DE10155460A1

DE10155460A1 - Halterung für eine Objektträgerkassette auf einem Kassettenträger und Verfahren zum Haltern

Info

Publication number: DE10155460A1
Application number: DE10155460A
Authority: DE
Inventors: Stefan Ferger
Original assignee: Kendro Laboratory Products GmbH
Current assignee: Thermo Electron LED GmbH
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-28
Also published as: GB2386153B; GB0226265D0; GB2386153A

Abstract

Es wird eine lösbare Halterung für eine Objektträger-Kassette auf einem Kassettenträger beschrieben, bei welcher eine Zentrierleiste mit einer komplementären Zentrieröffnung formschlüssig zusammenwirkt. In der Zentrierleiste ist ein Schieberiegel und an der Zentrieröffnung eine Riegelaufnahme vorhanden. Die Riegelbewegung ist über eine Steuerfläche an einem Riegelende steuerbar. An der Objektträger-Kassette dient ein Rand der Zentrieröffnung als Riegelauslöser zum Zusammenwirken mit der Steuerfläche in der Weise, dass der Rand die Steuerfläche beaufschlagt, wenn die Zentrieröffnung und die Zentrierleiste in Eingriff gebracht werden. Dieser Vorgang läuft ohne aktive Betätigung eines Bedieners ab, wenn die Objektträger-Kassette auf den Kassettenträger aufgesetzt wird. Objekt-Kassetten dieser Art werden beispielsweise in Brutschränken u. ä. eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Halterung für eine Objektträgerkassette auf einem Kassettenträger, bei welcher eine Zentrierleiste mit einer komplementären Zentrieröffnung formschlüssig zusammenwirkt, sowie ein Verfahren zum Haltern einer Objektträgerkassette auf einem Kassettenträger.

Unter Objektträgern werden im vorliegenden Zusammenhang beispielsweise offene Schalen oder geschlossene Behälter zur Aufnahme von Proben verstanden, die insbesondere in der Forschung und industriellen Fertigung Verwendung finden. Objektträgerkassetten dienen dazu, mehrere Objektträger übereinander in der Art eines Turms aufzunehmen, wobei jedem Objektträger ein Einschubplatz in der Weise zugeordnet ist, dass die Objektträger über eine offene Seite der Objektträgerkassette einzeln entnommen werden können. Mittels derartiger Objektträgerkassetten werden Objektträger beispielsweise in Behandlungsgeräte wie Brutschränke und ähnliches, eingebracht und dort zeitweise gelagert. Bei dem Kassettenträger kann es sich um ein fest und unbeweglich mit dem betreffenden Gerät verbundenes Teil handeln. Häufig werden Objektträgerkassetten auch auf einem Karussell angeordnet. In einem solchen Fall ist der Kassettenträger als Drehscheibe ausgebildet. Eine derartige Anordnung zur Verwendung in einem Klimaschrank ist beispielsweise in WO 98/05753 beschrieben.

Um eine automatische Beschickung und Entnahme der Objektträger in eine Objektträgerkassette beziehungsweise aus einer Objektträgerkassette zu gewährleisten, ist eine genaue Ausrichtung und Positionierung auf dem Kassettenträger erforderlich. Außerdem ist es notwendig, dass die Objektträgerkassetten unverrückbar an ihrem Platz gehalten werden einerseits um einen Beschickungs- oder Entnahmevorgang störungsfrei ablaufen zu lassen und andererseits, um eine Beschädigung zu vermeiden. Die Objektträgerkassetten müssen bei der Entnahme oder beim Beschicken Kräfte aufnehmen, die beim Greifen, Herausziehen und Hineinschieben der Objektträger unvermeidbar entstehen. Mit zunehmender Höhe der Objektträgerkassetten treten dabei auch Hebelkräfte bezüglich der Kassettenlagerpunkte auf, die zu einer unerwünschten Kippbewegung oder Lageveränderung führen können.

