DE2029737A1 - Laborgerat - Google Patents

Description

• Laborgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Laborgerät, insbesondere aus Glas, mit Anschlußnippeln für Wasser, Gase o. dgl., die mit dem Körper des Laborgerätes einstückig verbunden sind.
• Ublicherweise haben derartige Laborgeräte Anschlußnippel, die auch als "Oliven" bezeichnet werden und aus einem Glasrohr bestehen, in das umlaufende Erhöhungen bzw. Vertiefungen eingearbeitet sind. Auf diese "Oliven" werden die Anschlußschläuche aufgesteckt und, falls die Anschlüsse mit Druck belastet sind, mit einer Schlauchschelle festgespannt.
• Diese bekannten Anschlüsse sind außerordentlich nachteilig.
• Das Aufstecken der Schläuche muß häufig unter einem sehr hohen Druck geschehen, so daß die Laborgeräte, die meist aus Glas bestehe bruchgefährdet sind. Bei der Benutzung von Schlauchschellen kann ein zu starkes Anziehen der Schelle ebenfalls zu Bruch führen. Ferner dauert es sehr lange, bis ein dichter Anschluß hergestellt ist Besonders nachteilig ist das Lösen des Anschlusses. Die auf die Oliveii gesteckten Schläuche kleben dort meist fest, so daß sie nur schlecht abgezogen werden könnens Auch bei diesem Vorgang ist das Laborgerät bruchgefährdet. Häufig muß der Schlauch vor der Olive abgaschnitten und das auf der Olive verbleibende Ende muhsam "abgeschält" werden, wobei häufig für die Dichtheit eines späteren Anschlusses störende Reste zunickbleiben.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein Laborgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das einen leichten, bequemen und schnellen Anschluß an seine Zu- und Ableitungen ermöglicht, sowie die Bruchgefahr für das teure Laborgerät auf ein ttnimum herabsetzt.
• Diese Mifgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anschlußnippel zum Anschluß von an sich bekannten Schnellschlußkupplungen ausgebildet sind, die im wesentlich aus Itunststoff bestehen, einen Schlauchanschluß und ein Außenteil mit Durchbrüchen besitzen, in die Einlege körper eingesetzt sind, die sich im eingekuppelten Zustand an einer äußeren, relativ zum Außenteil bewegbareii Hülse abstützen, eine prismatische Ausbildung mit einer Einlauf-und einer Abstützschräge haben und durch Relativbewegung der Hülse zum Auskuppeln freigegeben werden und daß der Anschlußnippel in an sich bekannter Weise drei in Richtung auf sein freies Ende zu abnehmende Durchmesserstufen auf weist, an deren kleinster eine umlaufende Nut angeordnet ist, in die ein Rundschnurdichtring (O-Ring) einlegbar ist, deren etwas größere zweite Durchmesserstufe die Begrenzung einer umlaufenden Aussparung bildet, in die die Einlege körper eindringen und sich an einer Schrägfläche zur Aufnahme des Axialdruckes abstützen und deren dritte, größte Durchmesserstufe im eingekuppelten Zustand mit einem entsprechend im Durchmesser angepaßten Abschnitt des Außenteils zur unmittelbaren Aufnahme von auf die Kupplung wirkenden Querkräften zusammenwirkt.
• Es hat sich herausgestellt, daß erstaunlicherweise diese Steckkupplungen die Bruchgefahr, wie man glauben sollte, nicht etwa erhöhen, sondern im Gegenteil erheblich vermindern. Die gute und spielfreie Führung des Nippels in dem Außenteil der Kupplung gibt keine Ansatzmöglichkeiten für Bruch. Durch die Dreistufigkeit des Nippels ist die Einführbarkeit des Nippels in die Kupplung bzw. umgekehrt außerordentlich gUto Es hat sich auch herausgestellt, daß die Dichtheit trotz der nur kleinen Dichtfläche durch Anlage des O-Ringes am Außenteil ganz ausgezeichnet ist. Vor allem ist die Verbindung Nippel/Eupplung, was im Laborbetireb besonders wichtig ist, vakuumdicht. Die größte Vereinfachung im Laborbetrieb ist die liechte Abnehmbarkeit der Kupplung vom Laborgerät. Dadurch wird die Bruchgefahr ganz besonders herabgesetzt. Während bei der üblichen Verbindung zwischen Schlauch und Olive der Schlauch in den meisten Fällen nach seiner Benutzung auf der Olive festklebte, kann die Kupplung von dem Nippel stets leicht abgezogen werden. Das liegt insbesondere daran, daß der O-Ring nur eine nahezu linienförmige Berührung mit der Kupplung eingeht. Durch geeignete Behandlung des O-Ringes (z. B. Teflonierung) kann erreicht werden, daß keinerlei Festsetzung auftritt.
