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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren und Speichern von Transportelementen.
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Zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Ablaufs von Bearbeitungsvorgängen sind Vorrichtungen zum Speichern und für den An- und Abtransport zu behandelnder Proben oder Werkstücke erforderlich.
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Die
DE 26 06 900 A1 zeigt eine Transporteinrichtung mit einem Tisch und in der Anzahl variierbaren Ständern zur Aufnahme von Probenhaltern. Auch bei einer geringen Anzahl von zu transportierenden Ständern zur Aufnahme von Probenhaltern ist der gesamte Tisch erforderlich, was im Hinblick auf Platz- und Raumbedarf erhebliche Nachteile mit sich bringt.
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Das
US Patent 3 221 781 A zeigt eine Probenaufnahmevorrichtung zum Verteilen eines Fluidstromes an eine Vielzahl von Aufnahmegefäßen, die sich in lang gestreckten, kastenartigen Haltern befinden, die auf einem rechteckigen Basisteil angeordnet sind, das eine, in seiner Größe unveränderbare Fläche aufweist.
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Aus der
DE 29 35 740 A1 ist ein Transportsystem für Probenträger bekannt, bei dem ein Transport der Proben durch Bänder vorgesehen ist. Das Transportsystem umfasst einen Tisch, der in zwei Felder unterteilt ist, wobei in den Feldern jeweils ein Paar sich parallel zueinander erstreckender Transportbänder angeordnet ist. Ein Transport zwischen beiden Feldern ist über einen Flansch mit daran angeordneten Stiften vorgesehen, wobei die Stifte in Schlitze auf der Unterseite der Probenträger eingreifen.
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Aus der
EP 0 096 065 B2 ist ein weiteres Transportsystem bekannt, wobei jedoch auch dieses Transportsystem einen einteiligen Tisch aufweist. Der Tisch ist in zwei Bereiche mit jeweils einem Paar Förderbänder unterteilt. Ein Transport zwischen beiden Bereichen ist über eine umlaufende Kette möglich.
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Es ergibt sich die Aufgabe eine Vorrichtung zum Speichern und Transportieren zu behandelnder Gegenstände oder Proben zu entwickeln, deren Platzbedarf in Abhängigkeit der Anzahl zu behandelnder Gegenstände ohne großen technischen Aufwand variierbar ist und deren Konstruktionsaufbau einfach realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zum Transportieren und Speichern von Transportelementen, die einer Behandlungseinheit zuzuführende Gegenstände oder Proben aufnehmen, eine Basiseinheit zur Aufnahme der Transportelemente und Mittel zum Verschieben der Transportelemente in eine erste und eine zweite dazu entgegen gesetzte Längsrichtung sowie in eine erste und eine zweite dazu entgegen gesetzte Querrichtung auf, wobei die Basiseinheit mindestens zwei Teileinheiten einschließt, die zu der Basiseinheit miteinander verbindbar sind, und die jeweils einen Längs- und einen Querantrieb mit zugehörigen Steuereinheiten aufweisen. Durch die Aufteilung der Basiseinheit in zwei Teileinheiten ist mit dieser Vorrichtung die Möglichkeit gegeben, eine in Abhängigkeit der Anzahl zu behandelnder Gegenstände wählbare Erweiterung der Basiseinheit vorzunehmen. Dadurch benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer niedrigen Anzahl zu behandelnder Proben oder Gegenstände nur einen geringen Platzbedarf und bietet zugleich für das Bereithalten einer höheren Anzahl zu behandelnder Proben die Option einer wählbaren Vergrößerung.
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Zur Realisierung der Erweiterungsoption kann mindestens eine Teileinheit als Flächenantriebsmodul ausgebildet sein, das hinsichtlich der Antriebe und der zugehörigen Steuereinheiten autark ist, wobei das Flächenantriebsmodul vorzugsweise aus einem Rahmen zur Unterbringung eines Querantriebs, eines Längsantriebs sowie zugehöriger Steuereinheiten und einer ebenen Tischfläche zum Transportieren und Speichern von Transportelementen besteht.