Es ist zwar bekannt, zwischen den Zentrierleisten und Zentrieröffnungen lösbare Halterungen in Form von Haltemagneten oder gefederten Druckstücken anzuordnen. Diese Halterungen genügen üblicherweise auch zuverlässig den Anforderungen. Dennoch ist in Einzelfällen nicht auszuschließen, dass eine Objektträgerkassette zumindest kurzfristig aus ihrer definierten Lage gekippt wird, beispielsweise wenn ein Objektträger eingeschoben oder entnommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine besonders sichere Befestigung auf einem Kassettenträger gewährleisten, und welche dennoch die Handhabung nicht behindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Zentrierleiste ein Riegel und an der Zentrieröffnung eine Riegelaufnahme vorhanden sind, dass die Riegelbewegung über eine Steuerfläche steuerbar ist, und dass an der Objektträgerkassette ein Riegelauslöser zum Zusammenwirken mit der Steuerfläche in der Weise angeordnet ist, dass der Riegelauslöser mit der Steuerfläche in Eingriff gelangt, wenn die Zentrieröffnung und die Zentrierleiste in Eingriff gebracht werden.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

- Aufsetzen der Objektträgerkassette auf dem Kassettenträger an einer Kante der Objektträgerkassette unter einem Kippwinkel zum Kassettenträger,
- Beschränken der Objektträgerkassette unter Verkleinerung des Kippwinkels, bis die Objektträgerkassette vollständig auf den Objektträger aufgesetzt ist, und
- Auslösen eines Riegels gesteuert von der Kippbewegung.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass beim Einsetzen einer Objektträgerkassette auf den Kassettenträger selbsttätig eine Zwangsverrriegelung vorgenommen wird. Der Bediener braucht dazu nicht aktiv einzugreifen, so dass Handhabungsfehler ausgeschlossen sind. Auch beim Abheben der Objektträgerkassette erfolgt die Entriegelung automatisch. Insgesamt ändert sich an den bisher üblichen Vorgängen für den Bediener nichts, so dass keinerlei Bedienungseinweisung notwendig ist. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass kein zusätzlicher Platzbedarf erforderlich ist, weil alle erforderlichen technischen Elemente in Zentrieröffnungen und Zentrierleisten herkömmlicher Bauart integriert werden können.

Die Riegelsteuerung läßt sich besonders leicht dadurch ausüben, dass die Steuerfläche als nach außen gewölbte Fläche, bevorzugt als Oberfläche eines Kugelsegments oder eines Zylindersegments, ausgebildet ist.

Eine alternative bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Steuerfläche als Steuerschräge ausgebildet ist. Eine Steuerschräge ist leicht herzustellen und im Betrieb relativ verschleißfrei.

Es ist besonders vorteilhaft, dass der Riegel als Schieberiegel ausgebildet ist, der entgegen der Verriegelungsposition federnd vorgespannt ist, und dass die Steuerfläche an einem Riegelende ausgebildet ist, welche in Entriegelungsstellung aus einer Seite der Zentrierleiste hervorsteht. Die Lagerung und Montage eines derartigen Schieberiegels ist besonders einfach und somit kostengünstig und erfordert wenig Wartung, da keine Umlenkelemente oder Gelenke notwendig sind.

Die erfindungsgemäße Halterung ist gegen kritische Krafteinwirkungen beim Beschicken und Entnehmen von Objektträgern besonders gut dadurch geschützt, dass die Verriegelungsstelle an der der Entnahme/Beschickung zugewandten Seite der Zentrierleiste angeordnet ist, an welcher Druck und Kraft von der Objekträger-Transporteinrichtung einwirken. Ein Aushebeln des Fußes der Objektträgerkassette wird durch die Verriegelung an dieser Stelle besonders wirkungsvoll verhindert.

Ein besonders betriebssicherer Einsatz wird dadurch gewährleistet, dass die der Verriegelungsseite zugewandte Seite der Zentrierleiste als Anschlag für den Kassettenträger ausgebildet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Riegelauslöser genau auf die Steuerfläche ausgerichtet wird und der Riegel genau in die Riegelöffnung eingreift.

Um die Ausbildung der Objektträgerkassetten möglichst einfach zu halten, besteht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die Zentrierleiste am Kassettenträger und die Zentrieröffnung im Kassettenboden angeordnet sind. Die Objekttägerkassetten enthalten auf diese Weise keinerlei beweglichen Teile. Die Montage der beweglichen Teile der Halterung beschränkt sich damit auf die Kassettenträger, was aus Kostengründen vorteilhaft ist und die Nachrüstung vorhandener Geräte ermöglicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung Teile einer Lagerstation für Objektträger;

Fig. 2 in Draufsicht eine Bodenplatte einer Objektträgerkassette;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer teilweise geschnittenen Zentrierleiste gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Zentrierleiste gemäß Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Zentrierleiste entlang einer Schnittlinie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Zentrierleiste gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Zentrierleiste gemäß Fig. 6 entlang einer Schnittlinie VII-VII und

Fig. 8 eine Phase beim Einsetzen und Verriegeln einer Objektträgerkassette auf einem Kassettenträger.

