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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festklemmen eines Mikrotommessers
eines Mikrotoms, wobei die Vorrichtung ein Messerbasisteil zur Aufnahme
eines Schneidmessers oder einer Messerklinge mit zwei voneinander
beabstandeten Seitenteilen und eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen des
Mikrotommessers an den beiden Seitenteilen des Messerbasisteils
aufweist, wobei die Klemmeinrichtung mittels einer Antriebseinrichtung,
die durch eine Betätigungseinrichtung
antreibbar ist, gegen die Seitenteile des Messerbasisteils zwängbar ist.
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Aus
der
US 1 925 181 ist
ein Rotationsmikrotom bekannt, bei welchem das Mikrotommesser mit Hilfe
von Schrauben am Messerbasisteil festklemmbar ist. Die Antriebs-
und Betätigungseinrichtung
zum Festklemmen des Mikrotommessers ist dort also von Schrauben
gebildet, so dass der Spann- d.
h. Klemmdruck nicht genau definiert und nicht genau reproduzierbar
ist. Eine optimale gleichbleibende Festklemmung des Mikrotommessers
ist mit solchen Klemmschrauben nur bedingt bzw. kaum möglich. Außerdem bedingt
eine derartige Klemmvorrichtung einen entsprechend großen Kraftaufwand.
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Ein
Rotationsmikrotom mit einer Vorrichtung zum Festklemmen eines Mikrotommessers,
wobei die Klemmvorrichtung von Klemmschrauben gebildet ist, ist
auch aus der
US 3 733 948 bekannt.
Bezüglich Spann-
d. h. Klemmdruck und Kraftaufwand gelten hier die oben zur
US 1 925 181 gemachten Ausführungen
entsprechend.
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Die
US 4 207 790 offenbart einen
Messerhalter für
Mikrotome, wobei dem Messerhalter ein Einwegklingen-Dispenser zugeordnet
ist. Die Fixierung der jeweiligen Einwegklinge erfolgt auch hier
zwischen einer Basisplatte und einer die Klemmeinrichtung bildenden
Halterplatte mit Hilfe von Schraubbolzen.
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Aus
der
DE 195 06 837
C1 ist ein Messerhalter zur Aufnahme von keilförmigen Mikrotommessern,
insbesondere von nachschleifbaren Hartmetall- bzw. Stahlmessern
bekannt. Der Messerhalter weist zwei voneinander beabstandete Seitenteile
mit jeweils einer Spannschraube zur Klemmung des Mikrotommessers
auf.
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Die
DE 10 2005 020 266
A1 offenbart ein Rotationsmikrotom mit zueinander benachbarten
Mikrotom-Komponenten, die relativ zueinander verstellbar und mittels
Fixiereinrichtungen miteinander fixierbar sind. Um einen guten Bedienkomfort
zu verwirklichen, sind die Fixiereinrichtungen von einer gemeinsamen
Klemmeinrichtung gebildet, die eine Exzenterwelle mit einer Anzahl
Exzenternocken aufweist. Die Exzenternocken sind in bestimmten Winkelpositionen
den entsprechenden Mikrotom-Komponenten zugeordnet und zwischen
dem jeweiligen Exzenternocken und der zugehörigen Mikrotom-Komponente ist
ein Zugbolzen oder ein Druckelement vorgesehen. Der jeweilige Exzenternocken
kann nach einer längeren
Betriebszeit einem Verschleiß unterliegen,
der auf den Spann- bzw. Klemmdruck Auswirkungen hat. D. h. der Spann-
bzw. Klemmdruck ist zeitunabhängig
nicht definiert und reproduzierbar, so dass eine gleichbleibende
optimale Klemmung der jeweiligen benachbarten Mikrotom-Komponenten, bspw.
die Klemmung eines Mikrotommessers zwischen einem Messerbasisteil
und einer Klemmeinrichtung, kaum bzw. nicht möglich ist. Außerdem ist der
Kraftaufwand bei der Betätigung
der jeweiligen Betätigungseinrichtung
nicht konstant, d. h. der Bediener der jeweiligen Klemmvorrichtung
weiß eigentlich
nie, ob der Kraftaufwand und die Dreh- bzw. Klemmbewegung ausreichend groß war oder
nicht, was auch von der jeweiligen persönlichen Einschätzung und
Befähigung,
die zwischen einem Mann und einer Frau als Bediener unterschiedlich
ist, abhängig ist.
