DE69118040T2

DE69118040T2 - Federbelasteter Probenröhrchenhalter

Info

Publication number: DE69118040T2
Application number: DE69118040T
Authority: DE
Inventors: James A Mawhirt
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2011-07-18
Also published as: IL98178A; US5137693A; AU639782B2; IL98178A0; EP0469390B1; EP0469390A3; DE69118040D1; JPH04262259A; CA2042182C; EP0469390A2; CA2042182A1; AU7715791A

Description

Diese Erfindung betrifft einen verbesserten Probenröhrchenhalter, der ein einfaches Lösen eines Proberöhrchens, das darin enthalten ist, gestattet und ebenfalls in einer kontinuierlichen Weise mit anderen ähnlichen Probenröhrchenhaltern in einer relativ drehbaren und neigbaren Weise verbunden werden kann.
Ein Vorläufer des vorliegenden Probenröhrchenhalters ist in meiner parallelen Anmeldung, nun US-A-4,944,924 gezeigt. Der vohergehende Probenröhrchenhalter kann gleichermaßen zusammen mit anderen ähnlichen Probenröhrchenhaltern in einer kontinuierlichen Weise verbunden werden, um ein relatives Drehen und Neigen der Probenröhrchenhalter zu erlauben. Zusätzlich kann sowohl der vorhergehende Probenröhrchenhalter als auch der vorliegende Probenröhrchenhalter in dem automatischen Probennahmesystem der US-A-4,861,553 verwendet werden und beide Halter umfassen ein Kunststoffadapterelement, das das Probenröhrchen aufnimmt. In dem vorhergehenden Probenröhrchenhalter ist das Adapterelement jedoch dimensioniert, daß es passend das Probenröhrchen hält und es ist schwierig, die Größe der Rückhaltekraft zu regeln, die durch den Kunststoffadapter gegen die Außenfläche des Probenröhrchens ausgeübt wird. Zusätzlich ist das Probenröhrchen vollständig durch das Adapterelement des vorhergehenden Probenröhrchenhalters eingehüllt. Somit kann das Entfernen des Probenröhrchens von dem vorhergehenden Probenröhrchenhalter gelegentlich eine mühsame Aufgabe sein.
Da der vorhergehende Probenröhrchenhalter eine wiederverwendbare Einrichtung ist, worin Probenröhrchen wiederholt in den Probenröhrchenhalter eingeführt und von diesem entnommen werden, ist die Einrichtung, mit der ein Probenröhrchen in den Probenröhrchenhalter eingeführt und von diesem entfernt werden kann, ein kritischer Faktor bei der Sicherstellung problemlosen Gebrauchs des Probenröhrchenhalters.
US-A-4,805,772 zeigt ein gegossenes Kunststoffadapterelement einer im allgemeinen röhrenartigen Form (Fig. 9). Das Adapterelement umfaßt einen Kunststoffvorspannfinger, der als ein Teil des Adapterelements gegossen ist. Ein freies Ende des Vorspannfingers erstreckt sich in eine Öffnung, die in einer zylinderförmigen Seitenwand des Adapterelements gebildet ist. Der Vorspannfinger ist ebenfalls in Richtung einer Achse des röhrenartigen Adapterelements gebogen, wie am deutlichsten in Fig. 10 gezeigt ist. Somit biegen in das Adapterelement eingefügte Behälter, so wie ein Probenröhrchen T1 (Fig. 11), den vorstehenden Finger von der Achse weg und in die Öffnung.
Der Vorspannfinger übt eine Kraft gegen das Probenröhrchen T1 aus, wenn das Röhrchen T1 in das Adapterelement eingeführt wird und drückt das Röhrchen T1 in Richtung einer Vorderwand des Adapterelements 20a. Somit ist das Röhrchen T1 nicht im Adapterelement 20a ausgerichtet. Daher wird vorgeschlagen, daß zusätzliche, vertikale Unterstützungsrippen auf der innenseitigen Oberfläche des Adapterelements angegossen werden können, um das Röhrchen T1 auszurichten und zu halten.
WO-A-8,501,643 zeigt ein Gestell mit einem oberen Fach, einem mittleren Fach und einem unteren Fach. Kreisförmige Probenröhrchenöffnungen sind in dem oberen Fach vorgesehen und fluchten mit kreisförmigen Probenröhrchenöffnungen, die im mittleren Fach vorgesehen sind. Eine Rückwand umfaßt zwei Schlitze, die entgegengesetzte Enden eines bogenförmigen, federartig vorgespannten Elements zwischen dem oberen Fach und dem mittleren Fach aufnehmen. Der mittlere Abschnitt des bogenförmigen vorgespannten Elements drückt ein in Fig. 1 gestrichelt gezeigtes Probenröhrchen gegen eine vordere Kante der Probenröhrchenöffnung in dem oberen Fach und gegen eine vordere Kante der Probenröhrchenöffnung im mittleren Fach. Die Einrichtung stellt die Befestigung beider Enden mit der vorgespannten Feder sicher. Daher ist die Feder nicht frei biegbar. Folglich kann die durch die Mitte der Feder gegen das Probenröhrchen ausgeübte Kraft beträchtlich sein, insbesondere, wenn eine Zunahme der Durchmessergröße der Probenröhrchen vorhanden ist. Weiterhin richtet das Vorspannelement die Probenröhrchen nicht aus, sondern drückt die Probenröhrchen gegen die Kanten der oberen und unteren Probenröhrchenöffnungen.
