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Vorrichtung zum Einfärben von biologischen Präparaten Die Erfindung
besieht sich auf eine Vorrichtung zur Einfärbung einer gewissen Anzahl von biologischen
Proben durch einen od.r mehrere Farbstoffe.
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Auf einem Glasobjektträger aufgebracht. dünne Schichten oder Abstriche
müssen häufig eingefärbt werden, wenn eine Untersuchung durch das Mikroskop vorgenolmen
werden soll. Bei der Technik der Einfärbung werden in allgemeinen eine gewisse Anzahl
von Reagenzien oder Einfärbeflüssigkeiten benötigt, welche nicht nur in einer vorbestimmten
Rethenfolge, sondern auch mit gans bestimmten Einwirkzeiten angewendet werden. Die
technische Apparatur zur Durchführung solcher Einfärbungen muss demnach an ein solches
Prograis streng angepasst werden.
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Die zu diesem Zweck bisher benutzten Einrichtungen sind ziemlich einfach,
wobei in folgender Weise vorgegangen wird: Die Glasobjektträger werden in einen
Behälter oder Gefäss eingegeben und dort werden die Objektträger mit jeder anzuwendenden
Flüssigkeit übergossen, oder die Glasobjektträger werden nacheinander in jede der
benötigten Farbflüssigkeiten eingetaucht.
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Es ist eine etwas besser vervollkommnete Vorrichtung bekannt geworden
welche
einen rotierenden Arm aufweist, an dessen Ende ein Korb angebracht ist, welcher
eine gewisse Anzahl von Glasobjektträgern aufnehmen kann Dieser bewegliche Korb
wird nacheinander in die verschiedenen Farbflüssigkeiten eingetaucht. Hierzu sind
Farbflüssigkeitsbehälter in Umfangsrichtung Qes Schwenkarmes in gleichen Abständen
zueinander angeordnet.
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Bei den bekannten Vorrichtungen, selbst bei der vorangehend erwihnten
Einrichtung mit schwenkbarem Arm wird eine lange Arbeitszeit der Bedienungsperson
benötigt. Zusätzlich oder wahlweise muss eine Bewegung der Objekt träger oder der
Fltissigkeitsgefässe lit der Flüssigkeit durchgeführt werden, so dass unnütze Arbeit
zu leisten ist, die Gefahr des Verlustes der Farbflüssigkeit besteht und ein in
Betrieb auftretender Verschleiss sich bemerkbar machen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile zu über winden
und in einer bevorzugten Aueführungsform der Erfindung den Vorteil eines vollständig
automatischen Ablaufes zu ermöglichen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung soll weiterhin die Einfärbung einer
grossen Anzahl von ObJektträgern rasch ermöglichen, was ins. besondere dann wichtig
ist, wenn die Einfärbungen flir eine bestimmte Analyse vorgenommen werden, welche
sehr häufig in einem bestimmten Laboratorium vorgenommen wird. Dies trifft beispielsweise
dann zu, wenn es sich darum handelt, die Leukämieformel des Blutes zu bestinmein,
wobei die Anzahl der verschiedenen weissen Blutkörperchen einer eingefärbten Blutprobe
bestimmt werden müssen. Eine solche Analyse wird sehr häufig vorgenommen, und es
werden in einem vorgegebenen
Programm drei Farbflüssigkeiten angewendet.
Mit diesen Arbeiten hat sich nunmehr die Bedienungsperson nicht mehr zu befassen,
wenn die Einrichtung nach der Erfindung entsprechend eingestellt ist und automatisch
das gewünschte Programm durchführt, Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt also,
jede mögliche Art von Einfärbung völlig automatisch durchzuführen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist ii besonderen deshalb günstig,
dass ein einziger fest angeordneter Behälter vorgesehen ist, der ein Trägersystem
für eine Anzahl von Objektträgern aufweist. Weiterhin ist eine Mehrzahl von ortsfest
angeordneten Behältern für die Farbflüssigkeiten oder eine Spülflüssigkeit vorgesehen,
und hydraulische und/oder pneumatische Mittel sorgen für die Einführung in den Objektträge@behälter
und die daraus stattfindende Abnahme vorbestimmter Mengen der Farbflüssigkeiten
oder Spülflüssigkeit.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder der
Farbflüssigkeitsbehälter mit dem Objektträgerbehälter oder -trog mittels eines Leitungssystems
verbunden, welches elektrisch gesteuerte Ventile aufweist, so dass die Förderung
der jeweils gewünschten Tarbflüssigkeit vom entsprechenden Farbflüssigkeitsbehälter
zum Objketträgertrog und dann vom Trog wieder zurück durchgeführt werden kann.
