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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein einen Verschluss für einen Behälter. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Kugelgelenkverschluss zur Verwendung mit Probenbehältern für biologische
und nicht-biologische Proben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Medizinische
Proben, bspw. biologische und nicht-biologische Fluide, Feststoffe
und Semifeststoffe, werden für
verschiedene Zwecke routinemäßig genommen
und in Kliniken zu verschiedenen Zwecken analysiert. Insbesondere
biologische Fluide, bpsw. Blut, Urin und dergleichen, werden typischerweise
in einem Probesammelbehälter
gesammelt, der die Form einer Röhre
mit offenem Ende aufweist. Eine solche Röhre liegt allgemein in Form
eines länglichen
zylindrischen Elements vor, dessen eines Ende offen und dessen gegenüberliegendes
Ende permanent durch einen integralen halbkugelförmigen Abschnitt geschlossen
ist, wobei die Röhre
einen Innenraum begrenzt, der die Probe aufnimmt und hält.
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Nachdem
eine biologische Probe genommen und/oder in der Röhre gesammelt
wurde, wird die Röhre
mit der Probe typischerweise zur Analyse zu einem klinischen Testlaboratorium
transportiert. Bspw. können
Blutproben routinemäßigen chemischen,
hormonellen, Immunoassay- oder speziellen chemischen Untersuchungen
unterzogen werden. Um solche Untersuchungen durchzuführen, wird
die Probe normalerweise von der Primärröhre, in der die Probe gesammelt
wurde, in ein oder mehrere Sekundärröhren für das Testen und die Analyse überführt, häufig um
simultanes Testen auf zwei oder mehreren unterschiedlichen Gebieten
auszuführen.
Um die Kontaminierung, Verdampfung und das Verschütten während des
Transports, der Analyse und der Lagerung zu minimieren, ist es wichtig,
das offene Ende der Röhre
mit einem Verschluss zu versehen.
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Das
offene Ende eines Probenbehälters
ist typischerweise durch eine elastische Kappe, einen entfernbaren
Gummistopfen oder einen Kunststofffilm während des Transports und der
Analyse versiegelt. Solche Verschlüsse stellen ein Mittel zum
Abdichten des offenen Endes der Röhre dar, können jedoch nicht effizient
entfernt, gelagert und ersetzt werden, ohne eine Verschmutzung zu
bewirken, und unter Verwendung von nur einer Hand, wie dies häufig bei
klinischen Umgebungen erwünscht
ist. Darüber hinaus
ist es, wenn zum Testen biologischer Proben analytische Testgeräte verwendet
werden, typischerweise notwendig, die Proben in einem offenen Behälter zu
halten, um es zu ermöglichen,
dass eine Prüfspitze
der Testgeräte
in den Behälter
eingeführt
wird. Im Hinblick auf diese Notwendigkeiten ist es wünschenswert, über einen
Verschluss zu verfügen,
der für
den manuellen oder automatisierten Zugang leicht und wiederholt
geöffnet
und verschlossen werden kann.
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Eine
besonders nützliche
Art von Verschlüssen
für Behälter ist
ein Kugelgelenkverschluss. Obwohl eine Anzahl an kugelgelenkartigen
Verschlüssen
für verschiedene
Behälter
bekannt sind, ist keiner von ihnen ganz für die Verwendung in Probensammelbehältern geeignet,
bei denen eine adäquate Abdichtung
wesentlich ist.
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Demensprechend
ist es wünschenswert,
einen Verschluss für
einen Probensammelbehälter
anzugeben, der leicht und wiederholt geöffnet und verschlossen werden
kann und der auf effektive Weise eine adäquate Abdichtung gewährleistet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Verschluss für einen
Probensammelbehälter
anzugeben, der leicht herzustellen ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Verschluss anzugeben,
der leicht und wiederholt geöffnet
und verschlossen werden kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Verschluss für einen
Probensammelbehälter
anzugeben, der wiederholt geöffnet
und verschlossen werden kann, während
eine adäquate
Abdichtung beibehalten wird.
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Um
diese und andere Aufgaben effizient zu lösen, wird erfindungsgemäß ein Verschluss
zum Abdichten des offenen Endes eines Probensammelbehälters gegen
die Umgebung angegeben. Der Verschluss umfasst eine im Wesentlichen
sphärisch
geformte Kugel mit einem sich durch sie erstreckenden Durchgang,
wobei die Kugel eine Achse umfasst, welche eine Rotationsbewegung
der Kugel um sie zwischen einer Öffnungsposition
und einer Verschlussposition ermöglicht.
Der Durchgang ist mit dem offenen Ende des Sammelbehälters ausgerichtet,
wenn sich die Kugel in der Öffnungsposition
befindet, und ist nicht mit dem offenen Ende des Sammelbehälters ausgerichtet,
wenn sich die Kugel in der Verschlussposition befindet. Der Verschluss
umfasst weiter ein Lager, das auf dem offenen Ende des Sammelbehälters anbringbar
ist, wobei das Lager eine die Kugel aufnehmende innere Oberfläche mit einem
Achslager zum Aufnehmen der Achse der Kugel zur Aufnahme der Rotationsbewegung
der Kugel darin umfasst. Das Achslager des Lagers und die Achse
der Kugel sind parallel und in Bezug aufeinander exzentrisch. Die
Kugel und das Lager definieren eine gemeinsame zentrale Achse. Das
Achslager des Lagers und/oder die Achse der Kugel ist/sind parallel
und exzentrisch zur zentralen Achse.
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Vorzugsweise
ist das Achslager des Lagers mit der zentralen Achse ausgerichetet
und die Achse der Kugel ist parallel und exzentrisch zur zentralen Achse.
In einer alternativen Ausführungsform
ist das Achslager des Lagers parallel und exzentrisch zur zentralen
Achse und die Achse der Kugel ist mit der zentralen Achse ausgerichtet.
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Die
achse kann durch ein Paar gegenüberliegende
Vorsprünge
auf diametral gegenüberliegenden
Oberflächen
der Kugel definiert sein, wobei das Achslager des Lagers ein Paar
gegenüberliegende Hohlräume aufweist.
Die gegenüberliegenden
Vorsprünge
der Kugel sind in den gegenüberliegenden Hohlräumen des
Lagers aufgenommen. Vorzugsweise ist das Paar gegenüberliegende
Vorsprünge
der Kugel im Wesentlichen zylinderförmig und das Paar gegenüberliegende
Hohlräume
des Lagers umfasst ein Paar im Wesentlichen zylindrische Bohrungen zum
Aufnehmen der Vorsprünge.
Darüber
hinaus kann das Paar gegenüberliegende
Hohlräume
eine abgeschrägte
Oberfläche
umfassen, wobei das Paar gegenüberliegende
Vorsprünge
der Kugel eine entsprechend geformte Oberfläche zum Angriff an der abgeschrägten Oberfläche der
Hohlräume
aufweist.