Es ist somit wünschenswert, einen verbesserten Probenröhrchenhalter vorzusehen, der ein leichtes Einführen und Entfernen eines Probenröhrchens gestattet und der eine leichte Zugänglichkeit zu dem eingeführten Probenröhrchen erlaubt, um ein nachfolgendes Entfernen des Probenröhrchens von dem Probenröhrchenhalter zu erleichtern.
Unter den verschiedenen Aufgaben der Erfindung kann das Vorsehen eines neuen Probenröhrchenhalters angemerkt werden, eines neuen Probenröhrchenhalters, der einen leichten Zugang zu einem darin gehaltenen Probenröhrchen erlaubt, um das Entfernen des Probenröhrchens von dem Probenröhrchenhalter zu erleichtern, eines neuen Probenröhrchenhalters, der Probenröhrchen verschiedener Größe aufnimmt und ein leichtes Einführen und Entfernen der Probenröhrchen von den Probenröhrchenhaltern gestattet, eines Probenröhrchenhalters, der mit anderen ähnlichen Probenröhrchenhaltern in einer kontinuierlichen Kette (linkage) verbunden werden kann, worin jeder der Probenröhrchenhalter um eine Längsachse eines anderen Probenröhrchenhalters in der Kette gedreht werden kann und eines neues Probenröhrchenhalters, der mit anderen ähnlichen Probenröhrchenhaltern in einer kontinuierlichen Kette verbunden werden kann, worin jeder der Probenröhrchenhalter in der Kette in bezug auf die anderen Probenröhrchenhalter geschwenkt werden kann.
Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden im folgenden teilweise offensichtlich und teilweise erklärt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Probenröhrchenhalter ein röhrenartiges Adapterelement mit einem inneren Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Probenröhrchens mit einem vorbestimmten Durchmesser, wobei das Adapterelement eine gekrümmte Wand umfaßt, die den Aufnahmeraum begrenzt und ein offenes Ende zum Einführen des Probenröhrchens in den Aufnahmeraum, wobei der Aufnahmeraum radial relativ zu dem vorbestimmten Durchmesser des Probenröhrchens überdimensioniert ist, um einen radialen Freiraum zwischen dem Probenröhrchen und dem Adapterelement vorzusehen. Der Probenröhrchenhalter umfaßt weiterhin flexible Vorspannmittel umfassend ein Paar von Metall-Vorspannfedern, die im wesentlichen radial entgegengesetzt zueinander auf dem Adapterelement angeordnet sind, wobei jede Metall- Vorspannfeder einen Endbereich umfaßt, der an dem Adapterelement befestigt ist und einen entgegengesetzten, biegbaren, freien Endbereich, der sich ein vorbestimmtes radiales Maß in den Aufnahmeraum vor dem Einführen des Probenröhrchens erstreckt, um in Eingriff mit dem Probenröhrchen in dem Aufnahmeraum zu treten und dieses mittig auszurichten und eine vorbestimmte Vorspannkraft auf das Probenröhrchen auszuüben, um das Probenröhrchen in dem Adapterelement entfernbar festzuhalten. Die gekrümmte Wand hat eine Feder-Freiraumöffnung für jede Feder, wobei die freien Enden der Federn in Richtung oder in die jeweiligen Freiraumöffnungen durch das Probenröhrchen beim Einführen des Probenröhrchens in den Aufnahmeraum biegbar sind, worin die Freiraumöffnungen bezüglich der Größe dimensioniert sind, um die freien Enden so aufzunehmen, daß die freien Enden nicht gegen das Adapterelement drücken.
Weiterhin kann der Probenröhrchenhalter umfassen:
(a) ein röhrenartiges Aufnahmeelement mit einem ersten Wandabschnitt und einem ersten Klinkenelement, das auf dem ersten Wandabschnitt gebildet ist;
(b) ein drehbares Element, das auf dem röhrenartigen Aufnahmeelement gehalten wird, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Drehelement und dem röhrenartigen Aufnahmeelement zu gestatten, wobei das drehbare Element einen zweiten Wandbereich und ein zweites Klinkenelement besitzt, das auf dem zweiten Wandbereich so gebildet ist, daß die ersten und zweiten Klinkenelemente relativ in Richtung aufeinander und voneinander weg in einer radialen Richtung bewegbar sind, wenn die relative Drehbewegung zwischen dem drehbaren Element und dem röhrenartigen Element in entgegengesetzten radialen Richtungen auftritt;
(c) wobei das Adapterelement in und von dem röhrenartigen Aufnahmeelement einführbar und entfernbar ist.
Somit sind verschiedene Adapterelemente auswechselbar, um es zu gestatten, daß die Probenröhrchenhalter Probenröhrchen verschiedener Größe halten können. Die Kette von Probenröhrchenhaltern kann somit eine Vielzahl von Probenröhrchen verschiedener Größe halten.
Andere spezielle Ausführungsformen und optionale Lösungen werden aus den Unteransprüchen offensichtlich.
Die Erfindung umfaßt demgemäß die im folgenden beschriebenen Gestaltungen, wobei der Schutzumfang der Erfindung in den Ansprüchen angezeigt wird.
In den beigefügten Zeichnungen ist
