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Anschlußnippel für ein Laborgerät Die Erdindung bezieht sich auf
einen Anschlußnippel für ein Laborgerät, insbesondere aus Glas, mit wenigstens einem
Anschlußstutzen für Wasser, Gase oder dergleichen, der mit dem Körper des Laborgerätes
verbunden ist und eine zum Aufschieben eines Schlauches vorgesehene Ausbildung mit
umlaufenden Rillen bzw. Vorsprüngen im 3.reich Beines freien eines besitzt.
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Die üblichen Laborgeräte besitzen derartige Anschlußstutzen, deren
mit abwechselnden Rillen und Vorsprüngen versehenes Erde ala "Olive" beseichnet
wird. Auf diese Oliven werden die Anschlußschläuche aufgesteckt und, falle die Anschlüsse
mit Druck belastet sind, mit einer Schlsuchelle festgespannt. Die bekannten Anschlüsse
sind außerordentlich nachteilig. Das Aufstecken der Schläuche muß häufig mit sehr
viel Kraft geschehen, so daß die Laborgaräte, die meist aus Glas bestehen, bruchgefährdet
sind Bei der Benutzung von Schlauchschellen kann ein zu starkes Anziehen der Schelle
ebenfalls
zum Bruch führen, Es dauert ferner sehr lange, bis ein dichter Anschluß hergestellt
ist. Besonders nachteilig ist das Losen des Schlauches. Die auf die Oliven gesteckten
Schläuche kleben dort, insbesondere unter der Einwirkung von Chemikalien, fest,
so daß sie nur schlecht oder gar nicht abgezogen werden Können. Auch bei diesem
Vorgang ist das Laborgerät bruchgefährdet. Häufig muß der Schlauch von der Olive
abgeschnitten und das auf der Olive verbleibende Ende mühsam 11abgeschält" werden,
wobei häufig störende Reste zurückbleiben, dSe die Dichtheit eines späteren Anschlusses
gefährden.
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Aufgabe derErfindung ist es, einen Anschlußnippel zu schaffen, der
die oben erwähnten Nachteile vermeidet und einen leichten, bequemen und schnellen
Anschluß des Laborgerätes an seine Zu- und Ableitungen ermöglicht, die 3ruchgefahr
für das teure Laborgerät auf ein Minimum herabsetzt und auch an bereits vorhandene
Laborgeräte leicht anschließbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen auf den
Anschlußstutzen schiebbaren Dichtungsring aus weichelastischem Material, einen auf
das freie Ende des Anschlußstutzen schiebbaren Anschlußnippel mit einem Eupplungsabschnitt
und einem eingelegten Rundschnurdichtring zum dichten Anschluß einer an sich bekannten
Schnellschluß-Steckkupplung und mit einem Gewinde, das mit einem Gewinde an einer
den Stutzen umgebenden Schraubbuchse zusammenwirkt, wobei der Dichtring zwischen
Anschlußnippel und ßchraubbuchse durch Anziehen des Gewindes verformbar und gegen
den Anschlußstutzen spannbar ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß erstaunlicherweise die Verwendung
der
Steckkupplungen die Bruchgefahr nicht etwa, wie man glauben sollte, erhöhen, sondern
im Gegenteil erheblich vermindern. Das Kuppeln und Entkuppeln der Schlauchkupplung
mit dem Kupplungsabschnitt des Nippels geht so leicht vor sich, daß das Laborgerät
dabei nicht gefährdet wird. Der Anschlußnippel braucht nur einmal an einem Laborgerät
angebracht zu werden, was infolge seiner o. g. Ausbildung sehr einfach, sicher und
mit guter Dichtheit zu bewerkstelligen ist. Der Auf-, Ab- bzw. Umbau eines Laborgerätes
bzw. einer Einheit von unterschiedlichen Laborgeräten wird durch die Steckkupplungen,
die bereits an den Schlauchenden befestigt sind, wesentlich erleichtert. Es hat
sich auch herausgestellt, daß die Dichtheit trots der nur kleinen Dichtfläche durch
Anlage des 0-Ringes an der Innenfläche der Kupplung ganz ausgezeichnet ist Vor allem
ist die Verbindung Nippel/Kupplung, was im Laborbetrieb besonders wichtig ist, vakuumdicht.