Fig. 1 veranschaulicht eine Lagerstation für mehrere Objektträgerkassetten 10, von welchen lediglich eine dargestellt ist, um die Figur übersichtlich zu halten. Die Lagerstation 10 weist eine ferngesteuerte, automatische Transporteinrichtung 11 auf, über welche Objektträger 12 aus einer Objektträgerkassette 10 entnommen oder in eine Objektträgerkassette 10 eingeschoben werden. Eine derartige Lagerstation kann innerhalb oder außerhalb eines Laborgeräts angeordnet sein. Eine typische Anordnung ist innerhalb eines Klimaschranks und speziell in einem Brutschrank (nicht dargestellt).

Eine Objektträgerkassette 10 besteht im wesentlichen aus einem turmförmigen Aufbau mit zwei Seitenwänden 13, zwischen welchen regalartig übereinander Lagerstellen 14 für Objektträger 12 angeordnet sind. Die Lagerstellen 14 sind durch Lagerpunkte oder horizontale Lagerschienen 15 festgelegt. Typischerweise sind etwa 20 Lagerstellen innerhalb einer Objektträgerkassette 10 übereinander angeordnet. Derartige Objektträgerkassetten 10 werden auch als Stacker bezeichnet. Objektträger 12 werden über eine offene Seite der Objektträgerkassette 10 mittels der Transporteinrichtung 11 herausgezogen oder eingeschoben.

In dem dargestellten Beispiel sind die Objektträgerkassetten 10 in der Art eines Karussells auf einer als Kassettenträger dienenden Drehscheibe 16 sternförmig in der Weise angeordnet, dass ihre offenen Seiten zum Bestücken und zur Entnahme von Objektträgern 12 nach außen weisen. Durch Rotation der Drehscheibe 16 wird die jeweils gewünschte Objektträgerkassette 10 zur Transporteinrichtung 11 verfahren und ausgerichtet, die über einen höhenverstellbaren Greifer oder ähnliches gezielt auf eine Lagerstelle 14 zugreifen kann.

Die Objektträgerkassetten 10 sind jeweils über eine lösbare Halterung auf der Drehscheibe 16 befestigt. Jede Halterung umfaßt eine Zentrierleiste 17, die radial auf der Drehscheibe 16 angeordnet ist. Jede Zentrierleiste 17 wirkt mit einer komplementären Zentrieröffnung 18 in einer Bodenplatte 19 (Fig. 2) der Objektträgerkassette 10 formschlüssig zusammen. Wird eine Objektträgerkassette 10 auf die Drehscheibe 16 gesetzt, so wird die Objektträgerkassette 10 beim Zusammenwirken von Zentrierleiste 17 und Zentrieröffnung 18 einerseits in der richtigen Weise auf der Drehscheibe ausgerichtet und andererseits durch den Formschluß richtig positioniert und gegen Kippen gesichert. In dem dargestellten Beispiel ist jede Zentrierleiste 17 entlang einer Längsseite und an einer Stirnseite zusätzlich mit Federdruckköpfen 20 ausgerüstet, welche eine kraftschlüssige Halterung bewirken. Die Zentrieröffnung 18 verläuft mittig zwischen den Seitenwänden 13 und parallel zu diesen, d. h. eine Schmalseite der Zentrierleisten 17 ist jeweils auf die offene Seite der zugehörigen Objektträgerkassette 10 gerichtet.

Aus den Fig. 3 bis 5 wird ersichtlich, daß innerhalb einer jeden Zentrierleiste 17 ein stabförmiger Schieberiegel 21 angeordnet ist, der parallel zur Längsachse der Zentrierleiste 17 verläuft. Der Riegel 21 durchläuft die Zentrierleiste 17 von einer Schmalseite bis zur anderen, wobei das (bezüglich der Drehscheibe 16) nach innen gerichtete Riegelende eine als Steuerschräge 22 ausgebildete Steuerfläche aufweist. Das zum Verriegeln wirksame Riegelende (Riegelfalle 23) befindet sich an der außen liegenden Schmalseite der Zentrierleiste 17.