Fig. 1 ein vergrößerter Aufriß in teilweiser Schnittansicht einer Kette von Probenröhrcheneinrichtungen nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Schnittansicht derselben entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Kette von Probenröhrchenhaltern, die eine Ausführungsform der Erfindung verkörpern, wobei ein Probenröhrchen getrennt von seinem dazugehörigen Probenröhrchenhalter gezeigt ist;
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht derselben, die Vorspannfedern und ein Feststellelement in einer entspannten, nichtgebogenen Lage zeigt;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 4, die die Vorspannfedern und das Feststellelement in einer gebogenen Position zeigt;
Fig. 6 eine vergrößerte Aufrißansicht derselben, die teilweise im Schnitt gezeigt ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in der Fig. 6;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsansicht derselben;
Fig. 9 eine vergrößerte Detailansicht eines Teils derselben; und
Fig. 10 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Teils derselben.
Einander entsprechende Referenzzeichen bezeichnen entsprechende Teile in den Ansichten der Zeichnungen.
Ein Probenröhrchenhalter, der eine Ausführungsform der Erfindung verkörpert, ist allgemein durch die Referenznummer 10 in Fig. 3 bezeichnet.
Wenn nicht anders angezeigt, sind alle Bauteile des Probenröhrchenhalters aus einem haltbaren, elastischen Kunststoffmaterial wie Nylon gebildet.
Bezugnehmend auf Fig. 3 umfaßt der Probenröhrchenhalter 10 ein langgestrecktes, röhrenartiges Element 12, ein drehbares Element 14, das drehbar auf dem röhrenartigen Element 12 gehalten ist, und ein Adapterelement 16, das in das röhrenartige Element 12 zur Aufnahme eines Probenröhrchens 18 einführbar ist. Vorzugsweise ist das Adapterelement 16 aus einem relativ durchsichtigen Kunststoffmaterial wie Polypropylen gebildet.
Das röhrenartige Element 12, das entlang einer Längsachse 20 langgestreckt ist, besitzt eine im allgemeinen zylinderförmige Wand 22. Die Begriffe "axial" und radial, die hierin verwendet werden, beziehen sich auf die Längsachse 20 als Bezug. Somit betrifft "axial" eine Entfernung oder Richtung parallel zur Längsachse 20 und "radial" betrifft eine Entfernung, Richtung oder einen Ort, der einen Mittelpunkt auf der Längsachse 20 hat.
Die zylinderförmige Wand 22 umfaßt einen geschlitzten Bereich 24 mit einem axialen Schlitz 26 (Fig. 8). Der axiale Schlitz 26 besitzt eine radiale Ausstreckung von mindestens 90º in bezug auf die Längsachse 20. Das röhrenartige Element 12 umfaßt ebenfalls einen Hauptkörperbereich 28 und einen radialen Schlitz 30 (Fig. 8), der in der zylinderförmigen Wand 22 zwischen dem geschlitzten Bereich 24 und dem Hauptkörperbereich 28 gebildet ist.
Wie am deutlichsten in Fig. 8 gezeigt ist, besitzt der Wandbereich 22 einen verstärkten Abschnitt 32, der den radialen Schlitz 30 überspannt, um den Hauptkörperbereich 28 und den geschlitzten Bereich 24 aneinanderzugrenzen. Eine innere Aussparung 34 (Fig. 8), die in dem verstärkten Abschnitt 32 gebildet ist, ist radial zusammenhängend mit dem radialen Schlitz 30.
Der geschlitzte Bereich 24 besitzt einen radial verstärkten Abschnitt 36 (Fig. 8) am radialen Schlitz 30. Der verstärkte Abschnitt 36 ist mit einer inneren radialen Aussparung 38 gebildet, die von der inneren Aussparung 34 in Richtung der Längsachse 20 versetzt ist. Ein ausgußförmiger Bereich 40, der leicht abgeschrägt sein kann, ist an einem offenen freien Ende 42 des röhrenartigen Elements 12 gebildet. Das freie Ende 42, das auch das Ende des geschlitzten Bereiches 24 ist, ist mit radial entgegengesetzten, axial gerichteten Nutenschlitzen 44 und 46 gebildet. Ein zusätzlicher vergrößerter, axial gerichteter Schlitz 48 (Fig. 8) ist auch an dem freien Ende 42 gebildet. Der Schlitz 48 sieht den Zugang zu dem Adapterelement 16 vor, um das Einführen und Entfernen des Adapterelements 16 von dem röhrenartigen Element 12 zu erleichtern.
Eine Feststellöffnung 54 ist in der Wand 22 des geschlitzten Bereiches 24 radial entgegengesetzt zum axialen Schlitz 26 gebildet.
Wie am deutlichsten in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Innendurchmesser des Hauptkörperbereichs 28 von einer größeren Abmessung als der Innendurchmesser des geschlitzten Bereichs 24.
Ein schwalbenschwanzförmiges Klinkenelement 58 (Fig. 8) ist auf dem verstärkten Abschnitt 32 gebildet und umfaßt eine konische Oberfläche 60, die sich in Richtung der Wand 22 verjüngt und eine Grundoberfläche 62 mit einer Verstellvertiefung 64. Das Klinkenelement 58 ist etwa 90º von dem Schlitz 26 weg orientiert. Ein kombinierter Hebelbereich und Anlageoberfläche 66 ist als ein stangenförmiger Vorsprung gebildet, der sich radial von der Grundfläche 62 in Richtung des freien Endes 42 des röhrenartigen Elements 12 erstreckt.