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Der Anschlußnippel und die Schraubbuchse bestehen vorzugsweise aus
Kunststoff. Zwischen ihnen ist der Dichtungsring eingespannt, der wegen seiner Ausbildung
aus weichelastischem Material (beispielsweise Gummi oder Kunststoff) in die Rillender
herkömmlichen Olive eindringt und somit eine nahezu formschlüssige Verbindung herstellt,
die nicht nur dicht, sondern auch ausreichend zugfest ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Anspriichen
und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor, wobei besonders
zu erwähnen ist, daß das Zusammenwirken des Anschlu£nipels mit der im folgenden
näher beschriebenen Schnell schluß-St eckkpplung und ihrem speziellen rt3chlauchanschluß
eine vorteilha£te Eombineti.on btdet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in der
Zeichnungdargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein Laborgerät mit Anschlußstutzen und Anschlußnippel in Seitenansicht
und Fig. 2 ein Detail des Laborgerätes und einen vergrößerten Teilschnitt durch
den Anschlußnippel sowie die daran angeschlossene Schnellschluß-Steckkupplung mit
Schlauch.
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In Fig. 1 ist eine übliche Saugflasche 11 aus Glas dargestellt, die
einen Anschlußstutzen 12 besitzt, an dem ein Anschlußnippel 13, der im folgenden
noch näher erläutert wird, befestigt ist.
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In Fig. 2 ist ein Detail um den Anschlußstutzen und -nippel vergrößert
und im Schnitt dargestellt. Der übliche zum Aufschieben eines Schlauches gedachte
Anschlußstutzen 12 besitzt an seinem freien Ende eine Ausbildung als "Olive" mit
mehreren umlaufenden Vorsprüngen 50 bzw. Rillen 51.
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Die Vorsprünge 50 sind normalerweise sägezahn- bzw. widerhakenartig
ausgebildet, damit sie ein leichteres Aufschieben und ein schwereres Abziehen des
Schlauches bewirken.
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Auf den aus Glas bestehenden Anschlußstutzen 12 ist der Anschlußnippel
13 aufgeschoben. Seine Bohrung 52 besitzt einen abgeschrägten Absatz 53. In dem
zum Laborgerät hin gelegenen größeren Teil der Bohrung ist ein Innengewinde 54 angeordnet.
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In das Innengewinde 54 ist das Außengewinde 55 einer den !\schlußatutzen
12 umgebenden Schraubbuchse schraubbar. Die Schraubbuchse hat an ihren zum Laborgerät
hin gelegenen Endo einen umlaufenden Flansch mit einer äußeren Riffelung
zum
leichteren Ergreifen beim Festschrauben. Die Bohrung 57 der Sohraubbuchse 56 besitzt
an ihrem zum Anschlußnippel hin gelegenen Ende eine sich nach außen erweiternde
Anschrägung 58. In dem zwischen dem erweiterten Teil der Bohrung 52 des Anschlußnippels
13 und dem Anschlußstutzen 12 im Bereich der Vorsprünge und Rillen 50, 51 sich bildendem
Raum ist ein Dichtungsring 59 angeordnet. Der DichtungQ-ring 59 ist in Fig. 2 in
seinem verformten Zustand dargestellt. Er hat jedoch normalerweise die Form eines
Schlauchabschnittes und besteht aus einem weichelastischen Material, beispielsweise
Gummi oder Kunststoff, das gegen die verwendeten Chemikalien beständig sein sollte.
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Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Dichtungsring 59 durch Zusammenschrauben
des Anschlußnippels 13 und der Schraubbuchse 56 so verformt wird, daß er im wesentlichen
den ganzen freibleibenden Raum ausfüllt und vor allem in die Rillen 51 eindringt.
Es ist somit eine sowohl dichte als auch druck- und zugfeste Verbindung zwischen
dem Nippel 13 und dem Anschlußstutzen 12 geschaffen, die sich leicht herstellen
und, wenn erwünscht, auch leicht wieder lösen läßt.
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Die Anschrägung 58 und die Abachrägung des Absatzes 53 tragen dazu
bei, daß die Verbindung gut ist und einen großen Bereich des Anschlußstutzens erfaßt.
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An seinem äußeren Kupplunsabschnittbesitzt der Nippel im wesentlichen
drei Durchmesserstufen. Die an seinem freien Ende 14 liegende Stufe 15 mit kleinstem
Durchmesser besitzt eine Nut 16, in die ein Rundschnurdichtring bzw.