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Der
Erfindung liegt in Kenntnis dieser Gegebenheiten die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen genau
definierten und reproduzierbaren Spann- bzw. Klemmdruck bei gleichzeitig
minimalem Kraftaufwand zur Betätigung
ihrer Betätigungseinrichtung
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst,. dass
die Antriebseinrichtung mindestens einen in einem mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllten
Hohlraum beweglich angeordneten Geberkolben aufweist, der mittels
der Betätigungseinrichtung
im Hohlraum verschiebbar ist, und dass der mindestens eine Geberkolben
durch die im Hohlraum befindliche Hydraulikflüssigkeit mit mindestens einem
Druckkolben wirkverbunden ist, der zur Betätigung der Klemmeinrichtung
ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß werden
Befestigungsschrauben oder Nockenelemente durch ein Hydrauliksystem
ersetzt, wobei der Spann- bzw. Klemmdruck zum Festklemmen eines
Mikrotommessers zwischen dem Messerbasisteil und der Klemmeinrichtung
genau definiert und reproduzierbar ist, so dass jederzeit eine optimale
gleichbleibende Festklemmung des Mikrotommessers gewährleistet
wird. Außerdem
ist der Kraftaufwand zur Betätigung
der Betätigungseinrichtung
bei stets gleichbleibender Betätigungs-Strecke
minimal, weil durch das Hydrauliksystem ein gewünschtes hydraulisches Übersetzungsverhältnis realisierbar
ist.
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Der
Bediener der Vorrichtung weiß stets, dass
der Kraftaufwand und die Betätigungs-Strecke der
Betätigungseinrichtung
genau passend sind. Eine Abhängigkeit
von der jeweiligen persönlichen Einschätzung und
Befähigung
eines Mannes oder einer Frau als Bediener ist in vorteilhafter Weise
eliminiert. Gleiches gilt für
einen möglichen
Verschleiß, auch
ein solcher ist – wie
bei Nockenelementen – nicht
relevant.
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Der
für die
Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit
ausgebildete Hohlraum ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise
im Messerbasisteil ausgebildet, weil dieses entsprechend voluminös dimensioniert
ist.
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Als
zweckmäßig hat
es sich erwiesen, wenn der Hohlraum zwei voneinander abgewandte
Hohlraumabschnitte und einen diese verbindenden Verbindungskanal
aufweist, wobei in jedem der beiden Hohlraumabschnitte ein Geberkolben
angeordnet ist. Die besagten Hohlraumabschnitte weisen im Vergleich
zu dem diese verbindenden Verbindungskanal große Querschnittsabmessungen
auf. Durch die Ausbildung mit dem die Hohlraumabschnitte verbindenden
Verbindungskanal relativ kleinen Querschnitts ergibt sich der Vorteil,
dass die für
die Vorrichtung erforderliche Quantität an Hydraulikflüssigkeit
relativ gering ist, ohne die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu beeinträchtigen.
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Bei
der Vorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jedem
der beiden Geberkolben eine Druckspindel zugeordnet ist. Die/jede
Druckspindel ist vorzugsweise mit einem Kupplungsabschnitt für einen
die Betätigungseinrichtung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bildenden Klemmhebel ausgebildet. Bei dem besagten Kupplungsabschnitt
kann es sich um eine in der jeweiligen Druckspindel ausgebildete
Sackloch-Ausnehmung
handeln, die ein von der Kreisform abweichendes Querschnitts-Profil
besitzt. Bspw. kann diese Ausnehmung ein regelmäßig mehreckiges Querschnitts-Profil
besitzen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der/jeder Druckspindel ein Anschlagelement zugeordnet
ist, bzw. wenn die/jede Druckspindel eine Begrenzungsnut aufweist, in
die ein am Messerbasisteil vorgesehenes Anschlagelement hineinsteht.
Bei der besagten Begrenzungsnut handelt es sich um eine schraubenlinienförmig gewundene
Begrenzungsnut, die um die Druckspindel in einen begrenzten Winkelbereich
von z. B. 90° oder
180° umläuft, so
dass die Drehbewegung der von einem Klemmhebel gebildeten Betätigungseinrichtung
genau definiert begrenzt und die Dreh- bzw. Klemmbewegung genau
definiert ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Klemmhebel zwischen
den beiden Druckspindeln umsteckbar ist, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
von einem Rechtshänder
und von einem Linkshänder gleich
gut zu bedienen ist. Der Klemmhebel ist vorzugsweise nach ergonomischen
Gesichtspunkten gestaltet, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit
minimalem Kraftaufwand bedienbar und somit eine leichte, kraftsparende
Handhabung möglich
ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der mindestens eine oder mindestens einer der beiden Geberkolben
vorzugsweise mit einem Druckeinstell-Element ausgebildet. Dieses
Druckeinstell-Element ist bspw. von einer Einstellschraube gebildet. Mit
Hilfe des Druckeinstell-Elementes ist es in vorteilhafter Weise
möglich,
den Spann- d. h. Klemmdruck wunschgemäß vor einzustellen.