Bezugnehmend auf Fig. 8 ist das drehbare Element 14 in der Form einer gespaltenen Muffe und umfaßt einen im allgemeinen zylinderförmigen Wandbereich 68 mit einem axialen Schlitz 70, der den geschlitzten Bereich der Muffe darstellt. Ein Paar von axial beabstandeten äußeren radialen Ausnehmungen 76 und 78 sind an entgegengesetzten Enden 72 und 74 des drehbaren Elements 14 gebildet. Das drehbare Element 14 umfaßt weiterhin ein Klinkenelement 80, das zwischen den Aussparungen 76 und 78 an einer axialen Kante 82 des axialen Schlitzes 70 gebildet ist. Das Klinkenelement 80 umfaßt eine U-förmige Klinkentasche 84 von komplementärer Form zu der konischen Oberfläche 60 des Klinkenelements 58, um eine lösbare Verbindung dazwischen zu gestatten, und umfaßt eine Feststellausnehmung 86, um die Feststellerhöhung 64 aufzunehmen.
Bezugnehmend auf Fig. 8, besitzt das Adapterelement 16, das entlang der Längsachse 20 langgestreckt ist, eine im allgemeinen zylinderförmige Wand 100 mit einem radialen Flansch 104 an einem offenen Ende 106. Das Adapterelement 16, das im allgemeinen röhrenförmig ist, umfaßt einen hohlen inneren Probenröhrchenaufnahmeraum 107, der von dem offenen Ende 106 zugänglich ist. Ein axialer Schlitz 108, der sich zum Aufnahmeraum 107 öffnet, ist in der Wand 100 gebildet und erstreckt sich von einem bodenseitigen Ende 110 zu dem offenen Ende 106.
Vorzugsweise besitzt der axiale Schlitz 108 eine radiale Erstreckung von mindestens 90º in bezug auf die Längsachse 20. Ein Führungsloch (stabilizer-opening) 112 ist in dem bodenseitigen Ende 110 gebildet. Die Öffnung 112 erlaubt auch den Zugang eines optionalen Entfernungswerkzeuges (nicht dargestellt), das verwendet werden kann, um das Entfernen des Probenröhrchens 18 von dem Probenröhrchenhalter 10 zu erleichtern und auch das Durchspülen beim Reinigen des Adapterelements 16 erlaubt.
Verstärkungsflansche so wie 113 können am Boden 112 vorgesehen sein. Langgestreckte, radial beabstandete, hervorstehende Rippen 114, 116, 118 und 120 (Fig. 4) sind auf der inneren Oberfläche der Wand 100 gebildet. Die Rippen 114, 116, 118 und 120 erstrecken sich axial von dem bodenseitigen Ende 110 zu einer Position, die leicht unter dem offenen Ende 106 ist.
Eine Fensteröffnung 124 ist in der Wand 100 radial entgegengesetzt zu dem axialen Schlitz 108 gebildet, um das Probenröhrchen 18 optisch zu sehen, um seine Anwesenheit sicherzustellen.
Bezugnehmend auf Fig. 4, 5, 9 und 10, ist ein Feststellelement 126 in dem Wandbereich 100 radial entgegengesetzt zu dem axialen Schlitz 108 vorgesehen. Das Feststellelement 126 umfaßt einen flexiblen, biegbaren Streifen 128, der einstückig mit dem Wandbereich 100 innerhalb der Umgrenzung eines U-förmigen Schlitzes 130 gebildet ist. Der Streifen 128 hat einen freien Endbereich 131 mit einem Feststellkopf 133 mit einer Größe, um in die Feststellöffnung 54 in dem röhrenartigen Element 12 einzugreifen.
Bezugnehmend auf Fig. 8 bis 10 ist die Wand 100 an dem offenen Ende 106 innerhalb des Innenraumes 107 mit im allgemeinen entgegengesetzten inneren Kanälen 132 und 134 gebildet, die sich längs von dem offenen Ende 106 zu jeweiligen radialen schlitzförmigen Freiräumen 136 und 138 erstrecken. Ein Paar von Vorspannfedern 140 und 142, die aus einem geeigneten, bekannten Federmetall gebildet sind wie Edelstahl, sind auf der Wand 100 an dem offenen Ende 106 in Ausrichtung mit den jeweiligen Kanälen 132 und 134 befestigt.
Die Vorspannfeder 140, die identisch zu der Vorspannfeder 142 ist, umfaßt einen langgestreckten elastischen Kontaktabschnitt 144 mit einem schleifenförmigen freien Endbereich 146. Die Feder 142 umfaßt auch einen U-förmigen Befestigungsabschnitt 148 an einem Ende, das entgegengesetzt dem schleifenförmigen freien Endbereich 146 ist.
Der Befestigungsabschnitt 148 umfaßt beabstandete Beine 150 und 152. Das Bein 152 bildet einen stumpfen Winkel mit dem Kontaktabschnitt 144 und das Bein 150 umfaßt eine Feststellaussparung 154 einer Größe, um in Eingriff zu treten mit einem Feststellvorsprung so wie 156 (Fig. 10), der an einem Spalt so wie 158 in dem Flansch 104 gebildet ist.
Die Beine 150 und 152 sind einen vorbestimmten Betrag beabstandet, um die Wand 100 am Spalt 158 passend dazwischen aufzunehmen. Wenn erwünscht, können die Kanten der Beine 150 und 152 verformt sein, um Dorne (tangs) (nicht dargestellt) vorzusehen, die dem Herausnehmen der Federn 140 und 142 Widerstand entgegensetzten, wenn diese auf dem Adapterelement 60 eingerichtet wurden.
