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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft allgemein
einen Verschluss für
einen Behälter.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kugelverschluss für den Gebrauch bei
Probenbehältern,
die biologische und nicht biologische Proben aufnehmen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Medizinische Spezimen, beispielsweise
biologische und nicht biologische Fluide, Feststoffe und halbfeste
Substanzen werden in klinischen Bereichen für unterschiedliche Zwecke routinemäßig gesammelt
und analysiert. Insbesondere werden biologische Fluide, z. B. Blut,
Urin usw. normalerweise in einem Probensammelbehälter gesammelt, der die Form
eines Röhrchens
mit offenem Ende hat. Ein derartiges Röhrchen hat generell die Form
eines länglichen
zylindrischen Teils, dessen eines Ende offen ist, und dessen anderes
Ende durch einen halbkugelförmigen
Abschnitt des Röhrchens
dauerhaft verschlossen ist. Dadurch bestimmt das Röhrchen einen
Innenbereich, in dem die Spezimen gesammelt und aufbewahrt werden.
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Ist eine biologische Probe gezogen
und/oder in dem Röhrchen
gesammelt worden, so wird das Röhrchen
mit der Probe normalerweise zur Untersuchung in ein klinisches Untersuchungslabor
befördert.
Blutproben können
beispielsweise routinemäßig auf
die chemische Zusammensetzung und Hormone untersucht und immunologischen
oder besonderen chemischen Prüfungen
unterworfen werden. Zum Ausführen
derartiger Untersuchungen wird die Probe normalerweise aus dem ersten
Röhrchen,
in dem die Probe gesammelt worden ist, in ein oder mehrere zweite
Röhrchen
für Prüf- und Analysezwecke übertragen,
wobei häufig
gleichzeitige Untersuchungen in zwei oder mehr unterschiedlichen
Bereichen erfolgen. Um Verunreinigungen, Verdunstung und Verschütten während des Transports,
der Analyse und der Lagerung so gering wie möglich zu halten, ist es wichtig,
das offene Ende des Röhrchens
mit einem Verschluss zu versehen.
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Das offene Ende eines Probenbehälters wird in
der Regel während
des Transports und der Analyse mit einer elastischen Kappe, einem
abnehmbaren Gummistopfen oder einem Kunststofffilm verschlossen.
Derartige Verschlüsse
stellen ein Mittel zum Verschließen des offenen Endes des Röhrchens
dar, können
aber nicht wirksam entfernt, gelagert und ersetzt werden, ohne dass
sie Verschmutzungen verursachen. Sie sind auch nicht mit einer Hand
bedienbar, wie dies im Klinikbereich oft erwünscht ist. Verwendet man analytische
Untersuchungsgeräte
zum Prüfen
biologischer Proben, so ist es zudem in der Regel erforderlich,
die Proben in einem offenen Behälter
zu halten, damit man eine Sonde der Untersuchungseinrichtung in
den Behälter
einführen
kann. Hinsichtlich dieser Anforderungen ist es erwünscht, einen
Verschluss zu besitzen, der sich einfach und mehrmals für manuellen
und automatischen Zugriff öffnen
und schließen
lässt.
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Eine besonders gut für Behälter geeignete Verschlussart
ist ein Kugelverschluss. Man kennt eine Anzahl Kugelverschlüsse für verschiedene
Behälter.
Davon ist jedoch für
den Einsatz in Probensammelbehältern,
bei denen ein adäquater
Verschluss unerlässlich
ist, keiner vollkommen wirksam.
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Ferner wünscht man oft, Behälterverschlüsse mit
einem Verriegelungsmechanismus zu versehen. Beispielsweise ist im
US-Patent 2,032,776 (Van Ness) ein Verschluss für einen Spenderbehälter beschrieben,
der eine Ventilkugel mit einer Bohrung enthält. Die Ventilkugel sitzt in
einem gekrümmten Höcker auf
einer elastischen Scheibe, die eine Öffnung in den Behälter aufweist.
In einer Ausführungsform
kann die Ventilkugel einen Vorsprung enthalten, der so groß ist wie
die Öffnung
der elastischen Scheibe, so dass, wenn sich die Kugel in der geschlossenen
Position befindet, der Vorsprung in der Öffnung der elastischen Scheibe
sitzt, damit die Kugel an Ort und Stelle festgehalten wird.
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Weiterhin ist im US-Patent 4,181,246
(Norris) ein Verschluss für
ein faltbares Rohr offenbart, der eine stationäre Kugel enthält, die
am offenen Ende des Rohrs befestigt ist. Durch die Kugel verläuft ein
Loch, und die stationäre
Kugel wird von einer beweglichen Kappe abgedeckt. In der Kappe befinden sich Öffnungen,
die durch eine Bewegung der Kappe mit dem Loch in der stationären Kugel
ausgerichtet werden können.
In einer besonderen Ausführungsform
dieser Erfindung enthält
die Kappe eine Arretierung, die in eine Vertiefung in der Kugel
einschnappt und dadurch einen Verriegelungsmechanismus für den Verschluss
bereitstellt.
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Daher wünscht man, einen Verschluss
für einen
Probensammelbehälter
bereitzustellen, der sich leicht und wiederholt öffnen und verschließen lässt und
der wirksam eine adäquate
Dichtung liefern kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
einen Verschluss für
einen Probensammelbehälter
bereitzustellen, der leicht zu fertigen ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung,
einen Verschluss bereitzustellen, der sich leicht und wiederholt öffnen und
schließen
lässt.
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Es ist noch eine weitere Aufgabe
der Erfindung, einen Verschluss für einen Probensammelbehälter bereitzustellen,
der wiederholt geöffnet
und geschlossen werden kann und dabei eine adäquate Dichtwirkung behält.
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Die Erfindung erfüllt diese und weitere Aufgaben
wirkungsvoll und stellt dabei einen Verschluss zum Abdichten des
offenen Endes eines Probensammelbehälters gegen die Umgebung bereit.
Der Verschluss umfasst eine Hülse,
die am offenen Ende des Sammelbehälters angebracht werden kann
und einen Innenbereich des Sammelbehälters einschließt. Die
Hülse weist
eine innere Kugelaufnahmefläche auf,
auf der sich ein Vorsprung befindet, und zwar in Form einer Rippe
oder einer Vertiefung, die einen kleinen Vorsprung enthält, der
von der inneren Fläche
der Hülse
ausgeht. Der Verschluss umfasst zudem eine im Allgemeinen sphärische Kugel,
die einen durch sie verlaufenden Durchgang aufweist, innerhalb der
Hülse montiert
ist und zumindest teilweise davon umschlossen wird. Die Kugel kann
innerhalb der Hülse
eine Drehbewegung zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen
Stellung ausführen.
Die Kugel besitzt eine äußere Fläche, die bei
einer Drehbewegung der Kugel zwischen der offenen Stellung und der
geschlossenen Stellung in den Vorsprung der Hülse eingreifen kann.