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Das
Lager kann darüber
hinaus einen integralen Kugelsitz zum Stützen der Kugel daran aufweisen,
wobei die Kugel an dem Kugelsitz angreift, wenn sie im Lager aufgenommen
ist. Vorzugsweise umfassen eine äußere Oberfläche der
Kugel und die die Kugel aufnehmende innere Oberfläche des
Lagers eine zusammenwirkende ineinandergreifende Struktur, um die
Kugel in abdichtendem Eingriff mit dem Kugelsitz zu halten, wenn
die Kugel in der Verschlussposition ist. Eine solche zusammenwirkende ineinandergreifende
Struktur kann gegenüberliegende
Hohlräume
umfassen, welche eine Wand aufweisen, die in Reibungseingriff mit
den gegenüberliegenden
Vorsprüngen
der Kugel steht.
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Die
Kugel kann eine die Umgebung kontaktierende Oberfläche und
eine flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche
auf gegenüberliegenden
Oberflächen
aufweisen, wobei die die Umgebung kontaktierende Oberfläche der
Umgebung ausgesetzt ist und die flüssigkeitskontaktierende Oberfläche einem
Innenbereich des Sammelbehälters,
wenn die Kugel in der Verschlussposition ist. Die die Umgebung kontaktierende
Oberfläche
ist vorzugsweise in Bezug auf die im Wesentliche sphärische Form
der Kugel als Ausnehmung ausgebildet, so dass, wenn sich die Kugel
in der Öffnungsposition
befindet, die die Umgebung kontaktierende Oberfläche nicht die innere Oberfläche des
Lagers berührt.
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Zusätzlich können eine äußere Oberfläche der
Kugel und die die Kugel aufnehmende innere Oberfläche des
Lagers Mittel zum Identifizieren aufweisen, wann sich die Kugel
in der Verschlussposition befindet. Vorzugsweise umfassen solche
Mittel zum Identifizieren Identifizierungsindices, welche die Öffnungsposition
von der Verschlussposition unterscheiden, bspw. eine Farbkodierung.
Besonders bevorzugt umfassen solche Mittel zum Identifizieren eine
Rippe entlang der die Kugel aufnehmenden inneren Oberfläche des
Lagers zum Angriff an die Kugel, wenn diese sich in der Verschlussposition
befindet. Ganz besonders bevorzugt umfassen solche Mittel zum Identifizieren
eine Vertiefung auf der die Kugel aufnehmenden Oberfläche des
Lagers zum Angriff.
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Der
Verschluss kann extern zugängliche
Mittel zum Ermöglichen
der Rotation der Kugel zwischen der Öffnungs- und der Verschlussposition,
bspw. einen Lappen oder eine Klappe, umfassen, die sich von der
Kugel aus erstrecken.
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Auch
kann der Verschluss ein Sperrmechanismus zum Sichern der Kugel in
der Verschlussposition aufweisen, bspw. einen Bügel zur Anbringung über dem
Verschluss in der Verschlussposition.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 stellt
eine perspektivische Ansicht einer Probensammeleinheit dar, welche
den erfindungsgemäßen Verschluss
umfasst, der in geöffneter
Stellung ist.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Probensammeleinheit, die den
erfindungsgemäßen Verschluss
umfasst, der in der Verschlussstellung ist.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verschlusses auseinandergebaut.
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4 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des erfindungsgemäßen Verschlusses
auseinandergebaut.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Verschlusses in geöffneter
Stellung entlang den Linien 5-5 von 1.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Verschlusses in geöffneter
Stellung entlang den Linien 6-6 von 5.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Verschlusses in geschlossener Stellung
entlang den Linien 7-7 von 2.
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Verschlusses in geschlossener Stellung
entlang den Linien 8-8 von 7.
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9 stellt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
dar, die einen Teil des erfindungsgemäßen Verschlusses detailliert
zeigt.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Kugel der vorliegenden Erfindung,
wobei die exzentrische Achse dargestellt ist.
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Lagers in einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung.
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12 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
auseinandergebaut in geschlossener Stellung.
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13 zeigt
eine perspektivische Ansicht der alternativen Ausführungsform
von 12 auseinandergebaut in offener Stellung.
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14 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses.
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15 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses,
wobei der ausgeschnittene Abschnitt des zylindrischen Vorsprungs 47 dargestellt ist.
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16 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des erfindungsgemäßen Verschlusses,
der an einem Sammelbehälter
angebracht ist.
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17 zeigt
eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses
in geöffneter
Stellung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung kann als Kugelgelenkverschluss zur Verwendung
mit Probenahmebehältern
beschrieben werden. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "Probenahmebehälter" dazu verwendet,
jegliche Art von Behälter
zu bezeichnen, der für
das Sammeln, Transportieren, Analysieren oder Lagern einer biologischen
oder nicht-biologischen Probe geeignet ist, bspw. primäre und sekundäre Probenröhren für die Blutabnahme und
Analyse.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Kugelgelenkverschluss für einen
Sammelbehälter,
der eine adäqueate
Abdichtung gewährleistet
und der die Übertragung
von Schmutzstoffen zwischen der äußeren Umgebung
und dem Inhalt des Behälters
verhindern oder minimieren kann.
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Mit
spezifischem Bezug auf die Ausführungsform
der 1 und 2 ist ein Verschluss 10 gezeigt,
der über
einer Blutsammelröhre 10 positioniert
ist, und zwar in geöffneter
bzw. geschlossener Position. Der Verschluss 10 ist für ein Ineinandergreifen
mit der Röhre 100 an
deren offenem Ende 110 ausgelegt. Die Sammelröhre 100 kann
eine beliebige Art von Sammelröhre
sein, die im Stand der Technik bekannt ist, und kann aus einem beliebigen
bekannten Material hergestellt sein, bspw. Glas oder vorzugsweise
einem geeigneten Kunststoff. Die Sammelröhre 100 ist vorzugsweise
eine Röhre
mit falschem Boden, die an ihrer Spitze ein offenes Ende 110 und
ein gegenüberliegendes
Ende 120 mit offenem Boden aufweist, wobei sich ein konischer
Boden 130 zwischen dem offenen Ende 110 und dem
Bodenende 120 befindet. Der konische Boden 130 erzeugt
eine Sammelröhre 100 mit
einer oberen Kammer 115 zum Halten geringer Flüssigkeitsvolumen. Eine
solche Struktur ermöglicht
einen einfachen Zugang zur Flüssigkeit,
die in der oberen Kammer 115 enthalten ist, wenn eine Pipette
zur manuellen Übertragung
oder eine automatisierte Probenprüfspitze von einem zylindrischen
Analysator verwendet wird. Durch Einfügen des zylindrischen Bodens 130 kann die
Sammelröhre 100 mit
Standardhalterungs- und Analysatorgeräten verwendet werden, ohne
dass die Notwendigkeit besteht, dass eine solche Pipette oder Prüfspitze
die volle Länge
der Sammelröhre 100 hinabfährt, um
Zugang zu der darin enthaltenen Probe zu erhalten.