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Der
für die
Hydraulikflüssigkeit
vorgesehene Hohlraum weist in vorteilhafter Weise mindestens eine
Ventileinrichtung auf. Diese Ventileinrichtung kann sowohl zum Befüllen des
Hohlraumes mit der Hydraulikflüssigkeit
als auch zum Entlüften
der Klemmvorrichtung dienen, um jederzeit einen gewünschten
Spann- bzw. Klemmdruck zu gewährleisten.
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Durch
das erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende,
in sich geschlossene Hydrauliksystem ist der Spann- d. h. Klemmdruck
genau vordefiniert und reproduzierbar, so dass nach jedem Lösen des Mikrotommessers
dieses auch wieder mit der exakt gleichen Spann- d. h. Klemmkraft
festgeklemmt wird und auf diese Weise die Qualität des Schnittes jederzeit gleich
bleibt. Außerdem
wird erfindungsgemäß gewährleistet,
dass bei einer seitlichen Verschiebung der bspw. von einer Klemmplatte
gebildeten Klemmeinrichtung mit dem Mikrotommesser der mögliche Versatz
z. B. bei einer Anschnitt-Arbeit < 10 μm ist. Um
eine solche seitliche Verschiebung der Klemmplatte mit dem Mikrotommesser
zu ermöglichen,
ist es bevorzugt, wenn dem im Messerbasisteil ausgebildeten Hohlraum
für die
Hydraulikflüssigkeit
eine Anzahl voneinander beabstandete Druckkolben zugeordnet ist.
Dabei sind die Druckkolben vorzugsweise entlang einer Geraden voneinander
beabstandet angeodnet.
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Das
Messerbasisteil kann mit einer Längsaussparung
ausgebildet sein, in der ein Druckstangenelement angeordnet ist,
an dem die Druckkolben angreifen. Eine zuverlässige Positionierung der Druckkolben
in Bezug zum Druckstangenelement ist erfindungsgemäß bspw.
dadurch möglich,
dass das Druckstangenelement mit Aussparungen für die Druckkolben ausgebildet
ist.
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Bevorzugt
ist es, wenn das Druckstangenelement eine Längenabmessung besitzt, die
an den Mittenabstand zwischen den beiden Seitenteilen des Messerbasisteiles
angepaßt
und größer als
die Querabmessung einer die Klemmeinrichtung bildenden Klemmplatte
ist.
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Das
Messerbasisteil weist vorzugsweise eine zur Klemmplatte hin offene,
teilzylindrische Querrinne und die Klemmplatte weist vorzugsweise einen
im Querschnitt an die Querrinne angepaßten Lagerwulst auf. Der Lagerwulst
kann mit der Klemmplatte materialeinstückig ausgebildet sein. Desgleichen
ist es möglich,
dass der Lagerwulst an der Klemmplatte kraft- oder materialschlüssig angebracht,
d. h. festgeschraubt oder festgeschweißt ist.
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Erfindungsgemäß ist das
Messerbasisteil zur Aufnahme eines Schneidmessers oder zur Aufnahme
einer Messerklinge ausgebildet. Bei der Messerklinge kann es sich
um eine Einweg-Messerklinge handeln.
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Das
Messerbasisteil kann in an sich bekannter Weise eine teilzylindrisch
konvexe Grundfläche aufweisen,
deren Krümmungsmittelpunkt-Achse
mit der Schneide des Mikrotommessers zusammenfällt. Das Messerbasisteil ist
in an sich bekannter Weise an einem Mikrotom-Unterteil um die Krümmungsmittelpunkt-Achse
verschwenkbar, um den Frei- und Schneidwinkel des Mikrotommessers
wunschgemäß einzustellen.
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Das
erfindungsgemäße, in sich
geschlossene Hydrauliksystem ist nicht nur bei einer Vorrichtung zum
Festklemmen eines Mikrotommessers zwischen einem Messerbasisteil
und einer Klemmeinrichtung geeignet, sondern es kann auch bei anderen
zueinander benachbarten, zusammenwirkenden Mikrotom-Komponenten,
die relativ zueinander verstellbar und miteinander fixierbar sind,
wie sie bspw. in der eingangs zitierten
DE 10 2005 020 266 A1 beschrieben
worden sind, zur Anwendung gelangen.