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Der Fortsatz kann eine Rippe entlang
der inneren Kugelaufnahmefläche
enthalten oder eine Vertiefung auf der inneren Kugelaufnahmefläche.
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Man wünscht, dass die Kugel eine
Umgebungskontaktfläche
enthält,
die von der äußeren Umgebung
frei zugänglich
ist, wenn sich die Kugel in der geschlossenen Stellung befindet.
Die Umgebungskontaktfläche
ist bevorzugt bezüglich
der allgemein sphärischen
Form der Kugel zurückgesetzt,
damit um die Kontaktfläche
herum eine Randkante bestimmt ist. Zudem enthält die Hülse bevorzugt ein offenes oberes
Ende, das es erlaubt, dass die Umgebungskontaktfläche von
der äußeren Umgebung
frei zugänglich
ist, wenn sich die Kugel in der geschlossenen Stellung befindet.
Der Vorsprung befindet sich besonders bevorzugt auf der inneren
Kugelaufnahmefläche
der Hülse,
und zwar an einer Position benachbart zum offenen oberen Ende der
Hülse.
Dadurch können
die Randkante der Kugel und der Vorsprung der Hülse ineinander einrasten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Kugel zudem eine gegenüberliegende
Probenkontaktfläche,
die entgegengesetzt zur Umgebungskontaktfläche angeordnet ist. Der Durchgang
ist mit dem offenen Ende des Sammelbehälters ausgerichtet, wenn sich
die Kugel in der offenen Stellung befindet. Die Probenkontaktfläche ist vom
Innenbereich des Sammelbehälters
frei zugänglich,
wenn sich die Kugel in der geschlossenen Stellung befindet. Die
Umgebungskontaktfläche
berührt die
innere Fläche
der Hülse
nicht, wenn sich die Kugel in der offenen Stellung befindet. Eine
Drehbewegung der Kugel innerhalb der Hülse zwischen einer offenen
Stellung und einer geschlossenen Stellung bewirkt einen festen Eingriff
zwischen der Randkante der Umgebungskontaktfläche und dem Vorsprung der inneren
Fläche
der Hülse.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Probensammel-Baugruppe einschließlich des Verschlusses der
Erfindung, der im offenen Zustand abgebildet ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Probensammel-Baugruppe einschließlich des Verschlusses der
Erfindung, der im geschlossenen Zustand abgebildet ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Verschlusses der Erfindung in zerlegten
Zustand;
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4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Verschlusses der Erfindung in zerlegten Zustand;
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5 eine
Querschnittsansicht des Verschlusses der Erfindung in einem offenen
Zustand entlang der Linie 5-5 in 1;
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6 eine
Querschnittsansicht des Verschlusses der Erfindung in einem offenen
Zustand entlang der Linie 6-6 in 5;
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7 eine
Querschnittsansicht des Verschlusses der Erfindung in einem geschlossenen
Zustand entlang der Linie 7-7 in 2;
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8 eine
Querschnittsansicht des Verschlusses der Erfindung in einem geschlossenen
Zustand entlang der Linie 8-8 in 7;
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9 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
Teils des Verschlusses der Erfindung in allen Einzelheiten;
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10 eine
perspektivische Ansicht der Kugel der Erfindung, die die exzentrische
Achse darstellt;
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11 eine
Querschnittsansicht einer Hülse in
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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12 eine
perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Verschlusses
der Erfindung, im geschlossenen Zustand zerlegt dargestellt;
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13 eine
perspektivische Ansicht der anderen Ausführungsform in 12, im offenen Zustand zerlegt dargestellt;
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14 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses
der Erfindung;
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15 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses
der Erfindung, und zwar einen ausgeschnittenen Teil des zylindrischen
Vorsprungs 47;
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16 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Verschlusses der Erfindung, der an einem Probenbehälter befestigt
ist; und
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17 eine
Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des Verschlusses
der Erfindung im offenen Zustand.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Man kann die Erfindung als einen
Kugelverschluss für
den Gebrauch mit Probensammelbehältern
beschreiben. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird der Begriff
Probensammelbehälter
so verwendet, dass er jede beliebige Behälterart bezeichnet, die sich
zum Sammeln, Übermitteln,
Analysieren oder Lagern einer biologischen oder nicht biologischen
Probe eignet, beispielsweise primäre und sekundäre Probenröhrchen zum
Sammeln und Analysieren von Blut.
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Die Erfindung hat die Form eines
Kugelverschlusses für
einen Sammelbehälter,
der eine adäquate
Abdichtung bereitstellen kann. Der Verschluss kann die Übertragung
von Verschmutzungen zwischen der äußeren Umgebung und dem inneren
Inhalt des Behälters
verhindern oder so gering wie möglich
halten.
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Ein Verschluss 10, siehe
insbesondere 1 und 2, ist über einem Blutsammelröhrchen 100 angeordnet
dargestellt, und zwar in einer offenen bzw. einer geschlossenen
Position. Der Verschluss 10 ist so gestaltet, dass er auf
das offene Ende 110 des Sammelröhrchens 100 passt
und dort fest sitzt. Beim Sammelröhrchen 100 kann es
sich um jede beliebige Art von bekannten Sammelröhrchen handeln. Es kann aus
jedem beliebigen bekannten Material hergestellt sein, z. B. Glas
oder, mehr bevorzugt, einem geeigneten Kunststoff. Das Sammelröhrchen 100 ist
bevorzugt ein Röhrchen
mit verschiebbarem Boden, das an seiner Oberseite ein offenes Ende 110 hat
und ein gegenüberliegendes
offenes unteres Ende 120, wobei sich ein konischer Boden 130 zwischen
dem offenen Ende 110 und dem unteren Ende 120 befindet.
Durch den konischen Boden 130 entsteht in dem Sammelröhrchen 100 eine
obere Kammer 115, die kleine Mengen Flüssigkeit aufnehmen kann. Eine
derartige Anordnung erlaubt den leichten Zugriff auf Flüssigkeiten,
die in der oberen Kammer 115 enthalten sind, wenn eine
manuelle Übertragungspipette
oder eine automatische Probensonde eines klinischen Anylysegeräts verwendet
wird. Durch die Aufnahme des konischen Bodens 130 ist das
Sammelröhrchen 100 mit
Standardhaltern und Analyseeinrichtungen verwendbar, ohne dass eine Pipette
oder Sonde die volle Länge
des Sammelröhrchens 100 durchlaufen
muss, um auf die darin enthaltene Probe zuzugreifen.
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Der Verschluss 10 enthält eine
allgemein kugelförmige
Hülse 40 und
einen zylindrischen Fortsatz 47, der vom unteren Ende der
Hülse 40 ausgeht.
Der zylindrische Fortsatz 47 ist dafür ausgelegt, dass er in das
offene Ende 110 des Sammelröhrchens 100 passt
und dort festsitzt und damit ein Mittel zum Befestigen des Verschlusses 10 am
Sammelröhrchen 100 bereitstellt.