Bei dieser Anordnung ist der Kontaktabschnitt 144 in dem Aufnahmeraum 107 eingerichtet und radial nach innen in Richtung der Längsachse 20 vom Befestigungsabschnitt 148 zu dem schleifenförmigen Endbereich 146 geneigt. Die Vorspannfeder 142 ist auch an der Wand 100 des Adapterelements 16 in einer ähnlichen Weise zu der für die Vorspannfeder 140 beschriebenen befestigt. Somit konvergieren die Kontaktabschnitte 144 jeder der Vorspannfedern 140 und 142 zueinander in dem Aufnahmeraum 107.
Wie am deutlichsten in Fig. 8 gezeigt ist, sind ein Paar von Schlitzen 157 und 159 in der röhrenartigen Wand 100 genau innerhalb des Bodens 110 gebildet. Der Abschnitt der röhrenartigen Wand zwischen den Schlitzen 157, 159 und den schlitzförmigen Freiräumen 136, 138 kann somit radial um ein vorgegebenes Maß ausgedehnt werden.
Bei der Verwendung des Probenröhrchenhalters 10 ist das drehbare Element 14 in dem radialen Schlitz 30 des röhrenartigen Elements 12 so angeordnet, daß die radiale Aussparung 76 des drehbaren Elements 14 in die radiale Aussparung 38 des röhrenartigen Elements 12 in dem geschlitzten Bereich 24 eingreift, und die radiale Aussparung 78 des drehbaren Elements 14 greift in die innere Oberfläche des Hauptkörperbereichs 28 des röhrenartigen Elements 12. Wegen der Drehbeziehung zwischen dem drehbaren Element 14 und dem röhrenartigen Element 12 ist das röhrenartige Element 12 wahlweise in bezug auf das drehbare Element 14 drehbar.
Wenn das drehbare Element 14 und das röhrenartige Element 12 zusammengebaut worden sind, kann das Klinkenelement 58 eines Probenröhrchenhalters 10 in das Klinkenelement 80 eines anderen Probenröhrchenhalters 10 in der in Fig. 6 und 7 gezeigten Weise eingreifen.
Da das drehbare Element 14 das Klinkenelement 80 verkörpert, stellt das drehbare Element 14 zusammen mit den Klinkenelementen 80 und 58 Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden angrenzender Probenröhrchenhalter 10 dar, um eine radiale Drehbewegung in zwei Richtungen und in zwei Richtungen eine Schwenkbewegung in Längsrichtung zu gestatten. Bei dieser Anordnung kann eine kontinuierliche Kette von Probenröhrchenhaltern 10 zusammen verbunden werden, um eine Kette unbegrenzter Länge zu bilden. Die relative Drehbewegung zwischen Proberöhrchenhaltern in einer Kette ist durch die Längsachse eines Probenröhrchenhalters charakterisiert, der als ein Rotationszentrum für einen anderen Probenröhrchenhalter dient.
Zusätzlich zu der relativen Drehbewegung zwischen Probenröhrchenhaltern, die zusammengeklinkt worden sind, besteht eine relative Schwenkbewegung, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die Klinkenverbindung zwischen angrenzenden Probenröhrchenhaltern, so wie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, erlaubt es, daß ein Probenröhrchenhalter 10 in bezug auf einen anderen Probenröhrchenhalter 10 so geschwenkt wird, daß die Längsachsen beider Probenröhrchenhalter in bezug aufeinander geneigt oder geschrägt werden können.
Der Probenröhrchenhalteraufbau 10 ist durch das Einführen des Adapterelements 16 in ein vorher zusammengebautes röhrenartiges Element 12 und drehbares Element 14 abgeschlossen. Das Einführen des Adapterelements 16 in das röhrenartige Element 12 besitzt keine Wirkung auf die Dreh- oder Schwenkbeziehung, die vorstehend für die Vormontage des röhrenartigen Elements 12 und des drehbaren Elements 14 beschrieben worden ist, da das drehbare Element 14 das Adapterelement 16 mit genügendem Freiraum umfaßt, um eine relative Drehbewegung des drehbaren Elements 14 in bezug auf das Adapterelements 16 zu gestatten.
Das Adapterelement 16 wird in das freie Ende 42 des röhrenartigen Elements 12 mit dem axialen Schlitz 108 des Adapterelements 16 im wesentlichen ausgerichtet mit dem axialen Schlitz 26 des röhrenartigen Elements 12 eingeführt. Diese Ausrichtung wird durch das Eingreifen der Feststellvorsprünge 156, 156 auf dem Adapterelement 16 in die Nutenschlitze 44 und 46 an dem freien Ende 42 des röhrenartigen Elements 12 beibehalten. Solch eine Ausrichtung gestattet es ebenfalls, daß der Feststellknopf 133 des Feststellelements 126 mit der Feststellöffnung 54 des röhrenartigen Elements 12 in der in Fig. 4 gezeigten Weise ausgerichtet wird.
Das Probenröhrchen 18, das von dem Typ sein kann, der unter dem Handelsnamen Vacutainer von Becton Dickinson vertrieben wird, wird in den Aufnahmeraum 107 des Adapterelements 16 eingeführt, unmittelbar nachdem das Adapterelement 16 in dem röhrenartigen Element 12 angeordnet wird. Das Einführen des Probenröhrchens 18 in das Adapterelement 16 verursacht, daß sich der Biegestreifen 128 radial von der Längsachse 20 so wegbewegt, daß der Feststellknopf 133 in die Feststellöffnung 54 eingreift. Somit wird die Anwesenheit des Probenröhrchens 18 in dem vorher montierten Adapterelement 16 und röhrenartigen Element 12 nicht die Trennung des Adapterelements 16 von dem röhrenartigen Element 12 erlauben. Das Probenröhrchen 18 wird normalerweise mit einem Stöpsel 19 verschlossen.