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Der
Verschluss 10 umfasst ein im Wesentlichen sphärisches
Lager 40 und einen zylindrischen Vorsprung 47,
der von dem Bodenende des Lagers 40 herabhängt. Der
zylindrische Vorsprung 47 ist für ein passgenaues Ineinandergreifen
mit dem offenen Ende 110 der Sammelröhre 100 ausgelegt,
wodurch Mittel zum Anbringen des Verschlusses 10 an der Probenröhre 100 bereitgestellt
werden. Der zylindrische Vorsprung 47 kann für ein passgenaues
Ineinandergreifen mit der Sammelröhre 100 auf beliebige Art
ausgelegt sein, bspw. durch Schnappverschlusseingriff, Gewindeeingriff
und dergleichen. Vorzugsweise, wie am besten in 16 gezeigt,
umfasst der zylindrische Vorsprung 47 eine Anzahl ringförmiger Rippen 48,
die entlang dessen äußerer Oberfläche beabstandet
sind, um einen Reibungsangriff an der inneren Oberfläche der
Sammelröhre 100 am
offenen Ende 110 zu schaffen. Besonders bevorzugt ist es,
dass ringförmige
Rippen 48 einen Reibungsangriff an einem ringförmigen Ring 118 schaffen,
der auf der inneren Oberfläche
der Sammelröhre 100 am
offenen Ende 110 vorhanden ist. Wie in 16 gezeigt,
sorgt das Ineinandergreifen der ringförmigen Rippen 48 und
des ringförmigen
Ringes 118 für
eine Reibungssicherung des Verschlusses 10 innerhalb der
Sammelröhre 100 an
mehreren Positionen, während
gleichzeitig eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung geschaffen wird, um zu verhindern, dass in der Sammelröhre 100 vorhandenes
Fluid zwischen dem zylindrischen Abschnitt 47 und dem offenen
Ende 110 der Sammelröhre 100 durchtritt.
Auf diese Weise kann der Verschluss 10 fest und flüssigkeitsdicht
an die Sammelröhre 100 angepasst
und dort befestigt werden und kann bei Bedarf leicht von der Sammelröhre 100 entfernt
werden.
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Wie
am besten in den 1 und 2 gezeigt
ist, kann der zylindrische Vorsprung 47 darüber hinaus
einen oder mehrere Auskragungen 49 zum Ausrichten und Orientieren
des Verschlusses 10 während
des Zusammenbaus, bspw. in einer Füllkugel, umfassen.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, umfasst der Verschluss 10 darüber hinaus
eine im Wesentlichen sphärische
Kugel 20, die innerhalb des Lagers 40 aufgenommen
ist. Die Kugel 20 umfasst einen Durchgang 21,
der sich durch sie erstreckt. Vorzugsweise ist der Durchgang 21 als
zylindrische Bohrung ausgebildet, welche sich durch die Kugel 20 von
einem ersten offenen Ende 23 der Kugel zu einem gegenüberliegenden
zweiten offenen Ende 24 der Kugel 20 erstreckt.
Der Durchgang 21 schafft eine Öffnung durch die Kugel 20,
um einen Zugang zwischen der äußeren Umgebung
und der oberen Kammer 115 der Sammelröhre 100 zu ermöglichen,
wie hier detaillierter erörtert
wird.
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Der
innere Durchmesser des Durchgangs 21 sollte groß genug
sein, um einen Zugang eines Prüfkopfes
durch ihn zu ermöglichen
und um das Durchfließen
eines Fluids zu erlauben. Es ist jedoch wichtig, dass der Gesamtaußendurchmesser
des Verschlusses 10 nicht zu groß ist. Wenn bspw. der Außendurchmesser
des Verschlusses 10 oder des Lagers 40 signifikant
größer ist
als der Außendurchmesser
einer Standardsammelröhre,
dann kann es sein, dass die Sammelröhre 100 mit dem aufgesetzten
Verschluss 10 nicht richtig in herkömmliche Testgeräte passt
oder mit ihnen funktioniert. Insbesondere ist der Verschluss 10 besonders
beim Testen von Umgebungen nützlich,
in denen herkömmliche
Abdeckungen vor dem Testen der Probe von einem Sammelbehälter entfernt
werden müssten.
Als solche entsprechen Sammelröhren
typischerweise einer Standardgröße, die
bei solchen Geräten
nützlich
ist. Da der erfindungsgemäße Verschluss 10 während der Analyse
verwendet werden kann, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den
gesamten Verschluss 10 von der Sammelröhre 100 zu entfernen,
kann der Verschluss 10 vorzugsweise innerhalb der Grenzen
solcher Testgeräte
mit Standard größe passen,
ohne dass er entfernt werden muss. Deshalb ist der Außendurchmesser
des Verschlusses 10 oder des Lagers 40 vorzugsweise
kleiner als 19,05 mm, um mit Standardgeräten geeignet zu funktionieren.
Bei einem solchen Außendruchmesser
beträgt
der Innendurchmesser des Durchgangs 21 vorzugsweise 10,5 mm.
In alternativen Ausführungsformen
kann der Verschluss 10 einen ausreichenden Durchmesser aufweisen,
damit der Verschluss 10, wenn er an eine Sammelröhre 100 gekoppelt
ist, die Sammelröhre 100 in
verschiedenen Testgeräten,
bspw. Lagerständern,
Karussells usw., tragen kann.
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Die
Kugel 20 umfasst weiter eine Achse 30. Die Achse 30 ermöglicht eine
Rotationsbewegung der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 um
eine Achse zwischen einer Öffnungsposition
und einer Verschlussposition, wie nachstehend detaillierter erörtert wird.
Die Achse 30 ist vorzugsweise von einem Paar gegenüberliegenden
Vorsprüngen 31a und 31b auf gegenüberliegenden
Oberflächen
der Kugel 20 definiert, wie am besten aus den 6 und 8 ersichtlich.
Die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b können zylinderförmige Vorsprünge sein oder
alternativ dazu so konstruierte Oberflächen 32a und 32b aufweisen,
dass sie mit den abgeschrägten Oberflächen 52a und 52b des
Lagers 40 zusammenpassen, wie nachstehend detaillierter
erörtert
wird. Alternativ dazu kann die Achse 30 durch ein Paar
gegenüberliegende
Hohlräume
auf gegenüberliegenden
Oberflächen
der Kugel 20 definiert sein, welche gegenüberliegenden
Hohlräume
mit gegenüberliegenden
Vorsprüngen
innerhalb des Lagers 40 in Eingriff gelangen.