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Weitere
Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Festklemmen eines Mikrotommessers eines Mikrotomes, bei welchem
es sich um ein Rotationsmikrotom handelt, wobei es sich versteht,
dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch bei einem Schlittenmikrotom zur Anwendung gelangen kann.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der Klemmvorrichtung,
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2 eine
Vorderansicht der Klemmvorrichtung gemäß 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Klemmvorrichtung mit von der rechten
zur linken Seite umgesteckter Betätigungseinrichtung,
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4 eine
Vorderansicht der Klemmvorrichtung gemäß 3,
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5 eine
Vorderansicht der Klemmvorrichtung – entsprechend der 2,
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6 eine
der 5 ähnliche
Vorderansicht, wobei die Klemmplatte aus der in 5 gezeichneten
Mittelposition nach rechts verstellt worden ist,
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7 eine
der 5 ähnliche
Vorderansicht, wobei die Klemmplatte in Bezug zum Messerbasisteil
nach links verstellt worden ist,
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8 einen
Längsschnitt
durch die Klemmvorrichtung gemäß den 1 bis 7,
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9 einen
Querschnitt durch die Klemmvorrichtung gemäß den 1 bis 8,
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10 einen
abschnittweisen Querschnitt der Klemmvorrichtung in einem größeren Maßstab, und
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11 einen
Längsschnitt-Abschnitt
der Klemmvorrichtung in einem größeren Maßstab zur Verdeutlichung
wesentlicher Einzelheiten.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Ausbildung der Vorrichtung 10 zum Festklemmen eines
Mikrotommessers eines Mikrotomes, insbesondere eines Rotationsmikrotomes.
Die Vorrichtung 10 weist ein Messerbasisteil 12 und
eine Klemmeinrichtung 14 auf. Das Messerbasisteil 12 weist
zwei voneinander beabstandete Seitenteile 16 auf.
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Das
Mikrotommesser ist mit Hilfe der Klemmeinrichtung 14 zwischen
den beiden Seitenteilen 16 des Messerbasisteiles 12 festklemmbar.
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Die
von einer Klemmplatte 18 gebildete Klemmeinrichtung 14 ist
mittels einer Antriebseinrichtung, die durch eine Betätigungseinrichtung 20 betätigbar ist,
gegen die Seitenteile 16 zwängbar und von dieser auch wieder
beabstandbar.
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Wie
aus den 8, 9 und 11 ersichtlich
ist, weist die Antriebseinrichtung zwei Geberkolben 22 auf,
die in einem mit einer Hydraulikflüssigkeit 24 gefüllten Hohlraum 26 beweglich
vorgesehen sind. Dem jeweiligen Geberkolben 22 ist eine
Druckspindel 28 zugeordnet. Wie die 11 zeigt,
ist der jeweiligen Druckspindel 28 ein Anschlagelement 30 zugeordnet.
Die jeweilige Druckspindel 28 ist mit einer schraubenlinienförmigen Begrenzungsnut 32 ausgebildet,
in welche das zugehörige Anschlagelement 30 hineinsteht.
Das Anschlagelement 30 ist von einer Madenschraube gebildet.
Die schraubenlinienförmige
Begrenzungsnut 32 weist eine endliche Länge auf, so dass der axiale
Verstellweg der Druckspindel 28 definiert begrenzt wird.
Auf diese Weise ist der Spann- bzw. Klemmdruck beim Spannen der
Klemmvorrichtung 10 stets gleich groß.
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Mindestens
einer der beiden Geberkolben 22 weist ein Druckeinstell-Element 34 auf,
mittels welchem es möglich
ist, den Spann- d. h. Klemmdruck wunschgemäß vor einzustellen.
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Die 11 verdeutlicht
außerdem
eine Ventileinrichtung 36, die sowohl zum Befüllen des
Hohlraumes 26 mit Hydraulikflüssigkeit 24 als auch
zum Entlüften
der Klemmvorrichtung 10 vorgesehen ist, um jederzeit einen
einwandfreien Spann- bzw. Klemmdruck zu gewährleisten.
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Die 8 und 11 verdeutlichen
außerdem,
dass der für
die Hydraulikflüssigkeit 24 vorgesehene
Hohlraum 26 im Messerbasisteil 12 zwei voneinander
abgewandte Hohlraumabschnitte 38 mit einer relativ großen kreisrunden
Querschnittsfläche und
einen diese verbindenden Verbindungskanal 40 vergleichsweise
kleinen Querschnitts aufweist. Die Geberkolben 22 sind
in den Hohlraumabschnittes 38 axial beweglich angeordnet.