Beim Einführen des Probenröhrchens 18 durch das offene Ende 106 des Adapterelements 16 in den Aufnahmeraum 107 tritt die Außenfläche des Probenröhrchens in Kontakt zu den elastischen Kontaktbereichen 144, 144 der Vorspannfedern 140 und 142, wie am deutlichsten in Fig. 6 gezeigt ist. Das Adapterelement 16 hat solch eine axiale Größe, daß das Probenröhrchen 18 unten gegen die Führungsöffnung 112 an der Grundfläche 110 anstößt.
Bezugnehmend auf Fig. 5, stehen die hervorstehenden Rippen 114, 116, 118, 120 radial nach innen in Richtung der Längsachse 20 hervor und begrenzen Punkte auf einer im wesentlichen kreisförmigen Umrißlinie, die strichpunktiert mit 160 gezeigt ist, die eine maximale Durchmesserkapazität für den Probenröhrchenhalter 10 darstellt.
Bezugnehmend auf Fig. 4 sind, wenn das Adapterelement 16 kein Probenröhrchen 18 darin eingerichtet hat, die elastischen Kontaktbereiche 144, 144 der Vorspannfedern 140 und 142 entspannt und stehen normalerweise radial nach innen in Richtung der Längsachse 20 mit einem maximalen Maß, daß durch die gepunktete kreisförmige Umrißlinie 162 dargestellt ist. Die kreisförmige Umrißlinie 162 ist von einer geringeren Größe des Durchmessers als die kreisförmige Umrißlinie 160.
Der Probenröhrchenhalter 10 ist so angepaßt, daß er Probenröhrchen innerhalb eines Bereiches von Durchmessern (diametrical magnitudes) aufnehmen kann, die durch die kreisförmigen Umrißlinien 160 und 162 begrenzt ist. Innerhalb dieses Durchmesserbereiches können die elastischen Kontaktbereiche 144, 144 der Vorspannfedern 140 und 142 eine Kraft gegen ein Probenröhrchen 18 ausüben, das in dem Adapterelement 16 aufgenommen ist, und somit solch ein Probenröhrchen feststellen.
Die Flexibilität und Vorspannkraft, die durch die Vorspannfedern auf ein Probenröhrchen 18 ausgeübt wird, ist teilweise auf die Elastizität und Dicke des Federmaterials gegründet, das die Federn 140 und 142 bildet. Beispielsweise kann die Feder 140 aus einer 301 Edelstahlfeder, Härtegrad 1310 MPA dehnbar mit einer Dicke von 0,3 mm gebildet sein.
Die Vorspannkraft kann somit leicht in Übereinstimmung mit der Spezifikation des Federmaterials für die Federn 140 und 142 vorbestimmt werden und ist relativ gleichmäßig über den erwarteten Bereich der Durchmesseränderungen. Bei dieser Anordnung kann ein großes Röhrchen eingeführt und entfernt werden mit faktisch derselben Kraft wie ein kleines Röhrchen.
Wenn beispielsweise die Vorspannfedern 140 und 142 eine kreisförmige Umgrenzungslinie 162 mit einer diametralen Größe von etwa 10 mm abgrenzen und die Rippen 114, 116, 118 und 120 eine kreisförmige Umgrenzungslinie 160 mit einer diametralen Größe von etwa 13 mm umgrenzen, kann ein Probenröhrchendurchmesser in dem Bereich von etwa 11 mm bis 12 mm leicht in der in Fig. 3, 6 und 7 gezeigten Weise in das Adapterelement 16 eingeführt und von diesem gehalten werden.
Vorzugsweise sollten die Probenröhrchen 18, die in dem Adapterelement 16 aufgenommen sind, nicht die vorstehenden Rippen 114, 116, 118 und 120 berühren. Die Rippen 114, 116, 118 und 120 sollen keine signifikante Feststell- oder Reibungskraft auf das Probenröhrchen 18 ausüben, das in dem Adapterelement 16 gehalten wird. Vorzugsweise wird der wesentliche Anteil jeglicher Feststellkraft oder Feststellreibung, die auf das Probenröhrchen 18 ausgeübt wird, während es in dem Adapterelement 16 gehalten wird, durch die Vorspannfedern 140 und 142 vorgesehen.
Das Adapterelement 16 ist axial um einen vorbestimmten Betrag verlängert, um es dem Probenröhrchen 18 zu erlauben, einen vorbestimmten Betrag von dem Probenröhrchenhalter 10 hervorzustehen und somit das Entfernen des Probenröhrchens 18 von dem Probenröhrchenhalter 10 zu erleichtern. Bei dieser Anordnung kann die Feststellkraft der Vorspannfedern 140 und 142, die das Probenröhrchen 18 in dem Adapterelement 16 halten, leicht durch das Greifen des vorstehenden Bereichs des Probenröhrchens überwunden werden.
Es ist festzustellen, daß der Fensterbereich 124 des Adapterelements 16 mit der Aussparung 48 des röhrenartigen Elements 12 ausgerichtet ist, um es einem (nicht dargestellten) Sensor zu gestatten, die Anwesenheit des Probenröhrchens 18 in dem Adapterelement 16 festzustellen.
Bezugnehmend auf den Probenröhrchenaufbau im Stand der Technik, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, und im Detail in US-A-4,944,924 beschrieben wird, umfaßt ein Adapterelement 16a, das sich von dem Adapterelement 16 in verschiedener Hinsicht unterscheidet, wie diskutiert werden wird, vorstehende Rippen 114a, 116a, 118a und 120a, die im wesentlichen den Rippen 114, 116, 118 und 120 des Adapterelements 16 entsprechen. Jedoch sehen die Rippen 114a, 116a, 118a und 120a des Probenröhrchenhalters 10a im Stand der Technik im wesentlichen die gesamte Vorspannkraft vor, die das Probenröhrchen 18a im Probenröhrchenhalter 10a feststellt.