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Wie
vorstehend angemerkt, passt die Kugel 20 in das Lager 40,
um den Verschluss 10 zu bilden. Das Lager 40 umfasst
ein erstes offenes Ende 43, das eine umfangsseitige Öffnung an
dessen Spitze definiert, die gegen die äußere Umgebung offen ist, und
ein zweites offenes Ende 44 am Bodenende desselben, das
ins Innere des Sammelbehälters 100 geöffnet ist.
Das erste offene Ende 43 des Lagers 40 kann eine
umgrenzte Gießoberfläche zum
Erleichtern des Ausgießens
des Inhalts der Sammelröhre 100 umfassen.
Das Lager 40 kann eine im Wesentlichen sphärische äußere Form
aufweisen. Alternativ dazu kann das Lager 40 gegenüberliegende
planare Seiten 46a und 46b auf seinen äußeren Oberflächen aufweisen.
Solche gegenüberliegenden
planaren Seiten 46a und 46b ermöglichen
eine leichte Herstellung des Verschlusses 10 und geben
Mittel zum Ausrichten des Verschlusses 10 mit einem spezifischen Bezugspunkt
während
des Zusammenbaus oder für die
Ausrichtung mit einer Anzahl an Verschlüssen 10 während der
Verwendung in Gerätschaften,
wie bspw. Lagerständern,
Karussells usw, an.
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Das
Lager 40 umfasst des Weiteren eine die Kugel aufnehmende
innere Oberfläche 41 zum
passgenauen Aneinandergreifen mit der äußeren Oberfläche der
Kugel 20. Die Kugel 20 passt in das Lager 40, wobei
ein Kontakt zwischen der äußeren Oberfläche der
Kugel 20 und dem Umfang des ersten offenen Endes 43 des
Lagers 40 besteht, um am ersten offenen Ende 43 einen
Eingriff zwischen der Kugel 20 und dem Lager 40 zu
erzeugen. Darüber
hinaus, wie detailliert in 9 gezeigt,
umfasst das Lager 40 einen ringförmigen Kugelsitz 45.
Der Kugelsitz 45 kann eine separate Komponente umfassen,
die sich am unteren Abschnitt der inneren Oberfläche 41 befindet, oder
mit dem Lager 40 integral ausgebildet sein, wodurch ein
Sitz für
die Kugel 20 geschaffen wird, wenn der Verschluss 10 zusammengebaut
ist. Der Kugelsitz 45 kann kompressibel und/oder flexibel sein
und ist vorzugsweise aus einem Elastomermaterial hergestellt. Der
Kugelsitz 45 schafft eine Dichtung zwischen der Kugel 20 und
dem Lager 40, wie erörtert.
Um eine zusätzliche
Abdichtung zwischen der Kugel 20 und dem Lager 40 zu
schaffen, können
zusätzliche
Dichtungen in den Verschluss 10 integriert werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann der zylindrische Vorsprung 47 vertikale
Ablasskanäle 47a auf
seiner inneren Oberfläche aufweisen,
wie in 15 gezeigt. Die Kanäle 47a lenken
ein Fluid, bspw. Blut, welches auf der inneren Wand des zylindrischen
Vorsprungs 47 verbleibt, gegen das offene Ende 48 des
Lagers 40 und des Verschlusses 10, wie nachstehend
detaillierter erörtert wird.
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Wie
angedeutet, ist die Kugel 20 in das Lager 40 für eine Drehbewegung
darin eingepasst. Die innere Oberfläche 41 ist eine im
Wesentlichen sphärische
hohle Öffnung,
welche die Form der Kugel 20 aufnimmt. Die innere Oberfläche 41 weist
ein Achslager 50 zum Aufnehmen der Achse 30 der
Kugel 20 auf. Das Achslager 50 kann aus ausgesparten
Hohlräumen 51a und 51b auf
seinen einander diametral entgegengesetzten Seiten bestehen. Solche
gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b sorgen
für einen
passgenauen Eingriff in die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20. Darüber
hinaus können
die gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b abgeschrägte Oberflächen 52a bzw. 52b aufweisen,
um mit entsprechend konstruierten Oberflächen 32a, 32b der
Kugel 20 in Eingriff zu gelangen. Solche abgeschrägten Oberflächen 52a und 52b und entsprechend
konstruierte Oberflächen 32a und 32b sind
nicht notwendig, sind jedoch speziell nützlich, um Spritzgusstechniken
zur Herstellung des Verschlusses 10 zu erleichtern. Wenn
die Kugel 20 wie beschrieben im Lager 40 aufgenommen
ist, sorgt die Achse 30 für eine Drehbewegung der Kugel 20 um sie
herum innerhalb des Lagers 40. In einer alternativen Ausführungsform,
gemäß der die
Kugel 20 gegenüberliegende
Hohlräume
aufweist, die als Achse 30 wirken, wie vorstehend angemerkt,
kann das Achslager 50 gegenüberliegende Vorsprünge zum passgenauen
Eingriff in solche gegenüberliegende Hohlräume der
Kugel 20 aufweisen.
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Die
gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b des
Lagers 40 können
darüber
hinaus eine flache Kante 53 auf einer Wandoberfläche eines Hohlraums
oder beider Hohlräume
umfassen. Die flache Kante 53 steht in einem Reibungseingriff
mit gegenüberliegenden
Vorsprüngen 31a und 31b der Kugel 20 während der
Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40.
Die flache Kante 53 kann der Bedienungsperson eine positive
Rückkopplung geben,
um zu bewirken, dass die Kugel 20 vollständig in
die Öffnungs- oder Verschlussposition
innerhalb des Lagers 40 gedreht wurde, wie hier detaillierter
erörtert.
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Die
Drehbewegung der Kugel 20 um die Achse 30 kann
manuell dadurch bewirkt werden, dass die Kugel 20 mit extern
zugänglichen
Mitteln für
die Rotation versehen wird, bspw. einem Lappen 22, der sich
von der Oberfläche
der Kugel 20 aus erstreckt. Der Lappen 22 bildet
einen Vorsprung zum Bewirken einer Bewegung der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 durch den Finger oder Daumen einer Bedienungsperson.
Der Lappen 20 kann eine umrissene Gießoberfläche auf seiner Oberfläche aufweisen,
um das Ausgießen
des Inhalts der Sammelröhre 100 zu
erleichtern. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die
Mittel zur Rotation der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 in
Form einer Klappe 22a ausgebildet sein, wie in den 12 und 13 dargestellt.