Der Riegel 21 ist entgegen seiner Verriegelungsstellung durch eine Schraubenfeder 24 federnd vorgespannt, so daß die Riegelfalle in dieser Stellung mit der Schmalseite der Zentrierleiste 17 außenbündig abschließt. Diese Entriegelposition ist in den Fig. 3 bis 6 dargestellt. In der Entriegelposition steht die Steuerschräge 22 aus der Schmalseite der Zentrierleiste 17 mit der nach oben gerichteten Schräge hervor. Wird auf die Steuerschräge 22 von oben eine Kraft ausgeübt gemäß Pfeil A, so wird der Riegel 21 entgegen der Federkraft ausgelenkt, bis er seine Verriegelposition erreicht und die Riegelfalle 23 aus der Zentrierleiste 17 hervorsteht. Der Riegel 21 wird so lange in dieser Position gehalten, wie die Steuerschräge 22 belastet ist. Sobald die Steuerschräge 22 freigegeben wird, schiebt die Schraubenfeder 24 den Riegel 21 wieder in seine Entriegelposition zurück.

Der Riegel 21 wirkt kassettenseitig mit einer Riegelöffnung 25 zusammen, die mittels der Bodenplatte 19 der Objektträgerkassette 10 gebildet ist. Im einfachsten Fall wird die Riegelöffnung 25 durch einen Hohlraum hinter der Bodenplatte 19 gebildet, in welche die Riegelfalle 23 eingreifen kann. Außerdem wirkt die Steuerschräge 22 mit einem Riegelauslöser 26 zusammen, welcher in dem dargestellten Beispiel auf einfache Weise durch einen Randabschnitt der Zentrieröffnung 18 (Fig. 2) gebildet wird. Die Steuerschräge 22 und der Riegelauslöser 26 bilden zusammen ein Keilgetriebe.

Bei dem in Fig. 6 bis 8 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiel einer Zentrierleiste 17% sind gleiche Teile wie bei dem ersten Beispiel gemäß Fig. 3 bis 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel der Zentrierleiste 17', unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel 17 im wesentlichen durch die Ausformung der Steuerfläche. Außerdem ist in Fig. 7 ersichtlich, daß die Riegelfalle 23, als halbkugelförmiges Ende 32 des Riegels 21 ausgebildet ist.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuerfläche als Oberfläche eines Viertelkugelsegmentes 31 ausgebildet, das heißt die Steuerfläche stellt eine nach außen gewölbte Fläche dar. Das Viertelkugelsegment 31 ist der nach oben weisende Teil einer Halbkugel 33, welche das Riegelende bildet. Das zweite, nach unten weisende Kugelviertel 34 ist Teil eines Rastverschlusses, der im Zusammenhang mit Fig. 8 weiterbeschrieben wird.

In Fig. 8 ist eine Objektträgerkassette 10 im Bereich ihrer Bodenplatte 19 teilweise angeschnitten, so daß der Bereich des Riegelauslösers sichtbar wird.

Die Verriegelung wird gemäß Fig. 8 folgendermaßen bewirkt. Die Objektträgerkassette 10 wird mit ihrer (bezüglich der Drehscheibe 16) außen liegenden Unterkante auf die Drehscheibe 16 aufgesetzt und es wird der entsprechende Bereich der Zentrieröffnung 18 an der Zentrierleiste 17' ausgerichtet, während die innen liegende Seite unter Bildung eines Kippwinkels a nach oben abgeschwenkt bzw. weggekippt ist. Dann wird die Objektträgerkassette 10 nach unten gekippt. Mit der Kippbewegung wird die Riegelauslösung gesteuert. Dabei kommt zunächst der als Riegelauslöser 26 dienende Rand der Zentrieröffnung 18 mit der als Steuerfläche wirkenden Viertelkugel 31 am Riegelende in Kontakt und übt eine Schubkraft auf den Riegelauslöser aus. Der Riegelauslöser 26 ist mit einer rampenförmigen Schräge 36 versehen, so dass er gut auf der Viertelkugel 31 gleiten kann. Wenn die Objektträgerkassette 10 mit kleiner werdendem Kippwinkel a weiter abgesetzt und schließlich vollständig auf die Drehscheibe 16 aufgesetzt wird, gelangt einerseits die Riegelöffnung 25 (Fig. 2) in den Bereich, in welchem sie von der Riegelfalle 23 bzw. der Halbkugel 33 hintergriffen wird, während der Riegel 21 vollständig ausgefahren wird. Gleichzeitig wird der Riegelauslöser 26 an der oberen Viertelkugel 31 vorbei geführt. Das ermöglicht, dass der Riegel 21 durch Federdruck wieder etwas zurückgeführt wird und hinter dem Riegelauslöser 26 hinter einer Rastnase 34 einrastet, ohne dass der Riegel 21 jedoch in seine Entriegelstellung zurück gelangt. Federdruckköpfe 20 neben der Halbkugel 33 unterstützen den sicheren Sitz der Objekträgerkassette 10.