Das Adapterelement 16a des Probenröhrchenhalters 10a im Stand der Technik ist ebenfalls aus Kunststoff gebildet und es ist beabsichtigt, daß die Rippen 114a bis 120a solch eines Adapterelements sich ihm anschmiegen und somit ein Probenröhrchen darin feststellen. Da jedoch Kunststoff weniger elastisch und flexibel als Federmetall ist und weniger Speicherkapazität als Federmetall besitzt, ist es nötig, wegen solcher Eigenschaften zu überkompensieren, indem eine diametrale Greifgröße für das Adapterelement 16a eingerichtet wird, die geringfügig kleiner als der Querschnittsdurchmesser des Probenröhrchens 18a ist, das darin gehalten werden soll.
Die diametrale Greifgröße des Adapterelements 16a kann durch eine kreisförmige Umrißlinie dargestellt werden, die durch die vorstehenden Rippen 114a, 116a, 118a und 120a begrenzt wird. Somit drückt, wenn ein Probenröhrchen wie 18a in den wie in Fig. 2 gezeigten Probenröhrchenhalter 10a eingeführt wird, die Außenfläche des Probenröhrchens gegen die vorstehenden Rippen 114a, 116a, 118a und 120a, die einen Reibschluß vorsehen, der das Probenröhrchen 18a in dem Adäpterelement 16a hält.
Es wurde gefunden, daß es bei dieser Anordnung schwierig ist, das exakte Maß der Feststellkraft vorzubestimmen, die durch das Adapterelement 16a auf das darin eingeführte Probenröhrchen 18a ausgeübt wird. Im allgemeinen ist die Feststellkraft, die von dem Adapterelement 16a auf dem Probenröhrchenhalter 18a ausgeübt wird, größer als notwendig, um das Probenröhrchen 18a im Adapterelement 16a angemessen festzuhalten. Somit ist es gelegentlich notwendig, das Entfernen des Probenröhrchens 18a von dem Probenröhrchenhalter 10a mit einem wahlweisen Entfernungswerkzeug (nicht dargestellt) zu erreichen. Die Notwendigkeit für ein wahlweises Entfernungswerkzeug wird im wesentlichen in dem Probenröhrchenhalter 10 der vorliegenden Erfindung ausgeschaltet, weil die Feststellkraft leichter mit der Verwendung der Vorspannfedern 140 und 142 vorbestimmt werden kann.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt ein Adapterelement 170 einen Zwischenbodenbereich 172, der den Bodenbereich 110 ersetzt, um ein Probenröhrchen 174 von geringerer axialer Abmessung als das Probenröhrchen 18 aufzunehmen. Eine röhrenartige Wand 176 mit geschlossener kreisförmiger Außenfläche erstreckt sich zwischen dem Zwischenboden 172 und einem freien Ende 178 des Adapterelements 170, durch das ein Probenröhrchen eingeführt wird. Ein axialer Schlitz (nicht dargestellt), ähnlich dem axialen Schlitz 108, aber von einer verringerten axialen Erstreckung, ist in der röhrenartigen Wand 176 zwischen einem Röhrcheneinführende 178 und dem Zwischenbodenende 172 vorgesehen. Bodenschlitze 180 und 182, entsprechend den Bodenschlitzen 157 und 159, sind in der Wand 176 innen von dem Boden 172 vorgesehen. Das Adapterelement 170 ist in allen anderen Beziehungen ähnlich zu dem Adapterelement 16, umfaßt jedoch axial verkürzte, hervorstehende Rippen, so wie 190, die den hervorstehenden Rippen 114, 116, 118 und 120 des Adapterelements 16 entsprechen.
Somit können Adapterelemente verschiedener Größe in dem Probenröhrchenhalter 10 zur Aufnahme von Probenröhrchen 18 und 174 verschiedener axialer Erstreckung ausgewechselt werden. Probenröhrchen von verschiedener axialer Erstreckung in entsprechend dimensionierten Adapterelementen können alle in einem gleich großen röhrenartigen Element 12 gehalten werden. Demgemäß kann eine Verbindung von Probenröhrchenhaltern 10 Probenröhrchen 18 und 174, beispielsweise verschiedener axialer Abmessungen, aufnehmen.
Einige Vorteile der vorliegenden Erfindung, die von der vorgehenden Beschreibung offensichtlich sind, umfassen einen Probenröhrchenhalter, worin Probenröhrchen verschiedener diametraler Größe und verschiedener axialer Erstreckungen leicht eingeführt oder davon entfernt werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Probenröhrchenhalter mit anderen Probenröhrchenhaltern verbunden werden kann, um eine Kette von unbegrenzter Länge zu bilden. Jeder der Probenröhrchenhalter in der Kette kann in bezug auf die anderen Probenröhrchenhalter gedreht und ebenfalls in bezug auf die anderen Probenröhrchenhalter geschwenkt werden.
In Hinblick auf das oben beschriebene, wird deutlich werden, daß die Aufgaben der Erfindung gelöst werden und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.