Der zylindrische Fortsatz 47 kann in jeder beliebigen Weise
dafür ausgelegt
werden, dass er in das Sammelröhrchen 100 passt
und dort fest sitzt, beispielsweise durch Einrasten, Schraubsitz usw.
Bevorzugt, dies ist am besten in 16 zu
sehen, umfasst der zylindrische Fortsatz 47 eine Anzahl ringförmige Rippen 48,
die sich mit Abstand zueinander auf der Außenseite des Fortsatzes befinden
und am offenen Ende 110 einen Reibungssitz mit der Innenfläche des
Sammelröhrchens 100 herstellen. Mehr
bevorzugt stellen die ringförmigen
Rippen 48 einen Reibungssitz mit einem torusförmigen Ring 118 her,
der auf der Innenfläche
des Sammelröhrchens 100 am
offenen Ende 110 vorhanden ist. Ein derartiger Eingriff
der ringförmigen
Rippen 48, siehe 16,
in den torusförmigen
Ring 118 bietet zahlreiche Positionen für einen Reibungssitz des Verschlusses 10 in
dem Sammelröhrchen 100,
und er bietet zugleich einen fluiddichten Abschluss, der verhindert, dass
im Sammelröhrchen 100 vorhandenes
Fluid zwischen dem zylindrischen Teil 47 und dem offenen Ende 110 des
Sammelröhrchens 100 hindurchgelangt.
Auf diese Weise kann der Verschluss 10 fest sitzend und
flüssigkeitsdicht
am Sammelröhrchen 100 befestigt
werden, und auf Wunsch leicht vom Sammelröhrchen 100 abgenommen
werden.
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Der zylindrische Fortsatz 47 kann
zudem, am besten in 1 und 2 zu sehen, einen oder mehrere Vorsprünge 49 enthalten,
die der Ausrichtung und Orientierung des Verschlusses 10 beim
Zusammenbau dienen, beispielsweise in einer Zuführschale.
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Der Verschluss 10 enthält zudem
eine im Allgemeinen sphärische
Kugel 20, die in der Hülse 40 sitzt,
siehe 3 und 4. Die Kugel 20 enthält einen Durchgang 21,
der durch sie hindurch verläuft.
Bevorzugt hat der Durchgang 21 die Form eines zylindrischen
Lochs, das sich durch die Kugel 20 von einem ersten offenen
Ende 23 der Kugel 20 zu einem gegenüberliegenden
zweiten offenen Ende 24 der Kugel 20 erstreckt.
Der Durchgang 21 liefert eine Öffnung durch die Kugel 20,
die den Zugang von der äußeren Umgebung
in die obere Kammer 115 des Sammelröhrchens 100 erlaubt;
dies wird im Folgenden ausführlicher
beschrieben.
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Der Innendurchmesser des Durchgangs 21 sollte
so groß sein,
dass eine Sonde hindurchgehen kann und dass Fluid durch den Durchgang
fließen kann.
Es ist jedoch wichtig, dass der gesamte Außendurchmesser des Verschlusses 10 nicht
zu groß wird. Ist
beispielsweise der Außendurchmesser
des Verschlusses 10 oder der Hülse 40 beträchtlich
größer als
der Außendurchmesser
eines Standardsammelröhrchens,
so kann es sein, dass das Sammelröhrchen 100 mit dem
aufgesetzten Verschluss 10 mit herkömmlichen Untersuchungseinrichtungen
nicht richtig zusammenarbeitet oder dort nicht richtig hineinpasst.
Der Verschluss 10 ist insbesondere bei Untersuchungseinrichtungen
besonders gut einsetzbar, bei denen herkömmliche Abdeckungen vor dem
Untersuchen der Probe von einem Sammelbehälter abgenommen werden müssten. Damit
genügen
Sammelbehälter
in der Regel einer Standardgröße, die mit
solchen Einrichtungen verwendbar ist. Da der Verschluss 10 der
Erfindung während
der Analyse verwendet werden kann, ohne dass es erforderlich ist,
den vollständigen
Verschluss 10 vom Sammelröhrchen 100 abzunehmen,
passt der Verschluss 10 bevorzugt in den Rahmen solcher
Standardgrößen-Untersuchungseinrichtungen,
ohne dass er davon entfernt werden muss. Daher beträgt der Außendurchmesser
des Verschlusses 10 oder der Hülse 40 bevorzugt weniger
als ungefähr
19,05 Millimeter, damit er mit Standardgeräten gut zusammenarbeitet. Bei
einem derartigen Außendurchmesser
beträgt
der Innendurchmesser des Durchgangs 21 bevorzugt ungefähr 10,5
Millimeter. In anderen Ausführungsformen
kann der Durchmesser des Verschlusses 10 so groß sein,
dass der Verschluss 10, wenn er mit dem Sammelröhrchen 100 verbunden
ist, das Sammelröhrchen 100 in
verschiedenen Untersuchungseinrichtungen halten kann, beispielsweise
in Lagerregalen, Drehgestellen usw.
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Die Kugel 20 umfasst ferner
eine Achse 30. Die Achse 30 erlaubt eine Drehbewegung
der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 um eine Achse
zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position.
Dies wird im Weiteren ausführlicher
besprochen. Die Achse 30 wird bevorzugt durch zwei gegenüberliegende
Vorsprünge 31a und 31b auf
gegenüberliegenden
Seiten der Kugel 20 bestimmt; dies ist am besten in 6 und 8 zu sehen. Die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b können zylindrisch geformte
Vorsprünge
sein oder wahlweise konische Flächen 32a und 32b,
die zu den sich verjüngenden Flächen 52a und 52b der
Hülse 40 passen.
Dies wird im Weiteren ausführlicher
besprochen. Wahlweise kann die Achse 30 durch zwei gegenüberliegende Vertiefungen
auf gegenüberliegenden
Seiten der Kugel 20 bestimmt werden. In diese gegenüberliegenden
Vertiefungen greifen gegenüberliegende
Vorsprünge
in der Hülse 40 ein.
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Wie erwähnt sitzt die Kugel 20 in
der Hülse 40,
so dass der Verschluss 10 gebildet wird. Die Hülse 40 enthält ein erstes
offenes Ende 43, das eine Randöffnung an der Hülsenoberseite
bildet und sich zur äußeren Umgebung öffnet. Die
Hülse enthält ein zweites
offenes Ende 44 an der Hülsenunterseite, das sich ins
Innere des Sammelröhrchens 100 öffnet. Das
erste offene Ende 43 der Hülse 40 kann eine angepasste
Ausgießfläche umfassen,
die das Ausgießen
des Inhalts des Sammelröhrchens 100 erleichtert.
Die äußere Form
der Hülse 40 kann
im Allgemeinen sphärisch
sein. Wahlweise kann die Hülse 40 an ihrer
Außenseite
gegenüberliegende
ebene Flächen 46a und 46b enthalten.
Derartige gegenüberliegende ebene
Flächen 46a und 46b erleichtern
das Herstellen des Verschlusses 10 und bieten beim Zusammenbau
ein Mittel zum Ausrichten des Verschlusses 10 mit einem
besonderen Bezugspunkt oder zum Ausrichten mit einer Anzahl Verschlüsse 10 während des
Gebrauchs in Einrichtungen, beispielsweise in Lagerregalen, Drehgestellen
usw.