• Vorzugsweise besitzt das außenteil Durchmesserstufen, die den Druchmesserstufen des Anschlußnippels derart angepaßt sind, daß im eingekuppelten Zustand die drei Durchmesserstufen des Anschlußnippels an entsprechenden Durchmesserstufen des Außenteils zur Querkraftübertragung anliegen.
• Dieses Merkmal trägt wesentlich zu einem festen, im wesentlichen spielfreien Sitz der Kupplung auf dem Nippel bei.
• Insbesondere wenn eine im folgenden noch beschriebene Kupplung verwendet wird, deren Einkuppeln ohne Betätigung der Hülse erfolgen kann, ist es vorteilhaft, wenn die zweite Durchmesserstufe über eine Schräge mit der ersten Durchmesserstufe verbunden ist. Diese wirkt dann mit der Einlaufschräge am Einlegekörper zusammen und ermöglicht ein leichtes Einkuppeln.
• Bei der bevorzugten Herstellung des Anschlußnippels aus Glas kann dieser gesondert hergestellt und durch Schweißung mit dem Laborgerät verbunden sein. Eine solche Schweißung bzw. Anschmelzung ist einfach durchzuführen, und der Nippel kann mit größter Genauigkeit in besonders dafür eingerichteten Maschinen bergestellt werden.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Laborgerätes mit dem Anschlußnippel nach der Erfindung und Fig. 2 ein Detail des Laborgerätes mit aufgesteckter Kupplung und Schlauch.
• In Fig. 1 ist eine übliche Saugflasche 11 aus Glas dargestellt, die einen Anschlußstutzen 12 besitzt, an dem sich ein Anschlußnippel 13, der im folgenden noch näher erlAutert wird, befindet.
• In mg, 2 ist das Detail um den Anschlußstutzen und -nippel vergrößert und im Schnitt dargestellt0 Der Nippel 13 ist gesondert hergestellt und an dem Anschlußstutzen 12 angeschmolzen bzw. angeschweißt. Der Nippel besitzt im wesentlichen drei Durchmesserßtufen. Die an seinem freien Ende 14 liegende Stufe 15 mit kleinstem Durchmesser besitzt eine Nut 16, in die ein Rundschnurdichtring bzw. O-Ring 17 eingelegt ist. Der Rundschnurdichtring besteht aus einem gegen die verwendeten Flüssigkeiten bzw. Gase beständigen Material und ist vorzugsweise auf seiner Außenoberfläche mit einem dünnen Teflonüberzug versehen, um seine Gleiteigenschaften zu verbessern und ein Anhaften an der Supplung zu vermeiden.
• An die erste Stufe schließt sich eine Schräge 18 an, deren höchster Punkt 19 die zweite, etwas größere Durchmesserstulpe bildet. Zwischen der zweiten Stufe 19 und einer daran anschließenden umlaufenden Aussparung 21 ist eine Abstützschräge 20 ausgebildet.
• Aus der Aussparung 21 erhebt sich ebenfalls mit einer Schräge die dritte, größte Durchmesserstufe 22, die an ihrer höchsten Erhebung einen schmalen zylindrischen Abschnitt hat und dann mit einer Schräge 23 wieder auf den Rohrdurchmesser abfällt, der in etwa dem Durchmesser der ersten Stufe 15 entspricht.
• Auf den Anschlußnippel 13 ist eine Schnellschluß-6te¢kkupplung 25 aufgesteckt. Die Kupplung 25 besitzt ein Außenteil 26 mit einer inneren Ö Öffnung 27. Die innere Öffnung 27 ist in dem mit dem Nippel 13 zusammenwirkenden Bereich dessen Stufen 15, 19 und 22 angepaßt, d. h. bei eingestecktem Nippel 13 liegen die Stufen 15, 19 und 22 mit relativ geringem Spiel an entsprechenden innenzylindrischen Teilen der Bohrung 27 an.
• In dem Außenteil 26 befinden sich Durchbrüche 28, in die Einlegekörper 29 eingelegt sind. Die wie fast alle Teile der Kupplung aus Kunststoff bestehenden Einlegekörper sind in Umfangsrichtung prismatisch und haben folgende Grundfläche: Durch den Durchbruch 28 in die Bohrung 27 hinein ragt ein Nockenteil 30, das eine zum Laborgerät hin gewandte relativ flache Einlaufschräge 31 und eine Abstütz-Schräge 32 zur Schlauchseite hin besitzt. An das Nockenteil schließt sich auf der zum Laborgerät hin gelegenen Seite ein Federteil 33 einstückig an, das sich mit seinem freien Ende 34 an einer Hülse 35 abstützt0 An der Steller an der das Federteil 33 mit dem Nockenteil 30 verbunden ist, d. h. auf der äußeren, zum Laborgerät bzw. Kupplungsende hin gelegenen Teil des Einlegekörpers, befindet sich ein Abstützungspunkt 36, uber den sich der Einlegekörper 29 im eingekuppelten Zustand an einer Schließfläche 37 der Hülse 35 abstutzt. Obwohl hier von einem Abstützpunkt die Rede ist, ist es Jedoch ersichtlich, daß infolge der prismatischen AusbiLdung'des Einlegekörpers 29 die Ab stützung im wesentlichen längs einer Linie erfolgt.