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O-aing 17 eingelegt ist. Der Rundschnurdichtring besteht aus einem
gegen die verwendeten Flüssigkeiten bzw. Gase beständigen Material und ist vorzugsweise
auf seiner Außenoberflächig mit einem dünnen Teflonüberzug versehen, um seine
Gleiteigenschaften
zu verbessern und ein Anhaften an der Kupplung zu vermeiden.
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An die erste Stufe schließt sich eine Schräge 18 an, deren höchster
Punkt 19 die zweite, etwas größere Durchmesserstufe bildet. Zwischen der zweiten
Stufe 19 und einer daran anschließenden umlaufenden Aussparung 21 ist eine Abstützschräge
20 ausgebildet.
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Aus der Aussparung 21 erhebt sich ebenfalls mit einer Schräge bzw.
Ausrundung die dritte, größte Durchmesser stufe 22, die an ihrer höchsten Erhebung
einen zylindrischen Abschnitt hat und dann mit einem Absatz in einen zylindrischen
bzw. leicht konischen Abschnitt 6o mit einer Griffrillung übergeht.
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Auf den Anschlußnippel 13 ist eine Schnellschluß-Steckkupplung 25
aufgesteckt. Die Kupplung 25 besitzt ein Aussenteil 26 mit einer inneren 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 Öffnung 27 an.
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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 Öffnung 27 hinein ragt ein Nockenteil 3o,-das eine
zum Laborgorät hin gewandte relativ flache Einlaufschräge 31 und eine Abstützschräge
32 Schlauchseite hin besitzt. An das Nockenteil
schließt aich auf
der zum Laborgerät hin gelegenen Seite ein Federteil 33 einstückig an, das sich
mit seinem freien Ende 34 an einer Hülse 35 abstützt. An der Stelle, an der das
Federteil 33 mit dem Nockenteil 30 verbunder @@t, d. h. auf der äußeren, zum Laborgerät
bzw. Kupplungsend @@n gelegenen Teil des Einlegekörpers, befindet sich ein Abstützpunkt
36, über den sich der Einlegekörper 29 im eingekuppelten Zustand an einer Schließfläche
37 der Hülse 35 abstützt. Obwohl hier von einem Abstützpunkt die Rede ist, ist es
jedoch ersichtlich, daß infolge der prismatischen Ausbildung des Einlegekörpers
29 die Abstützung im weaentlichen längs einer Linie erfolgt.
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Die mit der Begrenzung der Durchbrüche 28 zusammenwirkenden Flächen
des Einlegekörpers 29 sind der nach innen zulaufend schrägen Form angepaßt und 80
ausgebildet, daß sie ein Einschwenken des Einlegekörpers 29 um den Abstützpunkt
36 in den Durchbruch hinein ermöglichen.
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Auf dem Außenteil 26 ist die bereits erwähnte Hülse 35 um einen bestimmten.Winkelbetrag
drehbeweglich geführt. Die axiale Festlegung der Hiilse 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 Hülse
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.
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An die Kupplung 25 ist ein Schlauch 40 druck- und vakuumdicht angeschlossen.
Dazu besitzt das Außenteil 26 eine mit ihrem
Außendurchmesser dem
Innendurohmesser des Schlauches angepaßte innere Rul#e 41 und eine äuBere hülse
42. Zwischen den Hälsen 41 und 42 bildet sich eine axial verlaufende Ringausnehmung;
in die der schlauch 40 eingeschoben wird.
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Auf ein Außengewinde der äußeren Hälse 42 kann ein Spannring 43 aufgeschraubt
werden, dör eine Spannschräge 44 besitzt.
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Die äuBere Hülse besitzt an ihrem Ende einstückig mit ihr verbundene
Greifkörper 45, die eine äußere mit der Spannschräge 44 zusammenwirkende Anschrägung
und eine innere Zahnung 46 an einem relativ massiven Teil haben, das über einen
relativ biegsamen Hals 47 mit der äußeren Hulse 42 verbunden ist. Die Greifkörper
45 sind in nicht dargestellter Weise durch radiale Schlitze voneinander getrennt,
so daß sie infolge des elastischen Halses 47 einzeln beweglich sind. Es können beispielsweise
zwblf. einzelne Greifkörper vorgesehen sein.