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Die Hülse 40 enthält auch
eine innere Kugelaufnahmefläche 41 für einen
Passsitz mit der Außenfläche der
Kugel 20. Die Kugel 20 sitzt so in der Hülse 40,
dass die Außenseite
der Kugel 20 den Rand des ersten offenen Endes 43 der
Hülse 40 berührt, so dass
am ersten offenen Ende 43 ein Eingriff zwischen der Kugel 20 und
der Hülse 40 entsteht.
Die Hülse 40 umfasst
zudem einen ringförmigen
Kugelsitz 45; dies ist am besten in 9 zu sehen. Beim Kugelsitz 45 kann
es sich um ein eigenständiges
Teil handeln, oder er kann in einem Stück mit der Hülse 40 ausgebildet
sein und sich im unteren Teil der inneren Fläche 41 befinden und
damit beim Zusammenbau des Verschlusses 10 einen Sitz für die Kugel 20 bilden. Der
Kugelsitz 45 kann zusammendrückbar und/oder elastisch sein
und wird bevorzugt aus einem Elastomermaterial aufgebaut. Der Kugelsitz 45 liefert
eine Dichtung zwischen der Kugel 20 und der Hülse 40. Dies
wird im Weiteren erklärt.
Um zusätzliche
Dichtungen zwischen der Kugel 20 und der Hülse 40 bereitzustellen,
können
weitere Dichtungen in den Verschluss 10 aufgenommen werden.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann der zylindrische Fortsatz 47 vertikale
Auslaufkanäle 47a an
seiner Innenfläche
aufweisen, siehe 15.
Die Kanäle 47a führen Fluid,
beispielsweise Blut, das auf der Innenwand des zylindrischen Fortsatzes 47 verbleibt,
zum offenen Ende 48 der Hülse 40 und des Verschlusses 10.
Dies wird im weiteren ausführlicher
erklärt.
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Wie angegeben ist die Kugel 20 so
in die Hülse 40 eingepasst,
dass sie sich darin drehen kann. Die innere Fläche 41 ist eine allgemein
sphärisch
geformte hohle Öffnung,
die an die Form der Kugel 20 angeglichen ist. Die innere
Fläche 41 enthält eine Achsaufnahme 50,
die die Achse 30 der Kugel 20 trägt. Die
Achsaufnahme 50 kann aus zurückgesetzten Vertiefungen 51a und 51b an
diametral gegenüberliegenden
Seiten der inneren Fläche 41 bestehen. Diese
gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b bieten einen Passsitz
für die
gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20. Zudem können
die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b sich verjüngende Flächen 52a bzw. 52b umfassen,
in die die konischen Flächen 32a und 32b der Kugel 20 eingreifen.
Diese sich verjüngenden
Flächen 52a bzw. 52b und
konischen Flächen 32a und 32b sind
nicht erforderlich, aber besonders nützlich zum Vereinfachen der
Spritzgussvorgänge
beim Herstellen des Verschlusses 10. Sitzt die Kugel 20 wie beschrieben
in der Hülse 40,
so erlaubt die Achse 30 eine Drehbewegung der Kugel 20 um
diese Achse innerhalb der Hülse 40.
In einer weiteren Ausführungsform,
in der die Kugel 20 gegenüberliegende Vertiefungen als
Achse 30 enthält,
siehe oben, kann die Achsaufnahme 50 gegenüberliegende
Vorsprünge aufweisen,
die in diese gegenüberliegenden
Vertiefungen der Kugel 20 passen.
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Die gegenüberliegenden Vertiefungen 51a und 51b der
Hülse 40 können zudem
eine flache Kante 53 auf einer Wandfläche einer oder beider Vertiefungen
aufweisen. Die flache Kante 53 übt während der Drehbewegung der
Kugel 20 in der Hülse 40 eine
Reibung auf die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 aus. Die flache Kante 53 liefert der
Bedienperson eine zuverlässige
Rückmeldung,
die anzeigt, dass die Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 vollständig in
die offene oder geschlossene Position gedreht worden ist. Dies wird
im Folgenden ausführlicher
erklärt.
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Die Drehbewegung der Kugel 20 um
die Achse 30 kann von Hand bewirkt werden, indem man die Kugel 20 mit
von außen
zugänglichen
Einrichtungen zum Drehen versieht, z. B. einer Nase 22,
die von der Oberfläche
der Kugel 20 ausgeht. Die Nase 22 stellt einen
Fortsatz dar, mit dem eine Bedienperson mit dem Finger oder Daumen
eine Bewegung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 bewirken
kann. Die Nase 22 kann eine passend geformte Ausgießfläche auf
ihrer Oberfläche
haben, die das Ausgießen
des Inhalts des Sammelröhrchens 100 erleichtert.
In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann die Einrichtung zum Drehen der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 die
Form einer Klappe 22a haben, siehe die Abbildung in 12 und 13. Auf der Klappe
22a können Rippen 26 verlaufen,
durch die der Finger oder Daumen einer Bedienperson aufgrund der
Reibung Halt auf der Klappe 22a findet. Während der
Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 zwischen einer
offenen und einer geschlossenen Stellung überstreicht die Klappe 22a einen
Teil der Außenfläche der
Hülse 40.
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Die Drehung der Kugel 20 um
die Achse 30 führt
zu einer Ausrichtung des ersten offenen Endes 23 der Kugel 20 mit
dem ersten offenen Ende 43 der Hülse 40 sowie zur Ausrichtung
des zweiten offenen Endes 24 der Kugel 20 mit
dem zweiten offenen Ende 44 der Hülse 40. Dadurch entsteht
ein Pfad zwischen der äußeren Umgebung
und der oberen Kammer 115 des Sammelröhrchens 100, und zwar
mit Hilfe des Durchgangs 21, der durch die Kugel 20 verläuft. Damit
bewirkt eine Drehung der Kugel 20 um die Achse 30 eine
Bewegung der Kugel 20 zwischen einer offenen Stellung,
in der der Durchgang 21 mit dem Inneren des Sammelröhrchens 100 ausgerichtet ist,
weil die ersten offenen Enden 23 und 43 und die zweiten
offenen Enden 24 und 44 ausgerichtet sind (siehe 1, 5 und 6),
und einer geschlossenen Stellung, in der der Durchgang 21 nicht
mit dem Inneren des Sammelröhrchens 100 ausgerichtet
ist, weil die ersten offenen Enden 23 und 43 und
die zweiten offenen Enden 24 und 44 nicht miteinander
ausgerichtet sind (siehe 2, 7 und 8).
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Die Kugel 20 ist so konstruiert
und innerhalb der Hülse 40 angeordnet,
dass sie eine Umgebungs-Berührfläche 27 und
eine gegenüberliegende Flüssigkeits-Berührfläche 29 bestimmt.