• Die mit der Begrenzung der Durchbrüche 28 zusammenwirkenden Flächen des Einlegekörpers 29 sind der nach innen zulaufend schrägen Form angepaßt und so ausgebildet, daß sie ein Ein schwenken des Einlegekörpers 29 um den Abstützpunkt 96 in den Durchbruch hinein ermöglichen.
• Auf dem Auß@nteil 26 ist die bereits erwähnte Hülse 35 um einen bestimmten Winkelbetrag drehbeweglich geführt. Die axiale Festlegung der Hülse 35 erfolgt über eine aus dem Kunststoffmaterial der Hülse heraus geformte Schnappverbindung. Durch eine Feder 38 (das einzige Metallteil der Kupplung ist die Hülse in eine Lage gedrückt, bei der die Schließfläche 37 über dem Abstützungspunkt 36 liegt. Durch Drehung der Hälse entgegen der Kraft der Feder 38 kann eine Ausnehmung 39, die in unterbrochenen Linien angedeutet ist, über den Abstützungspunkt 36 gebracht werden, so daß der Einlegekörper 29 mit seinem Abstützungspunkt 36 zum Entkuppeln in die ausnehmung 39 eindringen kann.
• An die Kupplung 25 ist ein Schlauch 40 druck- und vakuumdicht angeschlossen. Dazu besitzt das Außenteil 26 eine mit ihrem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Schlauches angepaßte innere Hälse 41 und etite äußere Hälse 42. Zwischen den Hülsen 41 und 42 bildet sich eine axial verlaufende Ringausnehmung, in die der Schlauch 40 eingeschoben wird. Auf ein Außengewinde der äußeren Hülse 42 kann ein Spannring 43 aufgeschraubt werden, der eine Spannschräge 44 besitzt.
• Die äußere Hülse besitzt an ihrem Ende einstückig mit ihr verbundene Greifkörper 45, die eine äußere mit der Spann schräge 44 zusammenwirkende Anschrägung und eine innere Zahnung 46 an einem relativ massiven Teil haben, das über einen relativ biegsamen Hals 47 mit der äußeren Hülse 42 verbunden ist. Die Greifkörper 45 sind in nicht dargestellter Weise durch radiale Schlitze voneinander getrennt, so daß die infolge des elastischen Halses 47 einzeln beweglich sind. Es können beispielsweise zwölf einzelne Greifkörper vorgesehen sein.
• Das Kuppeln und Entkuppeln geschieht wie folgt: Um den Schlauch 40 mit der Kupplung 25 zu verbinden, wird dieser bei nicht festgeschraubtem Spannring (in der Fig. 2 nach rechts geschraubt) auf die innere Hülse 41 geschoben.
• Danach wird der spannring 43 in Fig. 2 nach links geschraubt, so daß seine Spannschräge 44 auf die entsprechende Abschrägung der Greifkörper einwirkt und diese wegen ihrer Verbindung über den elastischen Hals 47 mit der Zahnung 46 gegen bzw. in den Schlauch drückt.Dadurch wird der Schlauch druck- und vakuumdicht mit dem Außenteil 26 der Kupplung verbunden. Da zur Drucks und Vakuumdichtheit lediglich eine gute Verbindung zwischen Schlauch 40 und innerer Hülse 41 notwendig ist, können die Greifkörper auch an einem besonderen Einsatzring angebracht sein, ob wohl die einstückige Ausbildung mit der äußeren Hülse Vorteile bietet.
• Das Einkuppeln, d. h. die druck- und vakuumdichte Verbindung, zwischen dem Nippel 13 und der Kupplung 25 geht wie folgt vor sich: Die Kupplung 25 wird mit ihrer Bohrung 27 auf den Nippel 13 aufgeschoben. Dabei ist zu erkennen, daß die Einführung sehr einfach ist, da zuerst die Stufe 15 geringsten Durchmessers in die relativ große Öffnung des Außenteils, die der größten Stufe 22 angepaßt ist, eingeführt wird. Beim weiteren Vorschieben wird dann die Passung immer enger, bis die Kupplung schließlich im eingekuppelten Zustand nahezu spielfrei an dem Nippel 43 anliegt. Es entsteht hier eine Art Trichterwirkung, die ihrer trotzdem in axialer Richtung gewisse Unterschiede zuläßt, dl.e beX rein konischer Ausbildung nicht möglich wären.