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Die betrachteten hydrauliechen und/oder pneumatischen Mittel haben
einen Aufbau, der in erster Linie von der Höhenlage des Objektträgerbehälters und
der Farbflüssigkeitsbehilter zueinander abhängt, und sie können Je nach Miwendungsgebiet
Mittel zur Unterdrucksetzung der verschiedenen
Farbflüssigkeiten,
Mittel zur Evakuierung in Verbindung mit Mitteln zum Unterbrechen dieser Evakuierung
oder zur Unterbrechung der Unterdrucksetzung aufweisen, wobei diese Mittel zum Beispiel
ein geeignetes elektrisch steuerbares Ventil aufweisen.
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Nach einer bevorzugten Aueführungsform werden die erwähnten elektrisch
betätigten Ventile vollkommen automatisch gesteuert, indem ein Programmierer vorgesehen
wird, welcher in vorgegebener Reihenfolge die verschiedenen Farbflüssigkeiten und
die Spülflüssigkeit in den Objektträgerbehälter einführt und ausbringt.
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Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung enthiElt der
Programmierer eine Nockenwalze, welche Unterbrecherschalter steuert, wobei die Nocken
über einen Synchronmotor und ein Reduktionsgetriebe angetrieben werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der einsig
vorhandene und fest angeordnete Objektträgerbehälter durchsichtige Wände auf, ist
im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und weist ein Verstrebungssystem für die
Objektträger auf, wobei das Verstrebungssystem aus einem an der Peripherie des Behälters
angeordneten, Zähne aufweisenden Ringband sowie aus einer Mittelachse besteht, so
dass die Objekt träger in vertikaler Lage radial zwischen der Mittelachse und des
Ringband angeordnet werden können, wobei jeder Objektträger in den Hohlraum bzw.
in die Aussparung nischen swnL Zähnen des Ringbandes zu liegen kommt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform d.r Erfindung ist der einsig vorhandene,
fest angeordnete Objektträgerbehälter mit einem Trockensystem für die Proben ausgestattet,
wobei dieses Trockensystem vorzugsweise aus einem elektrischen Motor und einer von
diesen angetriebenen Luftturbine besteht. Nach einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung ist der Objektträgertrog nit einen nicht dicht abschliessenden Schwenkdeckel
versehen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsforn liegen der Elektromotor
und die Luftturbine im Inneren dieses Deckel, welcher Öffnungen nun Durchtritt der
Atmosphärenluft aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine
Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung fUr die Einfärbung
von biologischen Proben in perspektivischer $Ansicht, Fig. 3 einen zu der Vorrichtung
nach Fig. 2 gehörigen Objektträgerbehälter in vergrösserter Schnittdarstellung,
Fig. 4 einen Schnitt länge der Linie IV - IV von Fig. 2.
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Gemäß6 Fig. 1 ist ein Objektträgerbehälter 1 rest angeordnet und dient
zur
Aufnahme von Objektträgern, welche die einzufärbenden biologischen Proben aufnehmen.
Behälter 2, 3 und 4 sind zur Aufnahme von Färbflüssigkeiten bestimmt, während ein
Behälter 5 zur Aufnahme von 8pülwasser dient, mit dem die Proben gespült werden,
wenn von einer zur anderen Farbfiüssigkeit umgeschaltet wird. Die Flüssigkeiten
der Behälter 2 - 5 werden über geeignete Leitungen 2a, 31, 4a und 5£, welche jeweils
elektrisch betätigte Ventile 2b, 3b, 4b und 5b aufweisen, mit dem mittleren Bodenteil
des Objektträgerbehälters 1 verbunden.
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Eine zur Entleerung dienende Leitung 6 ist mit einem elektrisch betätigbaren
Ventil 6b versehen und mündet beispielsweise in einen Ausguss.
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Leitungen 2c, 3c, 4c und 5c passen jeweils auf die Farbflüssigkeitsbehälter
2, 3, 4 und 5 und sind mit einer Hauptleitung 8 verbunden, von der eine Leitung
7 abzweigt, die über ein elektrisch steuerbares Ventil 7b sur außenluft führt.'