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Wenn ein Laborgerät mit einem Anschlußnippel 13 ausgerüstet werden
soll, so werden nacheinander die Schraubbuchse 56, der Dichtungsring 59 und der
Anschlußnippel 13 aufgeschoben und dann die Schraubbuchse mit dem Anschlußnippel
verschraubt, bis ein ausreichender Dichtungsdruck auf den Dichtungsring 59 aufgebracht
ist.
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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 Hälse 41 geschoben.
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Danach wird der Spannring 43 in Fig. 2 nach links geschraubt, so daß
seine Spannschräge 44 auf die entsprechende Abschrä-@ung 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 Druck- und Vekuumdichtheit
lediglich eine gute Verbindung zwischen Schlauch 40 und innerer Hülse 41 notwendig
ist, kdnnen die Greifkörper auch an einem besonderen Einsatzring angebracht sein,
obwohl die einstückige Ausbildung mit der äußeren Hälse Vorteile bietet.
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Das Einkuppeln, d. h. die druck- und vakuumdichte Verbindung, zwischen
dem Nippel 13 und der Kupplung 25 geht wie tolgt 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
13 anliegt. Es entsteht hier eine Art Trichterwirkung, die aber trotzdem in axialer
Richtung gewisse Unterschiede zuläßt, die bei rein konischer Ausbildung nicht möglich
wären.
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Beim Einkuppeln braucht die Hülse 35 nicht verdreht zu werden, so
daß der Abstützpunkt 36 der Einlegekörper 29 (vorzugsweise sind drei Einlegekörper
am Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen) an der Schließfläche 37 der Hiilse anliegt.
Die Federwirkung dsß 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 zwischen Federteil
und Nockenteil entstehende Spalt des Einlegekörpera 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 Einlegekörpers
erfolgt um den Abstützpunkt 36 schwenkend ( Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn).
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Wenn der Einlegekörper 30 hinter die zweite Stufe 19 gekommen ist,
wird er durch die Federkraft des Federteile 33 in die Aussparung 21 hineingedrückt,
wobei wiederum eine Schwenkung um den Abstützpunkt 36 erfolgt. Damit ist die Einkupplung
erfolgt.
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Gegen axialen Zug halten die Einlegekörper die beiden Kupplungshälften,
Nippel und Kupplung 25, zusammen. Dabei stützt sich die Abstützschräge 32 am Einlegekörper
gegen die Abstützschräge 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 2c und
32 stehen vorzugsweise senkrecht auf ihrer Verbindung mit dem Abstützpunkt 36. Dadurch
kann keine unerwünschte Entkupplung erfolgen.
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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 steht, wodurch
der Einlegekörper besonders
leicht in die Aussparung 28 hineinläuft.
Die Kupplung kam somit ohne wesentlichen Kraftaufwand von dem Nippel 13 abgezogen
werden.
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Obwohl im vorliegenden Falle die Hälse 35 auf dem Außenteil 26 axial
festgelegt und in Umfangsrichtung, d. h. drehend bewegbar ist, kann sie such in
axialer Richtung bewegbar sein, wobei dann die Ausnehmungen 39 nicht in Umfangsrichtung
gegenfiber der Schließfläche 37 versetzt sind, sondern in axialer Richtung. Für
das Laborgerät ist es Jedoch vorteilhaft, wenn die zum Öffnen führende Bewegung
eine Drehbewegung ist, damit nicht durch versehentliches Ziehen an der Hälse die
Kupplung gelöst werden kann.
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Der Anschlußnippel ist für alle Arten von Laborgeräten, beispielsweise
Kühler, Wasserbäder, Exsikkatoren, etc.
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geeignet. Die Möglichkeit, bereits vorhandene Laborgeräte leicht auf
Steckkupplungen umzustellen, schafft einen wesentlichen Vorteil. Ferner sind die
besonders bruchgefährdeten Anschlußstutzen durch den aus Kunststoff bestehenden
Anschlußnippel geschützt. Trotz der leichten Kupplungs- und Entkupplungsmöglichkeit
mit Schnellschluß-Steckkupplungen ist die Dichtheit ganz ausgezeichnet. Insbesondere
neigen die vorstehend beschriebenen Kupplungen nicht zum Festbacken unter Chemikalien-
und Wärmeeinfluß. Insgesamt ist festgestellt worden, daß Beschädigungen aa den teuren
Laborgeräten bei Anwendung der Erfindung erheblich seltener vor konmien können.