der Hebelarm 356 unter dem von
der Scheibenbremse ausgeübten Drehmoment durchbiegt, ist der
Arm 356 so angeordnet, daß er sich in einem Schlitz 372 in
der trapezförmigen Wand 180b bewegt - siehe Figur 18.
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Wenn bei dieser Ausführungsform der in zwei Stellungen
verschiebbare Riegel seine "untere" Stellung einnimmt, ist die
Vorrichtung gegen weiteres Drehen verriegelt. Es ist ohne
weiteres ersichtlich, daß die Verriegelung in jeder
beliebigen Stellung der Vorrichtung an den trapezförmigen Wänden
172b und 180b möglich ist.
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Alternativ kann das Riegelelement 194b auch (in nicht
dargestellter Weise) gegen den Hebelarm 356 gedrückt werden, ohne
daran mittels eines Stifts befestigt zu sein, wobei in
diesem Fall eine Feder vorgesehen ist, die den Arm 356 und den
Bremsklotz 352 von der Scheibenbremse 186b abhebt, solange
das Verriegelungselement 194b nicht heruntergedrückt wird.