Befindet sich der Verschluss 10 in einer geschlossenen
Stellung, so ist die Umgebungs-Berührfläche 27 von der äußeren Umgebung
frei zugänglich.
Die Flüssigkeits-Berührfläche 29 ist
vom Inneren des Sammelröhrchens 100,
d. h. der oberen Kammer 115, frei zugänglich. Befindet sich der Verschluss 10 in
einer offenen Stellung, so sind die Umgebungs-Berührfläche 27 und die
Flüssigkeits-Berührfläche 29 innerhalb
der sphärisch
geformten hohlen Öffnung
der Hülse 40 angeordnet,
die eine innere Fläche
41 bildet.
In bevorzugten Ausführungsformen
umfasst die Umgebungs-Berührfläche 27 Mittel,
die anzeigen, wenn sich die Kugel 20 in einer geschlossenen
Stellung befindet. Die Anzeigemittel können Kennzeichnungen enthalten, mit
denen man die offene Stellung von der geschlossenen Stellung unterscheiden
kann. Die Umgebungs-Berührfläche 27 kann
beispielsweise eine Markierung oder Aufschrift tragen, oder sie
kann eine Farbcodierung enthalten, die bedeutet, dass sich die Kugel
in der geschlossenen Stellung befindet.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine
solche Vorrichtung, die kennzeichnet, ob sich die Kugel 20 in der
geschlossenen Stellung befindet, die Aufnahme eines den Anschlag
anzeigenden Bauteils auf der inneren Fläche 41 der Hülse 40,
das in die Umgebungs-Berührfläche 27 eingreift,
wenn die Kugel 20 in die geschlossene Position gedreht
wird. Im Einzelnen enthält
die innere Fläche 41 der
Hülse 40 einen Fortsatz,
beispielsweise in Form eines Grübchens 42 an
einer Stelle in der Nähe
des ersten offenen Endes 43 der Hülse 40. Das Grübchen 42 kann
einen kleinen Vorsprung enthalten, der von der inneren Fläche 41 der
Hülse 40 ausgeht.
Später
wird ausführlicher erklärt, dass
das Grübchen 42 der
Bedienperson eine hör-
und fühlbare "Klick-Stopp"-Rückmeldung
liefert, wenn die Umgebungs-Berührfläche 27 der
Kugel 20 darüber
läuft,
die anzeigt, dass die Kugel 20 vollständig in die geschlossene Stellung
gedreht ist. Wahlweise kann das Grübchen 42 einen Vorsprung
in Form einer Rippe 42a enthalten, die sich ein Stück entlang
der inneren Fläche 41 der
Hülse 40 erstreckt, siehe 17. Eine derartige Rippe 42a liefert
der Bedienperson eine hör-
und fühlbare "Klick-Stopp"-Rückmeldung,
die anzeigt, dass die Kugel 20 vollständig in die geschlossene Stellung oder
in die offene Stellung gedreht ist. Dies wird noch erläutert.
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Der Gebrauch von Verriegelungsmechanismen
ist bekannt. Für
Kugelverschlüsse,
bei denen wie in der Erfindung eine Kugel drehbar in einer Hülse montiert
ist, ist jedoch keiner davon vollständig wirksam. Beispielsweise
offenbart wie im Abschnitt "Hintergrund" besprochen, das
US-Patent 4,181,246 einen Verschluss, beim dem eine Kappe über eine stationäre Kugel
bewegt werden kann, wobei die Kappe eine Arretierung enthält, die
in eine Vertiefung in der Kugel einschnappt und dadurch einen Verriegelungsmechanismus
bereitstellt. Da die Kugel feststehend ist und sich nicht in der
Hülse bewegen kann,
ist die Kugel jedoch immer mit der Öffnung des Behälters ausgerichtet.
Im Gegensatz dazu ist es bei Kugelverschlüssen, bei denen die Kugel innerhalb
einer Hülse
drehbar ist, und zwar zwischen einer offenen Position, bei der ein
Durchgang mit einem Behälter
ausgerichtet ist, und einer geschlossenen Position, in der ein Durchgang
nicht mit dem Behälter
ausgerichtet ist, oft schwierig festzustellen, ob sich die Kugel
vollständig
innerhalb der Hülse
gedreht hat, weil die Hülse
einen großen
Teil der Kugel verdeckt. Daher ist es besonders nützlich,
einen Verschluss bereitzustellen, bei dem ein Rasteingriff zwischen
der Hülse
und der drehbaren Kugel bestätigt,
dass die Kugel innerhalb der Hülse
vollständig
in eine bestimmte Position gedreht ist.
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Zudem offenbart das US-Patent 2,032,776, im
Abschnitt "Hintergrund" besprochen, einen
Verschluss mit einer drehbaren Ventilkugel, die in einem Höcker sitzt,
wobei der Verschluss einen Verriegelungsmechanismus aufweist, der
einen Vorsprung auf der Kugel umfasst. Ein solcher Verschluss ist
bei einem Kugelverschluss wie in der Erfindung nicht wirksam, da
hier die Hülse 40 die
Kugel 20 eng umschließt,
und zwar im Wesentlichen die gesamte Außenfläche der Kugel 20.
Würde man
beispielsweise einen Vorsprung auf der Kugel wie in 2,032,776 beschrieben
bereitstellen, so könnte
sich die Außenfläche der
Kugel nicht frei und leichtgängig
innerhalb der Fläche
der Hülse 40 drehen,
weil der Vorsprung den exakten Sitz der Kugel in der Hülse stören würde. Zudem
würde durch
das Bereitstellen eines Vorsprungs auf der Kugel wie in 2,032,776
beschrieben die Außenfläche der
Kugel am Vorsprung unvermeidbar die Innenfläche der Hülse berühren. Dies ist bei zahlreichen Anwendungen
unerwünscht,
insbesondere wenn es sich um biologische Proben handelt.
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Wie bereits angegeben ist die Achse 30 der Kugel 20 durch
die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b bestimmt.
Die Achsaufnahme 50 der Hülse 40 ist durch die
gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b definiert. Beim Zusammenbau
des Verschlusses 10 wird die Achse 30 in der Achsaufnahme 50 aufgenommen,
d. h., die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b werden
in den gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b gehalten. Damit eine
unsymmetrische Drehung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 erreicht
wird, sind die Achse 30 und die Achsaufnahme 50 parallel
zueinander und exzentrisch angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, erzeugt man die Exzentrizität der Achse 30 und
der Achsaufnahme 50 bevorzugt durch das Versetzen der Achse 30 gegen
die tatsächliche
Achse der Kugel 20. Die tatsächliche Achse X, siehe 10, stellt die tatsächliche
gemeinsame Mittenachse des Verschlusses 10 dar, der durch
die Sphäre der
Kugel 20 bestimmt ist und durch die sphärisch geformte hohle Öffnung,
die durch die innere Fläche 41 der
Hülse 40 bestimmt
ist. Die wirkliche Achse X ist im Allgemeinen senkrecht und quer
zum Durchgang 21 der Kugel 20. In einer solchen
bevorzugten Ausführungsform
ist die Achsaufnahme 50, die durch die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b der Hülse 40 definiert ist,
mit der tatsächlichen
Achse X ausgerichtet. Die Achse 30, die durch die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 definiert ist, kann auf einer gegebenen exzentrischen Achse
X' liegen, die ebenfalls
im Allgemeinen senkrecht und quer zum Durchgang 21 verläuft, jedoch exzentrisch
oder versetzt gegen die wirkliche Achse X angeordnet ist. Anders
ausgedrückt
sind die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b nicht
direkt auf der tatsächlichen
Achse X der Kugel 20 angeordnet, sondern geringfügig dagegen
versetzt. Dadurch liegt die Achse 30 ein wenig exzentrisch
zur wirklichen Achse X. Die Ausrichtung der Achse 30 mit der
Achsaufnahme 50 durch gegenüberliegende Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20, die in gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b der Hülse 40 sitzen, richtet
die Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 aus, wobei
die Kugel 20 geringfügig
gegen den inneren Hohlraum 41 der Hülse 40 versetzt ist.