• Beim Einkuppeln braucht die Hülse 35 nicht verdreht zu werden, so daß der Abstützpunkt 36 der Einlegekörper 29 (vorzugsweise sind drei Einlegekörper am Umfang gleich mäßig verteilt vorgesehen) an der Schließfläche 37 der Hülse anliegt. Die Sederwirkung des Federteils 33 drückt den Einlegekörper mit seinem Nockenteil 30 durch den Durchbruch 28 in die Bohrung 27 der Kupplung hinein. Bei der Einführung des Nippels (bzw. Aufschieben der Kupplung) wird der Nockenteil 30 des Einlegekörpers 29 infolge seiner Einlaufschräge 31 nach innen gedrückt, wobei der swischen Federteil und Nockenteil entstehende Spalt des Einlegekörpers sich verkleinert. Der Einlegekörper dringt also mit seinem Nockenteil 30 in den Durchbruch ein, wobei im letzten Abschnitt, bei dem die größte Federkraft zu überwinden ist, die Einlaufschräge 31 mit der Schräge 18 am Nippel zusammenwirkt. Die Einfederung des Einlege körpers erfolgt um den Abstützpunkt 36 schwenkend (in Fig.
• 2 entgegen dem Uhrzeigersinn).
• Wenn der Einlegekörper 30 hinter die zweite Stufe 19 gekommen ist, wird er durch die Federkraft des Federteils 33 in die Aussparung 21 hineingedrückt, wobei wiederum eine Schwenkung um den Abstützpunkt 36 erfolgt. Damit ist die Einkupplung erfolgt.
• Gegen axialen zug halten die Einlegekörper die beiden Kupplungshälften, Nippel und Kupplung 25,zusammen. Dabei stützt sich die Äbstützschräge 32 am Einlegekörper gegen die Abstützschrä' 20 am Nippel. Die Kraft wird dann zum Abstützpunkt 36 übertragen, wobei der Nippel an der Schließfläche 37 der Hülse und der zum Nippel hin gelegenen Seitenfläche des Durchbruchs 28 ein Gegenlager findet. Die Abstützschrägen 20 und 32 stehen vorzugsweise senkrecht auf ihrer Verbindung mit dem Abstützpunkt 36. Dadurch kann keine unerwünschte Entkupplung erfolgen.
• Zum Entkuppeln wird die Hülse 35 von Hand entgegen der Kraft der Feder 38 verschwenkt, bis die Ausnehmungen 39 (vorzugsweise für jeden Einlegekörper eine Ausnehmung) über den Abstützpunkt 36 kommen. Damit wird dem Einlegekörper seine Abstützung entzogen, so daß er unter axialem Zug zwischen Kupplung und Nippel mit seinem Einlegekörper in die Ausnehmung einschwenkt. Unterstützend wirkt dabei die Tatsache, daß nunmehr die Abstützschräge 32 unter einem anderen Winkel st@ht, wodurch der Einlegekörper besonders leicht in die Aussparung 28 hineinläuft. Die Kupplung kann somit @@@@ wesentlichen Kraftaufwand von dem Nippel 13 abg@g@g@n werden.
• Obwohl im vorliegenden Falle die Hülse 35 auf dem Außenteil 26 a@ial festgelegt und in Umfangsrichtung, d. h.
• drehend bewegbar ist, kann sie auch in axialer Richtung bewegbar sein, wobei dann die Ausnehmungen 39 nicht in Umfangsrichtung gegenüber der Schließfläche 57 versetzt sind, sondern in axialer Richtung. Fur das Laborgerät ist es Jedoch vorteilhaft, wenn die zum Offnen i\xhrende beweg gung eine Drehbewegung ist, damit nicht durch versehent liches Ziehen an der Hülse die Kupplung gelöst werden kann.
• Als Beispiel für ein Laborgerät war eine Saugflasche aus Glas dargestellt und beschrieben worden. Die Erfindung eignet sich Jedoch auch für alle anderen Arten von Laborgeraten, wie beispielsweise Kühler, Wasserbäder, Exsikkatoren etc.. gie Erfindung ermöglicht einen leichten Auf Ab bzu. Umbau von Laborgeräten bzw. Gruppen von Laborgeräten. Bs ist auch vorteilhaft, daß bei einer Reinigung des Gerätes die Schlauchverbindungen leicht abzunehmen sind.
• Früher wurden wegen der Schwierigkeit des Anschließens häufig die Anschlußschläuche an den Geräten gelassen. Die Anschlußnippel waren bei den üblichen Laborgeräten stets besonders gefährdet. Der relativ massive Anschlußnippel nach der Erfindung neigt nicht so leicht zu Beschädigungen.
• Leichte Beschädigungen machen auch nur wenig aus, da die einzig wichtige Dichtung nur von dem relativ schmalen O-Ring hergestellt wird und die mit diesem zusammenwirkende Dichtfläche geschützt im Inneren der Kupplung liegt. Falls dort eine Beschädigung eintritt, ist die als billiges Massenteil herzustellende Kupplung leicht auszuwechseln.
• Dazu trägt auch der vorteilhafte leichte Schlauchanschluß bei. Es hat sich herausgestellt, daß trotz der festen Verbindung zwischen Nippel und Kupplung viel weniger Beschädigungen an den teueren Laborgeräten auftreten. Insofern macht sich der geringfügige Mehraufwand für die Kupplung mehr als bezahlt.