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Den
Hohlraumabschnitten 38 relativ großen Querschnitts sind Druckkolben 42 zugeordnet,
die voneinander beabstandet entlang einer Geraden vorgesehen sind.
Das Messerbasisteil 12 ist mit einer Längsaussparung 44 ausgebildet,
in der ein Druckstangenelement 46 angeordnet ist, an dem
die Druckkolben 42 angreifen. Zu diesem Zwecke ist das Druckstangenelement 46 mit
Sackloch-Aussparungen 48 (siehe 8) ausgebildet.
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Wie
aus den 1 bis 7 ersichtlich
ist, besitzt das Druckstangenelement 46 eine Längenabmessung,
die an den Mittenabstand zwischen den beiden Seitenteilen 16 des
Messerbasisteiles 12 angepaßt und größer ist als die Querabmessung
der die Klemmeinrichtung 14 bildenden Klemmplatte 18.
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Wie
die 9 zeigt, weist das Messerbasisteil 12 eine
zur Klemmplatte 18 hin offene, teilzylindrische Querrinne 50 und
die Klemmplatte 18 einen im Querschnitt an die Querrinne 50 angepaßten Lagerwulst 52 auf.
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Das
Messerbasisteil 12 ist mit einer teilzylindrisch konvexen
Grundfläche 54 (siehe 9)
ausgebildet, deren Krümmungsmittelpunkt-Achse 56 mit der
Schneide 58 eines Mikrotommessers 60 zusammenfällt. Das
Messerbasisteil 12 ist an einem nicht dargestellten Mikrotour-Unterteil
um die Krümmungsmittelpunkt-Achse 56 verschwenkbar,
um den Schneid- und Freiwinkel des Mikrotommessers 60 wunschgemäß einzustellen.
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Bei
dem Mikrotommesser 60 kann es sich um ein nachschleifbares
Schneidmesser oder um eine Einweg-Messerklinge handeln. In den 9 und 10 ist
eine Einweg-Messerklinge in Kombination mit Einsatzteilen 62 und 64 verdeutlicht.
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Jede
der beiden Druckspindeln 28 ist außenseitig mit einer Aussparung 66 ausgebildet,
die ein regelmäßig mehreckiges
Querschnitts-Profil besitzt. In die jeweilige Aussparung 66 ist
die von einem Klemmhebel 68 gebildete Betätigungseinrichtung 20 temporär einsteckbar.
Durch Verschwenken des Klemmhebels 68 wird die zugehörige Druckspindel 28 und
mit dieser der zugehörige
Geberkolben 22 axial verstellt. Auf diese Weise werden
mittels der Hydraulikflüssigkeit 24 die
Druckkolben 42 angetrieben, durch die das Druckstangenelement 46 gegen die
Klemmplatte 18 und diese gegen das am Messerbasisteil 12 festzuklemmende
Mikrotommesser 60 gepreßt wird.
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Gleiche
Einzelheiten sind in den 1 bis 11 jeweils
mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in
Verbindung mit allen Figuren alle Einzelheiten jeweils detailliert
zu beschreiben.
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Messerbasisteil
(von 10)
- 14
- Klemmeinrichtung
(von 10 für 60)
- 16
- Seitenteile
(von 12)
- 18
- Klemmplatte
(von 14)
- 20
- Betätigungseinrichtung
(von 10)
- 22
- Geberkolben
(in 26)
- 24
- Hydraulikflüssigkeit
(in 26)
- 26
- Hohlraum
(in 12)
- 28
- Druckspindel
(für 22)
- 30
- Anschlagelement
(für 28)
- 32
- Begrenzungsnut
(in 28 für 30)
- 34
- Druckeinstell-Element
(von 22 für 24)
- 36
- Ventileinrichtung
(bei 26)
- 38
- Hohlraumabschnitte
(von 26)
- 40
- Verbindungskanal
(zwischen 38 und 38)
- 42
- Druckkolben
(für 46)
- 44
- Längsaussparung
(in 12 für 46)
- 46
- Druckstangenelement
(für 18 in 44)
- 48
- Aussparungen
(in 46 für 42)
- 50
- teilzylindrische
Querrinne (in 12 für 52)
- 52
- Lagerwulst
(an 18)
- 54
- teilzylindrisch
konvexe Grundfläche
(von 12)
- 56
- Krümmungsmittelpunkt-Achse
(von 54)
- 58
- Schneide
(von 60)
- 60
- Mikrotommesser
- 62
- Einsatzteil
(für 60)
- 64
- Einsatzteil
(für 60)
- 66
- Aussparung
(in 28 für 68)
- 68
- Klemmhebel
(von 20)