Die exzentrische Anordnung der Achse 30 bewirkt eine unsymmetrische
Drehung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 zwischen der
offenen und der geschlossenen Stellung. Im Wesentlichen bewirkt
eine Drehung der Kugel 20 um die Achse 30 einen nockenartigen
Eingriff der gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b in
die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b, weil die Achse 30 mit
der exzentrischen Achse X' ausgerichtet
ist. Eine solche exzentrische Anordnung der Achse 30 zwingt
die Kugel 20 in eine passende Position zum Kugelsitz 45,
damit am Kugelsitz 45 ein flüssigkeitsdichter Abschluss
erfolgt, und zwar insbesondere dann wenn sich die Kugel 20 in
der geschlossenen Stellung befindet. Die exzentrische Anordnung
hilft zudem dabei, dass keine Verschmutzungen zwischen der äußeren Umgebung
und dem Inneren des Sammelröhrchens 100 übertragen
werden. Dies wird im Weiteren ausführlicher erklärt.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann man die Exzentrizität der Achse 30 und der
Achsaufnahme 50 durch einen Versatz der Achsaufnahme 50 gegen
die wahre Achse X bewirken. Die Achsaufnahme 50, siehe 11, die durch die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b der Hülse 40 bestimmt ist,
kann auf einer gegebenen exzentrischen Achse Y' liegen, die ebenfalls im Allgemeinen
senkrecht und quer zum Durchgang 21 der Kugel 20 verläuft jedoch
exzentrisch oder versetzt gegen die wirkliche Achse X angeordnet
ist. Anders ausgedrückt
sind die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b nicht direkt auf der
tatsächlichen Achse
X angeordnet, sondern geringfügig
dagegen versetzt. Dadurch liegt die Achsaufnahme 50 ein
wenig exzentrisch zur wirklichen Achse X. In einer solchen Ausführungsform
kann die Achse 30 mit der tatsächlichen X ausgerichtet sein,
da die Exzentrizität der
Achsaufnahme 50 eine nicht symmetrische Drehung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 zwischen der
offenen und der geschlossenen Stellung bewirkt, und zwar in ähnlicher
Weise wie in der bevorzugten Ausführungsform.
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In der Erfindung wird auch in Betracht
gezogen, dass sowohl die Achse 30 als auch die Achsaufnahme 50 gegen
die wahre Achse X versetzt oder exzentrisch liegen können. In
einer derartigen Ausführungsform
dürfen
jedoch die Achse 30 und die Achsaufnahme 50 nicht
miteinander ausgerichtet sein, sondern müssen aufeinander bezogen exzentrisch bleiben,
damit eine nicht symmetrische Drehung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung erfolgt.
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5 und 6 zeigen Querschnittsansichten des
Verschlusses 10 der Erfindung in der offenen Stellung von
vorn und von der Seite. 7 und 8 zeigen Querschnittsansichten
in der geschlossenen Stellung von vorn und von der Seite. Da die
Achse 30 und die Achsaufnahme 50 zueinander exzentrisch liegen,
siehe 6, ist die Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 geringfügig versetzt
angeordnet, wenn sich der Verschluss 10 in der offenen
Stellung befindet, weil die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 innerhalb der gegenüberliegenden Vertiefungen 51a und 51b in
der Hülse 40 in
einer versetzten Position ausgerichtet sind. Obwohl die Kugel 20 in
dieser offenen Position flüssigkeitsdicht auf
dem Kugelsitz 45 der Hülse 40 anliegt,
wird auf die Kugel 20 in Längsrichtung nur eine minimale
Kraft ausgeübt.
Dadurch ist die Kugel 20 leichtgängig um die Achse 30 drehbar,
und es bleibt ein flüssigkeitsdichter
Sitz erhalten, der verhindert, dass Blut oder ein anderes im Sammelröhrchen 100 enthaltenes Fluid über den
Kugelsitz 45 hinaus gelangt.
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Befindet sich der Verschluss 10 in
der offenen Stellung, so sind wie bereits angegeben die Umgebungs-Berührfläche 27 und
die Flüssigkeits-Berührfläche 29 innerhalb
der sphärisch
geformten hohlen Öffnung
der Hülse 40 angeordnet,
die die innere Fläche 41 bildet.
Die versetzte Anordnung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40,
siehe 5, erzeugt einen
Spalt bzw. ringförmigen
Raum 39 zwischen der Flüssigkeits-Berührfläche 29 der
Kugel 20 und der inneren Fläche 41 der Hülse 40,
wenn sich der Verschluss 10 in der offenen Stellung befindet.
Ein solcher ringförmiger
Raum 39 gestattet die leichtgängige Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 und
verhindert, dass auf Blut oder irgendeine andere Probe durch eine
Berührung
zwischen der Flüssigkeits-Berührfläche 29 und
der inneren Fläche 41 eine
Verunreinigung übertragen
wird. Zudem ist die Umgebungs-Berührfläche 27 bevorzugt gegen
die allgemein sphärische
Form der Kugel 20 zurückgesetzt,
damit eine Randkante 27a bestimmt wird, so dass, wenn sich
der Verschluss 10 in der offenen Stellung befindet, ein
ringförmiger
Raum 37 zwischen der Umgebungs-Berührfläche 27 und der inneren
Fläche 41 der
Hülse 40 bereitgestellt
wird, wodurch sich die beiden Flächen
nicht berühren.
Diese nicht vorhandene Berührung
verhindert eine Schmutzübertragung
zwischen der Umgebungs-Berührfläche 27 und
der inneren Fläche 41.