In der Hauptleitung 8 ist eine Pumpe 9 angeordnet.
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Ein Prograisierer 10 steuert die Stromführung von leitungen 11 einer
elektrischen 8chaltung, welche die verschiedenen elektrisch betititbaren Ventile
2b, 3b, 4b, 5b und 7b, die Pumpe 9 sowie einen Motor 1Q enthält, der in einem schwenkbaren
Deckel 13 des Objektträgerbehälters 1 angeordnet ist.
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Der Motor 12 treibt einen Luftventilator 14 an, wodurch die Trocknung
der
Proben möglich ist, wenn das Spülwasser aus dei Behälter 1 abgeleitet ist. Die Stromzufuhr
ist durch einen Stecker 15 angedeutet.
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Das jeweils charakteristische Programm des Programmierers 10 wird
durch Schliessen eines Schalters 16 in Gang gesetzt.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung
soll angenommen werden, dass der Objektträgerbehälter 1 höher liegt als die Behälter
2 - 5, welche beispielsweise auf gleicher Ebene stehen sollten, und dass die Pumpe
9 eine Umwälzpumpe ist. Es s.i weiterhin angenommen, dass die Farbflüssigkeiten
der Behälter 2, 3 und 4 in der angegebenen Reihenfolge sur Anwendung ko-en sollen
und dass nach der Einfärbung durch die Farbflüssigkeit des Behälter 4 eine Spülung
notwendig ist.
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Zunächst sind alle Ventil geschlossen. Wenn di. Bedienungsparson den
Schalter 16 betätigt, kommt die Pumpe 9 in Gang und das Ventil 2b öffnet sich. Die
Pumpe 9 schafft Überdruck über dem Flüssigkeitsspiegel des Behälters 2, so dass
Farbflüdssigkeit über die Leitung 2a in den Behälter 1 fliesst. Während der zur
Einfärbung benötigten z.it schliesst sich das Ventil 2b, und das Ventil 7b wird
geöffnet, so dass der Überdruck im Behälter 2 abfällt. Anschliessend wird das Ventil
2b geöffnete, im so dass die/Behälter 1 und der Leitung 2b enthaltene Flüssigkeit
wieder in den Behälter 2 zurückgebracht wird. Während .ich nunmehr das Ventil 3b
öffnet, wird das Ventil 7b geschlossen, so dass in der beschriebenen Weise Farbflüssigkeit
von Behälter 3 in den Behälter 1 gelangt. Das Ventil 3b schliesst sich, während
das Ventil 7b sich erneut öffnet. Wenn die benötigte Einwirkdauer der Farbflüssigkeit
des
Behälters 3 abgelauien ist, wird das Ventil 3b geöffnet, so dass die Farbflüssigkeit
wieder in den Behalter 3 zurückströmen kann. eich Nunmehr öffnet/das Ventil 4b,
während sich das Ventil 7b erneut schliesst. Die Pumpe 9 drückt die Farbflüssigkeit
des Behälters 4 in den Behälter 1, und in der Folge wird das Ventil 4b geschlossen,
während das Ventil 7b geöffnet wird. Wenn die für die Einfärbung durch die Farbflüssigkeit
des Behälters 4 benötigte Zeit abgelaufen ist, wird das Ventil 4b geöffnet und die
Farbfllissigkeit in der besprochenen Weise in den Behälter 4 zurückgebracht. Durch
Öffnen des Ventils 5b und Schliessen des Ventils 7b wird Spülwasser vom Behälter
5 über die Leitung 5a in den Behälter 1 gebracht. Anschliessend wird das Ventil
5b geschlossen, während das Ventil 6b geöffnet wird, so dass das Spülwasser über
die Leitung 6 so einem (nicht gezeigten) Ausfluss fliessen kann. Der Programmierer
10 schliesst alsdann den Motorschalter des Motors 12, welcher die Luftturbine 14
antreibt, so dass die Proben getrocknet werden, welche gerade eingefärbt und gespült
sind. Die Vorrichtung wird automatisch durch Öffnung des Schalters 16 am Ende des
Zyklus angehalten.
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Gemäss Fig. 2 - 4 ruht die Vorrichtung auf einer Trägerplatte 17,
auf deren mittlerem Teil ein kastenförsiger Behälter 18 steht. Die Teile 17 und
18 sind beispielsweise aus Holz, Metall oder undurchsichtigem Kunststoff hergestellt.