Die Klappe 22a kann Rippen 26 aufweisen, die einen
Reibungsangriff des Daumens oder Fingers einer Bedienungsperson
an der Klappe 22a ermöglichen.
Während
der Drehbewegung der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 zwischen
der Öffnungs-
und der Verschlussposition steht die Klappe 22a über einen
externen Oberflächenabschnitt
des Lagers 40 hinaus.
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Die
Rotation der Kugel 20 um die Achse 30 führt zur
Ausrichtung des ersten offenen Endes 23 der Kugel 20 mit
dem ersten offenen Ende 43 des Lagers 40 sowie
zur Ausrichtung des zweiten offenen Endes 24 der Kugel 20 mit
dem zweiten offenen Ende 44 des Lagers 40. Somit
wird ein Weg durch den Durchgang 21, der sich durch die
Kugel 20 erstreckt, zwischen der äußeren Umgebung und der oberen
Kammer 115 der Sammelröhre 100 geschaffen.
Somit bewirkt die Rotation der Kugel 20 um die Achse 30 eine
Bewegung der Kugel 20 zwischen der Öffnungsposition, wenn der Durchgang 21 mit
dem Inneren der Sammelröhre 100 durch
die Ausrichtung der ersten offenen Enden 23 und 43 und
der zweiten offenen Enden 23 und 44 (in den 1, 5 und 6 gezeigt)
ausgerichtet ist, und der Verschlussposition, wenn der Durchgang 21 nicht
mit dem Inneren der Sammelröhre 100 ausgerichtet
ist, da die ersten offenen Enden 23 und 43 und
die zweiten offenen Enden 23 und 44 nicht miteinander
ausgerichtet sind (siehe 2, 7 und 8).
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Die
Kugel 20 ist so konstruiert und innerhalb des Lagers 40 positioniert,
dass eine die Umgebung berührende
Oberfläche 27 und
eine gegenüberliegende
flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 definiert
werden. Wenn sich der Verschluss 10 in der Verschlussposition
befindet, ist die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 der äußeren Umgebung ausgesetzt,
während
die flüssigkeitskontaktierende Oberfläche 29 dem
Inneren der Sammelröhre 100 ausgesetzt
ist, d. h. der oberen Kammer 115. Wenn der Verschluss 10 in
der Öffnungsposition
ist, sind die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 und die flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 innerhalb der
sphärischen
hohlen Öffnung
des Lagers 40 positioniert, welche die innere Oberfläche 41 bildet.
In bevorzugten Ausführungsformen
umfasst die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 Mittel zum Identifizieren,
ob sich die Kugel 20 in der Verschlussposition befindet.
Derartige Identifizierungsmittel können Indices umfassen, die
zwischen der Öffnungsposition
und der Verschlussposition unterscheiden lassen. Bspw. kann die
die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 eine Markierung
oder einen Text aufweisen oder kann eine Farbkodierung beinhalten,
welche anzeigt, dass die Kugel in der Verschlussposition ist.
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Alternativ
dazu umfassen solche Mittel zum Identifizieren, ob die Kugel 20 in
der Verschlussposition ist, den Einbau eines den Anschlag anzeigenden Elements
auf der inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40 zum Angriff an die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27,
wenn die Kugel 20 in die Verschlussposition gedreht wird.
Bspw. kann die innere Oberfläche 41 des
Lagers 40 eine Vertiefung 42 an einer Position
benachbart dem ersten offenen Ende 43 des Lagers 40 aufweisen.
Die Vertiefung 42 kann einen kleinen Vorsprung beinhalten,
der sich von der inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40 aus erstreckt. Wie hier detaillierter erörtert werden
wird, schafft die Vertiefung 42 ein hörbares und fühlbares "Klick-Einrastsignal" für die Bedienungsperson,
wenn die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 der Kugel 20 darüber hinweggeht,
wodurch angezeigt wird, dass die Kugel 20 vollständig in
die Verschlussposition gedreht wurde. Alternativ dazu kann die Vertiefung 42 einen
Vorsprung 42a aufweisen, der sich entlang der Länge der
inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40 erstreckt, wie in 17 gezeigt.
Ein solcher Vorsprung 42a gibt einer Bedienungsperson ein
hörbares
und fühlbares "Klick-Einrastsignal", um anzuzeigen,
dass die Kugel 20 vollständig sowohl in die Öffnungs-
als auch in die Verschlussposition gedreht wurde, wie erörtert werden
wird.
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Wie
vorstehend angegeben, ist die Achse 30 der Kugel 20 durch
gegenüberliegende
Vorsprünge 31a und 31b definiert,
und das Achslager 50 des Lagers 40 ist durch gegenüberliegende
Hohlräume 51a und 51b definiert.
Wenn der Verschluss 10 zusammengebaut ist, ist die Achse 30 im
Achslager 50 aufgenommen, d. h. die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b werden
innerhalb der gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b getragen.
Um eine unsymmetrische Rotation der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 zu bewirken, sind die Achse 30 und
das Achslager 50 parallel und exzentrisch in Bezug aufeinander.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die Exzentrizität
der Achse 30 und des Achslagers 50 vorzugsweise
durch Verschieben der Achse 30 in Bezug auf die wahre Achse
der Kugel 20 bewirkt. Wie in 10 gezeigt,
stellt die wahre Achse X die tatsächliche gemeinsame Achse des Verschlusses 10,
welche durch die Sphärengestalt der
Kugel 20 definiert ist, und die sphärsche hohle Öffnung,
die durch die innere Oberfläche 41 des
Lagers 40 definiert ist, dar. Die wahre Achse X ist im Wesentlichen
senkrecht und transversal zum Durchgang 21 der Kugel 20.
Bei einer solchen bevorzugten Ausführungsform ist das Achslager 50,
das durch die gegenüberliegenden
Hohlräume 51 und 51b des
Lagers 40 definiert ist, mit der wahren Achse X ausgerichtet.
Die Achse 30, die durch die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 definiert ist, kann entlang einer gegebenen exzentrischen Achse
X' liegen, die ebenfalls im
Wesentlichen senkrecht und transversal zum Durchgang 21 ist,
die jedoch so positioniert ist, dass sie gegenüber der wahren Achse X exzentrisch
oder versetzt ist. Mit anderen Worten sind die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b nicht
direkt entlang der wahren Achse X der Kugel 20 ausgerichetet,
sondern sind gegenüber dieser
leicht versetzt, wodurch die Achse 30 geringfügig exzentrisch
zur wahren Achse X gemacht ist. Die Ausrichtung der Achse 30 mit
dem Achslager 50 durch die gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20, welche in die gegenüberliegenden Hohlräume 51a und 51b des
Lagers 40 passen, richtet die Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 aus, wobei die Kugel 20 geringfügig gegen
den inneren Hohlraum 41 des Lagers 40 versetzt
ist. Die Exzentrizität der
Achse 30 sorgt für
eine nicht symmetrische Rotation der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 zwischen der Öffnungs- und der Verschlussposition.