Claims

1. Probenröhrchenhalter (10) umfassend ein röhrenartiges Adapterelement (16) mit einem inneren Aufnahmeraum (107) zur Aufnahme eines Probenröhrchens (18) mit einem vorbestimmten Durchmesser, wobei das Adapterelement (16) umfaßt eine gekrümmte Wand (100), die den Aufnahmeraum (107) begrenzt, und ein offenes Ende (106) zum Einführen des Probenröhrchens (18) in den Aufnahmeraum (107), wobei der Aufnahmeraum (107) radial überdimensioniert in bezug auf den vorbestimmten Durchmesser des Probenröhrchens (18) ist, um einen radialen Freiraum zwischen dem Probenröhrchen (18) und dem Adapterelement (16) vorzusehen, wobei flexible Vorspannmittel ein Paar von Metall-Vorspannfedern (140, 142) umfassen, die im wesentlichen radial entgegengesetzt zueinander auf dem Adapterelement (16) angeordnet sind, wobei jede Metall- Vorspannfeder (140, 142) einen Endbereich (148) umfaßt, der an dem Adapterelement (16) befestigt ist, und einen entgegengesetzten, biegbaren, freien Endbereich (146), der sich einen vorbestimmten radialen Betrag in den Aufnahmeraum (107) vor dem Einführen des Probenröhrchens (18) erstreckt, um in Eingriff zu dem Probenröhrchen (18) in dem Aufnahmeraum (107) zu treten und dieses auszurichten und eine vorbestimmte Vorspannkraft auf das Probenröhrchen (18) auszuüben, um das Probenröhrchen (18) in dem Adapterelement (16) entnehmbar festzuhalten, wobei die gekrümmte Wand (100) eine Feder- Freiraumöffnung (136, 138) für jede Feder (140, 142) hat, wobei die freien Enden (146) der Federn (140, 142) biegbar in Richtung oder in die jeweiligen Freiraumöffnungen (136, 138) durch das Probenröhrchen (18) beim Einführen des Probenröhrchens (18) in den Aufnahmeraum (107) sind, wobei die Freiraumöffnungen (136, 138) eine solche Größe besitzen, daß sie die freien Enden (146) so aufnehmen können, daß sich die freien Enden (146) nicht gegen das Adapterelement stützen.

2. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 1, worin das freie Ende (146) jeder Metall-Vorspannfeder (140, 142) von einer entspannten, nicht-gebogenen Grenzposition zu einer maximalen Biege-Grenzposition nahe der Wand (100) biegbar ist.

3. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 1, worin jede Metall-Vorspannfeder (140, 142) einen langgestreckten Bereich (144) zwischen den Endbereichen (146, 148) besitzt, und freie Räume (132, 134) in der gekrümmten Wand (100) des Adapterelements (16) zur Aufnahme der jeweiligen langgezogenen Bereiche (144) jeder Metall- Vorspannfeder (140, 142) vorgesehen sind, wenn die jeweiligen freien Endbereiche (146, 148) zu der Freiraumöffnung (136, 138) gebogen sind.

4. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 2, worin die Wand (100) eine Aussparung (132, 134) zur Aufnahme der Feder (140, 142) umfaßt, wenn die Feder (140, 142) in ihrer maximalen Biege-Grenzposition ist.

5. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 1, worin der innere Aufnahmeraum (107) von einer vorbestimmten Längserstreckung ist, die von einer geringeren Größe ist als die Längserstreckung des Probenröhrchens (18), um es dem Probenröhrchen (18) zu ermöglichen, ein vorbestimmtes Maß über den offenen Endbereich (106) des röhrenartigen Adapterelements (16) sich zu erstrecken.

6. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 5, worin das Adapterelement (16) einen Bodenendbereich (110) entgegengesetzt dem offenen Endbereich (106) und einen Zwischenbodenbereich (172) zwischen dem offenen Endbereich (106) und dem Bodenende (110) besitzt, wobei das Zwischenbodenende (172) und das offene Ende (106) die Längserstreckung des inneren Aufnahmeraumes (107) begrenzen.

7. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 6, worin der Zwischenbodenbereich (172) in wählbaren Abständen von dem offenen Ende (106) ist, um Probenröhrchen (18) von wahlweisen Längserstreckungen aufzunehmen.

8. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 1, weiter umfassend

(a) ein röhrenartiges Aufnahmeelement (12) mit einem ersten Wandbereich (22) und einem ersten Klinkenelement (58), das auf dem ersten Wandbereich (22) gebildet ist,

(b) ein drehbares Element (14), das auf dem röhrenartigen Aufnahmeelement (12) getragen wird, um eine relative Drehbewegung zwischen dem drehbaren Element (14) und dem röhrenartigen Aufnahmeelement (12) zu erlauben, wobei das drehbare Element (14) einen zweiten Wandbereich (68) und ein zweites Klinkenelement (80) besitzt, das auf dem zweiten Wandbereich (68) so gebildet ist, daß die ersten und zweiten Klinkenelemente (58, 80) in Richtung aufeinander und voneinander weg in einer radialen Richtung relativ bewegbar sind, wenn die relative Drehbewegung zwischen dem drehbaren Element (14) und dem röhrenartigen Element (12) in entgegengesetzte radiale Richtungen auftritt,

(c) wobei das Adapterelement (16) in das röhrenartige Aufnahmeelement (12) einführbar und von diesem entfernbar ist.

9. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 8, worin das Adapterelement (16) und das röhrenartige Aufnahmeelement (12) mit Eingriffsmitteln (44, 46, 156) versehen sind, um das Adapterelement (16) in einer vorbestimmten radialen Ausrichtung in bezug auf das röhrenartige Aufnahmeelement (12) anzuordnen, wenn das Adapterelement (16) in das röhrenartige Aufnahmeelement (12) eingeführt wird.

10. Probenröhrchenhalter (10) nach Anspruch 8, weiter umfassend Feststellmittel (54, 126), um das Adapterelement (16) untrennbar von dem röhrenartigen Aufnahmeelement (12) zu halten, wenn ein Probenröhrchen (18) in dem inneren Aufnahmeraum (107) des Adapterelements (16) anwesend ist, und die Trennung des Adapterelements (16) und des röhrenartigen Aufnahmeelements (12) zu gestatten, wenn das Adapterelement (16) ohne ein Probenröhrchen (18) ist.