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Man beachte, dass in Ausführungsformen der
Erfindung, in denen der Verschluss 10 einen Verriegelungsmechanismus
für einen
festen Eingriff zwischen der Kugel 20 und der Hülse 40 enthält, beispielsweise
ein Grübchen 42 und
eine Rippe 42a wie oben erläutert, der Verschluss 10 für eine symmetrische
Drehung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 um die Achse 30 ausgelegt
werden kann, oder auch für
eine nicht symmetrische Drehung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 um
die Achse 30 ausgelegt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann der Verschluss 10 einen eigenständigen Verriegelungsmechanismus
zum Verhindern einer Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 enthalten,
beispielsweise eine Klemme, einen Bügel, ein Band usw., damit die
Kugel 20 während
des Transports oder der Lagerung in der geschlossenen Stellung festgehalten
wird oder bei Gebrauch in der offenen Stellung. Ein derartiger Verriegelungsmechanismus
hat bevorzugt die Form einer Klammer 60, siehe 14. Die Klammer 60 umfasst
drei Arme 62, die gleichen Abstand zueinander haben. Die
Arme 62 überlappen
den Verschluss 10, wobei die Nase 22 der Kugel 20 in
der Raum zwischen zwei benachbarten Arme 62 passt. Eine
derartige Klammer 60 bietet einen wirksamen und dabei doch
einfachen Mechanismus zum Verriegeln des Verschlusses 10 in
seiner Position.
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Bei Gebrauch steht der Verschluss 10 mit
der Kugel 20, die in der Hülse 40 sitzt, am offenen
Ende 110 des Sammelröhrchens 100 für einen
Zugriff bereit. Die Klammer 60 wird vom Verschluss 10 entfernt,
damit eine Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 möglich wird.
Die Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 um
die Achse 30 bewirkt ein Öffnen und Schließen des
Verschlusses 10. Befindet sich beispielsweise der Verschluss 10 in der
geschlossenen Stellung, siehe 2, 7 und 8, so ist die Umgebungs-Berührfläche 27 innerhalb
des ersten offenen Endes 43 der Hülse 40 angeordnet und
von der äußeren Umgebung
frei zugänglich.
Die Flüssigkeits-Berührfläche 29 der
Kugel 20 ist so angeordnet, dass sie von der oberen Kammer 115 des Sammelröhrchens 100 frei
zugänglich
ist. Die äußere Fläche der
Kugel 20 sitzt dicht auf dem Kugelsitz 45 und
verhindert dadurch, dass irgendein im Sammelröhrchen 100 enthaltenes
Fluid den Kugelsitz 45 passiert und sich zwischen Kugel 20 und
Hülse 40 ausbreitet.
Eine Bedienperson greift mit einem Finger an die Nase 22 der
Kugel 20 und übt
Druck auf die Nase 22 aus, und zwar in einer Richtung hin
zur Umgebungs-Berührfläche 27.
Ein derartiger Druck überträgt eine
Kraft auf die Kugel 20 um die Achse 30, wodurch
sich die Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 um die Achse 30 dreht.
Diese Drehbewegung bewirkt, dass die Flüssigkeits-Berührfläche 29 in
den Kugelsitz 45 eingreift, und die fortlaufende Drehbewegung der
Kugel 20 bewirkt einen Abwischvorgang zwischen dem Kugelsitz 45 und
der Flüssigkeits-Berührfläche 29.
Dadurch wischt der Kugelsitz 45 Blut oder irgendwelche
anderen Verschmutzungen, die sich auf der Flüssigkeits-Berührfläche 29 befinden,
von der Oberfläche
der Berührfläche ab.
Weiterhin leiten Kanäle 47a in
der Innenfläche des
zylindrischen Fortsatzes 47 dieses Blut oder andere Verschmutzungen vom
Kugelsitz 45 zum offenen Ende 44 und zurück in die
obere Kammer 115.
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Eine vollständige Drehung der Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 erreicht
man, indem man die Nase 22 vollständig quer über das erste offene Ende 43 der
Hülse 40 bewegt,
so dass die Nase 22 auf dem Rand des ersten offenen Endes 43 ruht.
Während
dieser Drehung greifen die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 in die gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b der Hülse 40 nockenartig
ein, und zwar aufgrund der Exzentrizität der Achse 30. Dadurch
wird die Kugel 20 innerhalb der Hülse 40 geringfügig in Längsrichtung
gehoben. Dieses Anheben in Längsrichtung
bewirkt, dass sich die Kugel 20 ein wenig vom Kugelsitz 45 abhebt. Da
der Kugelsitz 45 elastisch ist, folgt der Kugelsitz 45 der
Längsbewegung
der Kugel 20. Dadurch bleibt die Berührung zwischen dem Kugelsitz 45 und
der Kugel 20 erhalten, so dass ein flüssigkeitsdichter Abschluss
bestehen bleibt. Bei der vollständigen
Drehung der Kugel 20 in der Hülse 40 bewirkt die
Exzentrizität
der Achse 30, dass die Flüssigkeits-Berührfläche 29 in
eine Position innerhalb der Hülse 40 gedreht
wird, in der sie die innere Fläche 41 der
Hülse 40 nicht
berührt
und durch den ringförmigen
Raum 39 davon getrennt ist. In ähnlicher Weise bewirkt die
Zurücksetzung
der Umgebungs-Berührfläche 27 gegen die
insgesamt sphärische
Form der Kugel 20, dass die Umgebungs-Berührfläche 27 in
eine Position innerhalb der Hülse 40 gedreht
wird, in der sie die innere Fläche 41 der
Hülse 40 nicht
berührt
und durch den ringförmigen
Raum 37 davon getrennt ist.
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Eine derartige vollständige Drehung
der Kugel 20 in der Hülse 40 durch
die Bewegung der Nase 22, die zur Gänze quer über das erste offene Ende 43 der
Hülse 40 geführt wird,
bewirkt, dass der Verschluss 10 in seine offene Stellung
gedreht wird. Da die Umgebungs-Berührfläche 27 gegen die gesamte Sphäre zurückgesetzt
ist, die die Form der Kugel 20 bestimmt, berührt sie
während
dieser Bewegung die innere Fläche 41 der
Hülse 40 nicht.
Wird die Kugel 20 jedoch in die vollständig offene Stellung gedreht, so
bewegt sich die Randkante 27a der Umgebungs-Berührfläche 27,
die den Übergang
zwischen der insgesamt sphärischen
Form der Kugel 20 und dem zurückgesetzten Abschnitt der Umgebungs-Berührfläche 27 bestimmt,
hinter den Vorsprung 42a des Grübchens 42, wodurch
die Randkante in den Vorsprung einrastet. Es entsteht eine hör- und fühlbare "Klick-Stopp"-Rückmeldung
für die
Bedienperson. Damit ist eine Anzeige bereitgestellt, dass sich die Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 vollständig in
die offene Stellung gedreht hat.
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Diese offene Stellung bewirkt die
Ausrichtung des ersten offenen Endes 23 der Kugel 20 mit dem
ersten offenen Ende 43 der Hülse 40 und ebenso
die Ausrichtung des zweiten offenen Endes 24 der Kugel 20 mit
dem zweiten offenen Ende 44 der Hülse 40. Dadurch verläuft der
Durchgang 21 durch die Kugel 20 zwischen der äußeren Umgebung
und der oberen Kammer 115 des Sammelröhrchens 100. Diese
Ausrichtung stellt einen Pfad zum Einführen einer Sonde oder zum Ausgießen von
Fluiden her, die in der oberen Kammer 115 enthalten sind,
und zwar direkt durch den Durchgang 21.