Im Wesentlichen führt
die Rotation der Kugel 20 um die Achse 30 zu einem
nockenförmigen
Eingriff der gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b in
die gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b,
und zwar aufgrund der Ausrichtung der Achse 30 mit der exzentrischen
Achse X'. Eine solche
exzentrische Positionierung der Achse 30 drängt die
Kugel 20 in den Kugelsitz 45, um eine flüssigkeitsdichte
Ablichtung am Kugelsitz 45 zu schaffen, insbesondere, wenn
die Kugel 20 sich in der Verschlussposition befindet, und
unterstützt
des Weiteren das Verhindern der Übertragung
von Schmutzstoffen zwischen der äußeren Umgebung
und dem Inneren der Sammelröhre 100,
wie hier detaillierter erörtert
wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die Exzentrizität der Achse 30 und des
Achslagers 50 durch Verschieben des Achslagers 50 in
Bezug auf die wahre Achse X erfolgen. Wie in 11 gezeigt,
kann das Achslager 50, das durch die gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b des
Lagers 40 definiert ist, entlang einer gegebenen exzentrischen
Achse Y' liegen,
welche ebenfalls im Wesentlichen senkrecht und transversal zum Durchgang 21 der
Kugel 20 ist, die jedoch so positioniert ist, dass sie
exzentrisch oder gegen die wahre Achse X versetzt ist. Mit anderen
Worten sind die gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b nicht
direkt entlang der wahren Achse X ausgerichtet, sondern geringfügig gegenüber dieser
verschoben, wodurch das Achslager 50 in Bezug auf die wahre
Achse X leicht exzentrisch ist. In einer solchen Ausführungsform
kann die Achse 30 mit der wahren Achse X ausgerichtet sein,
da die Exzentrizität
des Achslagers 50 eine unsymmetrische Rotation der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 zwischen der offenen und der geschlossenen
Stellung sorgt, und zwar auf ähnliche
Weise wie in der bevorzugten Ausführungsform.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch vorgesehen, dass sowohl die Achse 30 als
auch das Achslager 50 gegenüber der wahren Achse X versetzt
oder zu dieser exzentrisch sein können. In einer solchen Ausführungsform
dürfen
jedoch die Achse 30 und das Achslager 50 nicht
miteinander ausgerichtet sein, sondern müssen stattdessen zueinander exzentrisch
sein, damit für
eine unsymmetrische Rotation der Kugel 20 innerhalb des
Lagers 40 zwischen der Öffnungs-
und der Verschlussposition gesorgt ist.
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Die 5 und 6 zeigen
Vorder- und Seitenansichten des Verschlusses 10 der Erfindung
in offener Position im Querschnitt, und die 7 und 8 zeigen
Vorder- und Seitenansichten in der geschlossenen Position im Querschnitt.
Wie aus 6 ersichtlich wird, ist, da
die Achse 30 und das Achslager 50 zueinander exzentrisch
sind, die Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 leicht
versetzt positioniert, wenn sich der Verschluss 10 in der Öffnungsposition befindet,
und zwar aufgrund der gegenüberliegenden Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20, die mit den gegenüberliegenden Hohlräumen 51a und 51b im Lager 40 versetzt
ausgerichtet sind. Während
die Kugel 20 auf dem Kugelsitz 45 des Lagers 40 in
der offenen Position flüssigkeitsdicht
abdichtend sitzt, wird eine minimale Kraft in Longditudinalrichtung
auf die Kugel 20 ausgeübt.
Dies sorgt für
eine leichte Rotationsbewegung der Kugel 20 um die Achse 30,
während
eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung aufrechterhalten wird, um zu verhindern, dass Blut oder
ein anderes Fluid, das in der Sammelröhre 100 enthalten ist, über den
Kugelsitz 45 hinaus geht.
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Darüber hinaus
sind, wie vorstehend angemerkt, wenn der Verschluss 10 in
der Öffnungsposition
ist, die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 und die flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 innerhalb
der sphärenförmigen hohlen Öffnung des Lagers 40 positioniert,
welches die innere Oberfläche 41 bildet.
Wie in 5 gezeigt, führt
die versetzte Positionierung der Kugel 20 innerhalb des
Lagers 40 zu einem Spalt oder einem ringförmigen Zwischenraum 39 zwischen
der flüssigkeitskontaktierenden
Oberfläche 29 der
Kugel 20 und der inneren Oberfläche 41 des Lagers 40,
wenn der Verschluss 10 in der Öffnungsposition ist. Ein solcher
ringförmiger
Zwischenraum 39 sorgt für
eine einfache Rotationsbewegung der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 und verhindert die Übertragung der Verschmutzung
von Blut oder einer anderen Probe durch Kontakt zwischen der flüssigkeitskontaktierenden
Oberfläche 39 und
der Innenoberfläche 41.
Darüber
hinaus ist die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 vorzugsweise gegenüber der
im Wesentlichen sphärischen
Form der Kugel 20 als Ausnehmung ausgebildet, so dass, wenn
sich der Verschluss 10 in der Öffnungsposition befindet, ein
ringförmiger
Zwischenraum 37 zwischen der die Umgebung kontaktierenden
Oberfläche 27 und
der inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40 vorhanden ist, wodurch sie berührungslos
gehalten werden. Diese Berührungslosigkeit
verhindert eine Verschmutzung zwischen der die Umwelt berührenden
Oberfläche 27 und
der inneren Oberfläche 41.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann der Verschluss 10 einen Sperrmechanismus
zum Verhindern einer Rotationsbewegung der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 aufweisen, bspw. einen Bügel, einen Riemen, eine Leiste
oder dergleichen, um die Kugel 20 während des Transports oder der
Lagerung in der Verschlussposition oder während der Verwendung in der Öffnungsposition
zu sichern. Ein solcher Sperrmechanismus liegt vorzugsweise in Form
eines Bügels 60 vor,
wie in 14 gezeigt. Der Bügel 60 umfasst
drei Arme 62, die gleichmäßig voneinander beabstandet
sind. Die Arme 62 überlappen
den Verschluss 10, wobei der Lappen 22 der Kugel 20 in
den Raum zwischen zwei benachbarten Armen 62 passt. Ein
solcher Bügel 60 stellt
einen effektiven, jedoch einfachen Mechanismus zum Verriegeln des
Verschlusses 10 in seiner Position dar.
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Bei
der Verwendung ist der Verschluss 10 einschließlich der
Kugel 20, die im Lager 40 eingepasst ist, für den Eingriff
am offenen Ende 110 der Sammelröhre 100 ausgelegt.