Die Riegelbetätigung und Verriegelung erfolgt somit auf einfache Weise durch Aufsetzen der Objektträgerkassette 10 auf einer Kante und Abkippen der Objektträgerkassette 10, ohne dass der Bediener aktiv in die Riegelhandhabung eingreifen muß.

Zum Entriegeln wird die Objektträgerkassette 10 lediglich in umgekehrter Reihenfolge zunächst an der außen liegenden Kante angehoben. Der Riegelauslöser 26 schiebt dabei zunächst das halbkugelförmige Ende des Riegels 21 zurück und löst somit den Schnappverschluß. Dabei wird der Riegel 21 zunächst in die Verriegelungsrichtung geschoben, indem die Rastnase 34 auf das viertelkugelige Gegenstück des Rastverschlußes drückt, bis die Rastnase 34 an der Halbkugel 33 vorbei bewegt ist. Dann ist die Steuerfläche bzw. die obere Viertelkugel 31 freigegeben. Da dies aufgrund der Federkraft ein vollständiges Zurückfahren des Riegels 21 bewirkt, wird auch die Riegelöffnung 25 (Fig. 2) an der innen liegende Seite der Objektträgerkassette 10 freigegeben und die Objektträgerkassette 10 kann entfernt werden, ohne dass der Bediener den Riegel 21 betätigen muß.

Claims

1. Lösbare Halterung für eine Objektträger-Kassette auf einem Kassettenträger, bei welcher eine Zentrierleiste mit einer komplementären Zentrieröffnung formschlüssig zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrierleiste (17) ein Riegel (22) und an der Zentrieröffnung (18) eine Riegelaufnahme (25) vorhanden sind, dass die Riegelbewegung über eine Steuerfläche steuerbar ist, und dass an der Objektträger-Kassette (10) ein Riegelauslöser (26) zum Zusammenwirken mit der Steuerfläche in der Weise angeordnet ist, dass der Riegelauslöser (26) mit der Steuerfläche in Eingriff gelangt, wenn Zentrieröffnung (18) und Zentrierleiste (17) in Eingriff gebracht werden.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche als nach außen gewölbte Fläche ausgebildet ist.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche als Oberfläche eines Kugelsegments (30) oder eines Zylindersegments ausgebildet ist.

4. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche als Steuerschräge (22) ausgebildet ist, und der Riegelauslöser (26) von einem Rand der Zentrieröffnung (18) gebildet wird.

5. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsstelle an der der Entnahmeseite zugewandten Seite der Zentrierleiste (17) angeordnet ist.

6. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (21) als Schieberiegel ausgebildet ist, der entgegen der Verriegelungsposition federnd vorgespannt ist, und dass die Steuerfläche an einem Riegelende ausgebildet ist, welches in Entriegelstellung über den Rand der Zentrierleiste (17) hervorsteht.

7. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Riegelauslöser (26) eine Rastnase (31) und am Riegelende ein Gegenstück ausgebildet ist, die als Rastverschluß zusammenwirken.

8. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Rastverschluß dienende Riegel-Ende halbkugelförmig ausgebildet ist, wobei eine Hälfte der Halbkugel als Steuerfläche (30) und die andere Hälfte als Gegenstück zur Rastnase (31) dient.

9. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierleiste (17) am Kassettenträger and die Zentrieröffnung (18) am Kassettenboden angeordnet sind.

10. Verfahren zum lösbaren Haltern einer Objektträgerkassette auf einem Kassettenträger, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Aufsetzen der Objektträgerkassette auf dem Kassettenträger an einer Kante der Objektträgerkassette unter einem Kippwinkel zum Kassettenträger,

- Beschränken der Objektträgerkassette unter Verkleinerung des Kippwinkels, bis die Objektträgerkassette vollständig auf den Objektträger aufgesetzt ist, und Auslösen eines Riegels gesteuert von der Kippbewegung.

11. Verwendung der Halterung nach Anspruch 1 in einem Klimaschrank.