Der Behälter 1 weist eine durchsichtige zylindrische Wandung auf und besteht beispielsweise
aus Glas. Der untere Teil des Behälters 1 liegt im Inneren des kastenförmigen Behälters
18. Auf der Hälfte 17b des Plattenträgers 17 ruhen die Behälter 2, 3, 4 und 5. Diese
Behälter 2 - 5 bestehen aus eine. durchwichtigen
Kunststoff und
werden durch Stopfen oder Verschlüsse 19, 20, 21 und 22 verschlossen, durch welche
jeweils zwei Glasröhrchen durchgeführt sind, nämlich 2d und 2e, 3d und 3, 4d und
4. sowie 5d und 5e. Diese Glasröhrchen sind jeweils mit biegsamen Leitungen aus
Kautschuk verbunden und bilden die jeweiligen Leitungen 2a, 2c, 3a, 3c, 4a, 4c und
5a, 5c. Durch diese Leitungen werden die Behälter 2 - 5 mit dem Behälter 1 oder
mit einem Drucksystem verbunden, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.
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Im Inneren des kastenförmigen Behälters 18 befinden sich der Programmierer
10 der Einrichtung sowie die Ventil. 2b, 3b, 4b und 5b, welche in den Leitungen
2a, 3a, 4a und 5a sitzen. Auch das Ventil 6b der Ausflussleitung 6 ist in diesem
kastenförmigen Behälter 18 angeordnet.
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Der untere Teil der Ausflussleitung 6 ist in Fig. 2 veranschaulicht,
nicht Jedoch der an sich bekannte Ausguss.
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In Fig. 2 ist weiterhin ein Stecker 25 dargestellt, über den die Stromversorgung
hergestellt werden kann. Auf der obenliegenden Seite des kastenförmigen Behälters
18 ist ein Durckknopfschalter 26 angebracht, dessen Betätigung die ingangsetzung,
den Ablauf und die Beendigung eines Einfärbezyklus steuert. Der Zweck einer Schaulaspe
27 wird später erläutert.
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Gemäss Fig. 2 und 3 wird der Behälter 1 durch einen Deckel mit eine.
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Spezialproftl 28 verschlossen, welcher Jedoch nicht dicht ist, sondern
schwenkbar um eine horizontale Achse 29 gelagert ist, die in einem Fuss 30 sitzt.
Der Fuss 30 ist fest mit der oberen Seit. des kastenförmigen
Behälters
18 verbunden. Der Motor 12 ist sit seinen Ventil tor 14 an den Stellen 31 und 32
mit der Wand des Schwenkdeckels 28 verbunden. im Schwenkdeckel 28 sind Öffnungen
33 und 34 angebracht, um die zur Trocknung der Proben nach deren Bin färbung notwendige
Luft durchäulassen. Der Boden des Behälters t ist konisch und trägt einen Bügel
35, auf des ein Sockel 36a eines Glaspfeilers 36 ruht.
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Der Glaspfeiler 36 ist axial ia Inneren des Behä@@ers 1 angeordnet.
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Der untere Teil der zylindrischen Wand des Behälters 1 ist mit eines
Ringband 47 versehen. Des Ringband 47 weist Zähne 38 auf, welche Zwischenräume zur
Aufnahme der verschiedenen Objekt träger schaffen.
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Diese bestehen aus länglichen GLasplatten und können radial in vertikaler
Lage zwischen dem Glaspfeiler 36 und vier Zähnen 38 (zwei Zähne auf jeder Seite
der Glasplatte) eingeschoben werden, wobei die Ränder der Glasplatte gehalten werden.
Die Leitungen 2a, 3a, 4a und 5a sind nicht direkt in den Behälter 1 eingeführt,
sondern in die Entleerungsleitung 6 bzw. in vier Glasleitungen 2f und 3f, welche
jeweils einen Syphon darstellen und in einer Glasröhre 6c eingeschmolzen sind1 die
den oberen Teil der Entleerungsleitung 6 bildet. Die Glasröhre 6c ist selbst im
konischen Bodenteil a des Behälter 1 eingeschmolzen.
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In Fig. 4 ist die Einführung und ableitung der verschiedenen Farbflüssigkeiten
dargestellt. Ferner ist insbesondere der Programmierer 10 dargestellt, welcher im
wesentlichen aus einem Synchronmotor 39, einem Reduktionsgetriebe 40 und dem eigentlichen
Programmierer besteht.