Der Bügel 60 wird
vom Verschluss 10 entfernt, um eine Rotationsbewegung der
Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 zu ermöglichen.
Die Rotationsbewegung der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 um
die Achse 30 bewirkt das Öffnen und Schließen des
Verschlusses 10. Wenn bpsw. der Verschluss 10 in
der Verschlussposition ist, wie in den 2, 7 und 8 gezeigt,
ist die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 innerhalb eines
ersten offenen Endes 43 des Lagers 40 positioniert,
und ist der äußeren Umgebung
ausgesetzt, während
die flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 der
Kugel 20 für
das Freiliegen gegen die obere Kammer 115 der Sammelröhre 100 positioniert
ist. Die äußere Oberfläche der
Kugel 20 berührt
den Kugelsitz 45 in abdichtendem Eingriff, wodurch verhindert
wird, dass Fluid innerhalb der Sammelröhre 100 über den
Kugelsitz 45 hinaus tritt und zwischen die Kugel 20 und
das Lager 40 gelangt. Ein Finger der Bedienungsperson greift
am Lappen 22 der Kugel 20 an und übt auf den
Lappen 22 einen Druck in Richtung der die Umwelt berührenden
Oberfäche 27 aus. Ein
solcher Druck überträgt eine
Kraft um die Achse 30 auf die Kugel 20, wodurch
bewirkt wird, dass die Kugel 20 um die Achse 30 innerhalb
des Lagers 40 rotiert. Diese Rotationsbewegung bewirkt,
dass die flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 am
Kugelsitz 45 angreift, und die kontinuierliche Rotationsbewegung
der Kugel 20 sorgt für
eine Wischbewegung zwischen dem Kugelsitz 45 und der flüssigkeitskontaktierenden
Oberfläche 29.
Dementsprechend wird jegliches Blut oder andere Schmutzstoffe, die
auf der flüssigkeitskontaktierenden
Oberfläche 29 vorhanden
sind, von deren Oberfläche
durch den Kugelsitz 45 abgewischt. Darüber hinaus leiten Kanäle 47a in der
inneren Oberfläche
des zylindrischen Vorsprungs 47 solches Blut oder andere
Schmutzstoffe vom Kugelsitz 45 gegen das offene Ende 44 und
zurück
in die obere Kammer 115.
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Eine
komplette Rotation der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 wird
durch Bewegens des Lappens 22 vollständig über das erste offene Ende 43 des
Lagers 40 verwirklicht, wobei der Lappen 22 auf dem
Umfang des ersten offenen Endes 43 aufliegt. Während dieser
Rotation greifen die gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der
Kugel 20 in gegenüberliegende
Hohlräume 51a und 51b des
Lagers 40 aufgrund der Exzentrizität der Achse 30 nockenartig
ein, wodurch die Kugel 20 longditudinal innerhalb des Lagers 40 leicht
angehoben wird. Diese longditudinale Anhebung bewirkt, dass die
Kugel 20 leicht aus dem Kugelsitz 45 angehoben
wird. Da der Kugelsitz 45 flexibel ist, biegt sich der
Kugelsitz 45 mit der Longditudinalbewegung der Kugel 20,
wodurch der Kontakt zwischen dem Kugelsitz 45 und der Kugel 20 aufrechterhalten
wird, um eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung beizubehalten. Nach der kompletten Rotation der Kugel 20 innerhalb
des Lagers 40 bewirkt die Exzentrizität der Achse 30, dass die
flüssigkeitskontaktierende
Oberfläche 29 zu
einer Position innerhalb des Lagers 40 berührungslos
mit der inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40 gedreht wird, wobei sie von der letzteren durch
den ringförmigen
Raum 39 getrennt ist. Auf ähnliche Weise bewirkt die Ausgestaltung
der die Umgebung berührenden Oberfläche 27 als
Ausnehmung in Bezug auf die gesamte Spärenform der Kugel 20,
dass die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 zu einer Position innerhalb
des Lagers 40 ohne Berührung
mit der inneren Oberfläche 41 des
Lagers 40, von der sie durch einen ringförmigen Raum 37 getrennt
ist, gedreht wird.
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Eine
solche komplette Rotation der Kugel 20 innerhalb des Lagers 40 durch
Bewegung des Lappens 22 vollständig über das erste offene Ende 43 des
Lagers 40 führt
dazu, dass der Verschluss 10 in seine Öffnungsposition gedreht wird.
Da die die Umgebung berührende
Oberfläche 27 in
Bezug auf die gesamte Sphäre,
welche die Form der Kugel 20 definiert, als Ausnehmung
ausgebildet ist, berührt
sie nicht die innere Oberfläche 41 des
Lagers 40 während
eines solchen Laufs. Wenn jedoch die Kugel 20 in die voll-ständig geöffnete Position
gedreht wird, tritt eine Kante der die Umgebung kontaktierenden
Oberfläche 27,
welche den Übergang
zwischen der Gesamtsphärenform
der Kugel 20 und dem Ausnehmungsabschnitt der die Umgebung
kontaktierenden Oberfäche 27 bildet, über den
Vorsprung 42a der Vertiefung 42, wodurch ein hörbares und
fühlbares "Klick-Anschlagsignal" für die Bedienungsperson
geschaffen wird, wodurch eine Anzeige gegeben wird, dass die Kugel 20 vollständig innerhalb
des Lagers 40 zur Öffnungsposition
gedreht wurde.
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Diese Öffnungsposition
bewirkt die Ausrichtung des ersten offenen Endes 23 der
Kugel 20 mit dem ersten offenen Ende 43 des Lagers 30 sowie
die Ausrichtung des zweiten offenen Endes 24 der Kugel 20 mit
dem zweiten offenen Ende 44 des Lagers 40, was
dazu führt,
dass sich der Durchgang 21 durch die Kugel 20 zwischen
der äußeren Umgebung
und der oberen Kammer 115 der Sammelröhre 100 erstreckt.
Diese Ausrichtung schafft einen Pfad für den Einschub einer Prüfspitze
oder zum Ausgießen
von Fluiden, die in der oberen Kammer 115 enthalten sind,
direkt über
den Durchgang 21.