Claims (6)

A n s p r ü c h e

1. Laborgerät, insbesondere aus Glas mit Anschlußnippeln für Wasser, Gase o. dgl., die mit dem Körper des tabor geräts einstückig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußnippel (13) zum Anschluß von an sich be kannten Schnellschluß-Steckkupplungen (25) ausgebildet sind, die im wesentlichen aus Kunststoff bestehen, einen Schlauchanschluß (41, 42, 43. 44, 45, 46, 47) und ein Außenteil (26) mit Durchbrüchen (28) besitzen, in die Einlegekörper (29) eingesetzt sind, die sich im einige kuppelten Zustand an einer äußeren, relativ zum Außenteil (26) bewegbaren hülse (35) abstützen, eine prismatische Ausbildung mit einer Einlauf- und einer Abstützschräge (31, 32) haben und durch Relativbewegung der Hülse (35) zum Auskuppeln freigegeben werden, und daß der Anschlußnippel (13) in an sich bekannter Weise drei in Richtung auf sein freies Rede (14) zu abnehmende Durchmesserstufen (15, 19, 22) aufweist, an deren kleinster Stufe (-fi5) eine umlaufende Nut (16) angeordnet ist, in die ein Rundschnur-Dichtring (O-Ring) (17) einlegbar ist, deren etwas größe re zweite Durchmesserstufe (19) die Begrenzung einer um laufenden Aussparung (21) bildet, in die die Einlegekörper (29) eindringen und sich an einer Abstützschräge (20) zur Aufnahme des Axialdruckes abstützen und deren dritte, größte Durchmesserstufe (22) im eingekuppelten Zustand mit einem entsprechend im Durchmesser angepaßten Abschnitt des Außenteils (26) zur unmittelbaren Aufnahme von auf die Kupplung (25) wirkenden Quer- bzwO Biegekräften zusammenwirkt.

Laborgerät nach @@@ spruch 1, dad@@ch gekennzeichnet, daß das Außenteil (28) Durchmesserst@@en besitzt, die den Durch@esserstufen (15, 19, 22) des Anschlußnippels (13) derart angepaßt sind, daß im eingekuppelten Zustand die drei Durchmesserstufen des Anschlußnippels (13) an entsprechenden Durchmesserstufen des Außenteils (26) zur Quer- bxwO Biegekraftübertragung anliegen.

30 Laborgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Durchmesserstufe (19) über eine Schräge (18) mit der erste@ Durchmesserstufe (15) verbunden ist.

4. Laborgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Glas bestehende Anschlußnippel (13) gesendert hergestellt und durch Schweißung mit dem Laborgerät (11) verbunden ist.

5. Laborgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Durchmesserstufe (22) einen auf beiden Seiten abgeschrägten umlaufenden Vorsprung bildet.

6. Laborgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellschluß-Steckkupplung (25) Einlegekörper (29) besitzt, die sich mit einem zur Anschlußseite hin gelegenen Abstützungspunkt g36) an der Hülse (35) abstützen und an ihrer anderen Seite durch eine Federkraft (38) nach innen gedrückt sind, und daß die B5lse (35) eine Ausnehmung (39) besitzt, die durch Relativbewegung der Hülse (35) zum Außenteil (26) zumindest über den Abstützungspunkt (36) der Einlegekörper (29) stellbar ist.