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Der eigentliche Progranierer ist vom Typ der Nockensteuerung 41 und
umfasst acht Nocken 42 - 49. Diese Nocken betätigen Unterbrecherschalter und sind
auf jeweils ein vorbestimmtes Einfärbeprogramm
eingestellt. Durch
die gesteuerten Schalter werden di. Öffnungs-und Schliesszeiten der verschiedenen
Ventile gesteuert, mit Ausnahme des zum Nocken 49 gehörigen Schalters, welcher das
automatische Anhalten bei Schluss eins Zyklus veranlasst.
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Es kann eine gewisse Anzahl zusätzlicher Nocken vorgesehen werden,
damit im Zusamienhang mit dez Zyklus stehende Operationen durchgeführt werden können,
zus Beispiel Erwärmung des Bades, Einführung von Oxydiermitteln in das Bad und dergleichen.
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Die in den Figuren 2 - 4 dargestellte Einrichtung ist zur automatischen
Durchführung des Programmes "Einfärbung sur Bestimmung der Leukämiefornel" außgelegt.
Diese Einfärbung muss mittels dreier Farblösungen vorgenosmen werden, wodurch folgendes
Programm bedingt ist: a) Färben mit dem Präparat "May-Grundwald" unverdünnt über
drei Minuten; b) Färben moit "May-Grundwald", zur Hälfte verdünnt mit neutralem
Wasser mit einer Einfärbdauer von 2 Minuten; c) Spülen mit neutralem Wasser; d)
Einfärbung mit dem präparat "Giemsa" mit neutrale. Wasser auf 1/20 verdünnt, wobei
die Einfärbdauer 15 Minuten beträgt; e) Spülen mit neutraler Wasser; f) Trocknung.
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Die Nockenwelle 50 dreht sich zweimal pro Stunde. Die Nocken 42 -
49 steuern jeweils die Trocknungseinrichtung der Objektträger, das
Ventil
2b, welches den Zutritt des unverdünnten Präparates "May-Grundwald" regelt, das
Ventil ab, welches den Zutritt des Präparates "May-Grundwald" verdünnt auf 1/2 regelt,
das Ventil 6b, welches die Entleerung in den Abfluss regelt, das Ventil 4b, welches
den Zutritt des Präparates "Giemsa" regelt, das Ventil 5b( das den Zutritt des Spülwassers
in den Behälter 1 regelt und das Zlektroventil 7b, durch das der mittels der Pumpe
9 erzeugte Überdruck abgeschaltet wird.
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Bei der Auslösung des Färbezyklus schliesst der Druckechalter 26 den
Schalter des Nockens 49 während der benötigten Zeit kurz, und es wird der Versorgungsstromkreis
eingeschaltet. Dabei leuchtet das Schauzeichen 27 auf und zeigt der Bedienungsperson
an, dass sie den Druckknopfschalter 26 loslassen kann.
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Nach einer ersten abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss
der Erfindung werden die verschiedenen Farbbehälter auf einem Niveau oberhalb des
Behälters 1 angeordnet und sind Jeweils über eine Leitung mit einer Sammelleitung
verbunden, in der eine Saugpumpe sitzt, so dass die Farbflüssigkeiten aus dem Behälter
in Richtung auf die jeweiligen Behälter angesaugt werden können.
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Somit ist das System der Leitungen das gleiche wie bei der bereits
beschriebenen Vorrichtung, mit der Ausnahme, dass die Umwälzpumpe durch eine Saugpumpe
ersetzt ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die verschiedenen
Farbflüssigkeitsbehälter auf gleichem Niveau mit dem Objektträgerbeh<er angeordnet
und einerseits mit einer Saugpumpe
und andererseits mit einer Druckpumpe
verbunden, wobei ein elektrisch steuerbares Dreiwegeventil vorgesehen ist, das diese
Farbflüssigkeitsbehälter entweder mit der Saugpumpe oder mit der Druckpumpe verbindet.
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Bei dieser Ausführungsform kann das Ventil zur Verbindung der Behälter
mit der Atmosphärenluft entfallen.
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Das Ventil zur Herstellung der Verbindung mit der atmosphärischen
Luft kann nach einer abgewandelten Ausführungsform durch ein elektrisch steuerbares
Dreiwegeventil gebildet werden, welches an der Leitung verbindung zur Umwälzpumpe
oder zur Saugpumpe und der Hilfsleitung sitzt, die frei in die Luft führt.