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Nach
einem solchen Gebrauch kann der Verschluss 10 durch Ausüben eines
Druckes auf den Lappen 22 in eine dem offenen Verschluss 10 entgegengesetzte
Richtung, d. h. in Richtung gegen den Durchgang 21 der
Kugel 22, zurückgeführt werden. Ein
solcher Druck übt
eine Kraft auf die Kugel 20 um die Achse 30 herum
auf ähnliche
Weise wie während des Öffnens des
Verschlusses 10 aus, wodurch bewirkt wird, dass die Kugel 20 um
die Achse 30 innerhalb des Lagers 40 in eine Richtung
rotiert, die derjenigen gegenüberliegt,
die zum Öffnen
des Verschlusses 10 eingesetzt wurde. Diese Rotationsbewegung bewirkt,
dass die flüssigkeitskontaktierende
Oberfäche 29 zurück über den
Kugelsitz 45 in ihre Originalposition wandert, wo sie der
oberen Kammer 115 einer Sammelröhre 100 ausgesetzt
ist. Nach einer solchen Rotation zwingt der nockenartige Eingriff
der gegenüberliegenden
Vorsprünge 31a und 31b der Kugel 20 und
der gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b des
Lagers 40 die äußere Oberfläche der Kugel
bei der flüssigkeitskontaktierenden
Oberfläche 29 longditudinal
nach unten, wodurch bewirkt wird, dass sich der Kugelsitz 45 biegt
und eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen der Kugel 20 und dem Lager 40 am
Kugelsitz 45 gewährleistet.
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Darüber hinaus
bewirkt eine solche Drehbewegung, dass die die Umwelt kontaktierende
Oberfläche 27 zurück über den
Umfang des ersten offenen Endes 43 des Lagers 40 in
ihre Originalposition wandert, wo sie der äußeren Umgebung ausgesetzt ist.
Da die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 in Bezug auf
die gesamte Sphäre,
welche die Form der Kugel 20 definiert, als Ausnehmung
ausgebildet ist, kontaktiert sie nicht die innere Oberfläche 41 des
Lagers 40 während
eines solchen Laufs. Wenn jedoch die die Umgebung kontaktierende Oberfläche 27 zur
ihrer Originalposition zurückkehrt, kontaktiert
eine Kante der die Umgebung kontaktierenden Oberfläche 27,
welche den Übergang
zwischen der Gesamtspärenform
der Kugel 20 und dem Ausnehmungsabschnitt der die Umgebung
kontaktierenden Oberfläche 27 definiert,
die Vertiefung 42, wenn sie darüber läuft. Eine solche Kontaktierung
bewirkt ein hörbares
und fühlbares "Klick-Anschlagsignal" für die Bedienungsperson,
wodurch eine Anzeige gegeben wird, dass die Kugel 20 vollständig innerhalb
des Lagers 40 zur Verschlussposition gedreht wurde.
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Sobald
darüber
hinaus die Kugel 20 vollständig innerhalb des Lagers 40 zur
Verschlussposition gedreht worden ist, wobei die die Umgebung kontaktierende
Oberfläche 27 der
Kugel 20 über
die Vertiefung 42 hinweg gedreht wurde, gelangt die flache Kante 53 der
gegenüberliegenden
Hohlräume 51a und 51b im
Lager 40 in Reibungseingriff mit den gegenüberliegenden
Vorsprüngen 31a und 31b der
Kugel 20. Ein solcher Eingriff übt eine weitere Longditudinalkraft
auf die Kugel 20 in Longitudinalrichtung innerhalb des
Lagers 40 aus, wodurch die Kugel 20 weiter auf
den Kugelsitz 45 gedrückt
wird. Eine solche Longitudinalkraft gibt der Bedienungsperson eine
positive Rückkopplungs,
dass die Kugel 20 vollständig mittels eines zusätzlichen
höhrbaren
und fühlbaren "Klick-Anschlagsignals" zur Verschlussposition
gedreht wurde, und gewährleistet
weiter, dass eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen der Kugel 20 und dem Lager 40 am
Kugelsitz 45 aufrechterhalten wird.
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Die
Kugel 20 und das Lager 40 können aus jedem bekannten Material
hergestellt sein, das für solche
Zwecke einsetzbar ist. Vorzugsweise sind sowohl die Kugel 20 als
auch das Lager 40 aus Thermoplastmaterialien hergestellt.
Besonders bevorzugt wird ein elastomerartiges Material für das Lager 40, wobei
die Kugel 20 aus einem steiferen Material hergestellt ist.
Am besten ist das Lager 40 aus Polyethylen oder einem thermoplastischen
Elastomer (TPE) hergestellt, und die Kugel 20 ist aus Polystyrol
oder Polypropylen hergestellt. Solche Materialien ermöglichen
es, dass die Kugel 20 während
des Zusammenbaus des Verschlusses 10 unter Druck in das
Lager 40 über
das offene Ende 43 eingeschoben wird.
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Die
Kugel 20 und das Lager 40 können unter Einsatz verschiedener
Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Kugel 20 und
das Lager 40 separat durch Gießverfahren, bspw. Spritzguss,
hergestellt und dann zusammengebaut, um den Verschluss 10 auszubilden.
Alternativ dazu können
die Kugel 20 und das Lager 40 unter Verwendung
eines "Zweischuss"-Gussverfahrens hergestellt
werden, wobei die Kugel 20 zunächst gegossen wird und das Lager 40 anschließend direkt
darüber
gegossen wird. Verschiedene andere Gieß- und Herstellungsmethoden
sind möglich.
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Der
erfindungsgemäße Verschluss
schafft eine Anzahl von Verbesserungen gegenüber Verschlüssen und Techniken des Standes
der Technik. Insbesondere minimiert der erfindungsgemäße Verschluss
das Verschütten
von flüssigen
Proben, die in einem Sammelbehälter
enthalten sind. Zusätzlich
besteht keine Notwendigkeit, den Verschluss zu entfernen, um zum
inneren Bereich des Sammelbehälters Zugang
zu erhalten. Der Verschluss kann jedoch, falls gewünscht, vom
Sammelbehälter
entfernt werden. Obwohl der Verschluss fest am Sammelbehälter angebracht
werden kann, kann er dennoch unabhängig vom Behälter rotieren,
ohne entfernt werden zu müssen.
Die Verwendung eines solchen integrierten Verschlusses ermöglicht für die Techniker
eine erleichterte Handhabung mit einem geringeren Risiko der Kontamination,
da eine geringere Tendenz besteht, den Sammelbehälter offen zu lassen, weil
das Öffnen
und Verschließen
des Behälters
leicht mit einer einzigen Hand erfolgen kann.
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Verschiedene
andere Modifikationen bezüglich
der vorstehend offenbarten Ausführungsformen sind
für den
Fachmann nun offensichtlich. So sind die speziell beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen
veranschaulichend und nicht beschränkend. Der wahre Schutzbereich
der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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An
bestimmten Punkten dieser Beschreibung soll der Ausdruck "exzentrisch" im Sinne von "versetzt" verstanden werden.
Wenn darüber
hinaus angegeben wird, dass das Achslager des Lagers und die Achse
der Kugel parallel und exzentrisch zueinander sind, soll dies heißen, dass
das Achslager des Lagers von der Hauptachse (zentralen Achse) des Lagers
entfernt liegt und/oder die Achse der Kugel von der Hauptachse (zentralen
Achse) der Kugel entfernt liegt.