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Nach dieser Art der Verwendung kann
der Verschluss 10 in seine geschlossene Stellung zurückgeführt werden,
indem man Druck auf die Nase 22 ausübt, und zwar in einer zur Öffnungsrichtung des
Verschlusses 10 entgegengesetzten Richtung, d. h. in einer
Richtung hin zum Durchgang 21 der Kugel 20. Ein
derartiger Druck überträgt eine
Kraft auf die Kugel 20 um die Achse 30, und zwar
vergleichbar mit der Kraft, die während des Öffnens des Verschlusses 10 ausgeübt wurde.
Durch diese Kraft dreht sich die Kugel 20 um die Achse 30 in
der Hülse 40,
und zwar entgegengesetzt zur Richtung, die beim Öffnen des Verschlusses 10 verwendet
wurde. Durch diese Drehbewegung wandert die Flüssigkeits-Berührfläche 29 zurück über den
Kugelsitz 45 in ihre ursprüngliche Position, in der sie
aus der oberen Kammer
115 des Sammelröhrchens 100 zugänglich ist.
Durch diese Drehung drückt
der nockenartige Eingriff der gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 und der gegenüberliegenden
Vertiefungen 51a und 51b der Hülse 40 die Äußenfläche der
Kugel 20 an der Flüssigkeits-Berührfläche 29 in
Längsrichtung nach
unten. Dadurch verformt sich der Kugelsitz 45 und stellt
am Kugelsitz 45 einen flüssigkeitsdichten Abschluss
zwischen der Kugel 20 und der Hülse 40 her.
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Zudem bewirkt eine solche Drehbewegung, dass
sich die Umgebungs-Berührfläche 27 über den Rand
des ersten offenen Endes 43 der Hülse 40 in ihre Ausgangslage
zurückbewegt,
in der sie aus der äußeren Umgebung
zugänglich
ist. Da die Umgebungs-Berührfläche 27 bezüglich der
Gesamtsphäre zurückgesetzt
ist, die die Form der Kugel 20 bestimmt, berührt sie
während
dieser Bewegung die innere Fläche 41 der
Hülse 40 nicht.
Bei der Rückkehr der
Umgebungs-Berührfläche 27 in
ihre Ursprungsstellung berührt
jedoch die Randkante 27a der Umgebungs-Berührfläche 27,
die den Übergang
zwischen der insgesamt sphärischen
Form der Kugel 20 und dem zurückgesetzten Abschnitt der Umgebungs-Berührfläche 27 bestimmt,
das Grübchen 42 während sie
darüberläuft. Diese
Berührung
bewirkt ein Einrasten der beiden Teile, das zu einer hör- und fühlbaren "Klick-Stopp"-Rückmeldung
für die
Bedienperson führt.
Damit ist eine Anzeige bereitgestellt, dass sich die Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 vollständig in
die geschlossene Stellung gedreht hat.
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Hat sich die Kugel 20 innerhalb
der Hülse 40 vollständig in
die geschlossene Stellung gedreht, und ist die Umgebungs-Berührfläche 27 der
Kugel 20 hinter das Grübchen 42 gedreht,
so übt
ferner die flache Kante 53 der gegenüberliegenden Vertiefungen 51a und 51b in
der Hülse 40 eine
Reibungskraft auf die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der Kugel 20 aus.
Dieser Eingriff übt
eine weitere Längskraft
in Längsrichtung
auf die Kugel 20 in der Hülse 40 aus, die die
Kugel 20 nochmals auf den Kugelsitz 45 drückt. Diese
Längskraft
liefert der Bedienperson eine zuverlässige Rückmeldung, die anzeigt, dass die
Kugel 20 vollständig
in die geschlossene Position gedreht ist, und zwar über eine
zusätzliche
hör- und fühlbare "Klick-Stopp"-Rückmeldung.
Die Längskraft stellt
nochmals sicher, dass zwischen der Kugel 20 und der Hülse 40 am
Kugelsitz 45 ein flüssigkeitsdichter
Abschluss besteht.
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Die Kugel 20 und die Hülse 40 kann
man aus beliebigen Materialien herstellen, die für diesen Zweck geeignet sind.
Bevorzugt werden sowohl die Kugel 20 als auch die Hülse 40 aus
thermoplastischen Materialien hergestellt. Besonders bevorzugt wird
die Hülse 40 aus
einem elastomerartigen Material hergestellt, die Kugel 20 dagegen
aus einem steiferen Material. Ganz besonders bevorzugt wird die Hülse 40 aus
einem Material hergestellt, das ausgewählt wird aus Polyethylen oder
thermoplastischen Elastomeren (TPE), und die Kugel 20 aus
einem Material, das ausgewählt
wird aus Polystyrol oder Polypropylen. Diese Materialien erlauben
es, die Kugel 20 beim Zusammenbau des Verschlusses 10 kraftvoll
in die Hülse 40 hinter
dem ersten offenen Ende 43 einzusetzen.
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Die Kugel 20 und die Hülse 40 können mit
einigen unterschiedlichen Verfahren gefertigt werden. Bevorzugt
werden die Kugel 20 und die Hülse 40 getrennt durch
Formpressverfahren, z. B. Spritzgießen, hergestellt und anschließend zum
fertigen Verschluss 10 zusammengebaut. wahlweise können die Kugel 20 und
die Hülse 40 mit
Hilfe eines Formgebungsverfahrens mit "Doppel-" oder "Zweifach-Spritzvorgang" produziert werden.
Dabei wird die Kugel 20 zuerst gespritzt, und die Hülse 40 anschließend direkt
darüber
gespritzt. Es werden noch verschiedene andere Formpress- und Herstellungsverfahren
in Betracht gezogen.
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Der Verschluss der Erfindung bietet
gegenüber
herkömmlichen
Verschlüssen
und Vorgehensweisen zahlreiche Verbesserungen. Durch den Verschluss
der Erfindung wird insbesondere das Verspritzen von flüssigen Proben,
die in einem Sammelbehälter enthalten
sind, so gering wie möglich
gehalten. Zusätzlich
ist es nicht erforderlich, den Verschluss zu entfernen, um auf den
Innenbereich des Sammelbehälters
zuzugreifen. Der Verschluss lässt sich
jedoch auf Wunsch vom Sammelbehälter
abnehmen. Der Verschluss kann fest mit dem Sammelbehälter verbunden
sein und zugleich unabhängig
vom Behälter
gedreht werden, ohne dass der Verschluss entfernt werden muss. Der
Gebrauch eines derartigen integrierten Verschlusses erlaubt Technikern eine
einfache Handhabung mit geringerem Verschmutzungsrisiko, denn die
Neigung, den Sammelbehälter
geöffnet
zu lassen, ist geringer, weil das Öffnen und Schließen des
Behälters
leicht mit einer Hand erfolgen kann.