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Um eine noch kompaktere Ausführung zu erreichen, kann eine Teileinheit als Behandlungseinheit ausgebildet sein, die mit dem Flächenantriebsmodul verbunden und mit dessen Steuereinheiten und Antrieben synchronisiert ist. Dadurch kann bereits eine Mehrzahl von Transportelementen gespeichert, transportiert und der Behandlungseinheit zugeführt werden.
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Bei einer beispielsweise neben der Basiseinheit angeordneten Behandlungseinheit können zwei Flächenantriebsmodule miteinander verbunden sein, wobei ebenfalls die Antriebe und Steuereinheiten miteinander synchronisiert sind. So können Behandlungseinheiten unterschiedlicher Art eingesetzt werden, um beispielsweise verschiedene Bearbeitungsvorgänge mit den Proben oder Gegenständen zu realisieren.
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Um ein einfaches Bewegen der Transportelemente zu erreichen, kann das Flächenantriebsmodul eine plattenförmige Tischfläche aufweisen, wobei die Antriebe unterhalb der Tischfläche angeordnet sind.
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Für eine modulare Erweiterung der Transport- und Speicherfläche zur Aufnahme einer größeren Anzahl von Transportelementen kann zwischen den beiden Teileinheiten mindestens ein Erweiterungselement angeordnet sein, um eine in Abhängigkeit von der Anzahl zu behandelnder Erweiterungselemente vergrößerte Tischfläche zu bilden.
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In einer vorteilhaft einfachen und stabilen Ausführung können die Erweiterungselemente plattenförmig ausgebildet sein. Bei einer größeren Anzahl aneinander angeordneter Erweiterungselemente können diese auch ein die Stabilität verbesserndes Stützelement aufweisen.
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Wenn die Anzahl der Erweiterungselemente und damit der auf der gebildeten Tischfläche zu verschiebenden Gegenstände für die Leistungen der Antriebe zu groß wird, kann vorgesehen sein, die Leistungen der Antriebe an die Anzahl der Erweiterungselemente anzupassen, damit die Transportelemente sicher und zuverlässig weiterbewegt werden können.
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Um einen ununterbrochenen Transport von Gegenständen, insbesondere ähnlich einer Kreisform zu ermöglichen, sind die Transportelemente in ihren Abmessungen so gewählt, dass sie aneinander anliegend auf dem oder den Flächenantriebsmodul(en) und dem oder den Erweiterungselement(en) angeordnet sind und sich gegenseitig weiter schieben, wobei für die ungestörte Bewegung mindestens eine Stelle für ein Transportelement frei ist.
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Das Flächenantriebsmodul kann in Längsrichtung und in Querrichtung erste Führungselemente für die Transportelemente aufweisen und die Transportelemente können mit zu den ersten Führungselementen komplementären zweiten Führungselementen versehen sein. Dadurch sind die Transportelemente auf einer festgelegten Wegstrecke bewegbar und gegen ein Abgleiten in unerwünschte Richtungen gesichert.
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In einer bevorzugten Ausführung können die ersten und die zweiten Führungselemente Nuten und Erhebungen sein. Damit ist eine einfache und sichere Führung für die Transportelemente auf der erweiterbaren, ebenen Tischfläche realisiert.
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Für eine möglichst schnelle und leicht herzustellende Erweiterung der Basiseinheit sind die Teileinheiten und die Erweiterungselemente in Längsrichtung miteinander verbindbar. Bei einer geeignet ausgeführten Basiseinheit, bei der beispielsweise eine mäanderförmige Transportkette vorgegeben ist, können die Erweiterungselemente auch in Querrichtung miteinander verbindbar sein.
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Um einen sicheren Halt zu gewährleisten, können die Teileinheiten und die Erweiterungselemente durch Buchten und komplementäre Vorsprünge verbindbar sein, wobei in die Buchten und Vorsprünge eingebrachte Stifte oder Schrauben eine feste und belastbare Verbindung sicherstellen. Alternativ sind jedoch auch Schraub- oder Steckverbindungen oder Verbindungen mittels eines reversiblen Rastmechanismus realisierbar.
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Damit die Transportelemente mit geringem Aufwand bewegbar sind, können die Antriebe Mitnehmer aufweisen, die die Tischfläche des Flächenantriebsmoduls zum Einkoppeln und Weiterbewegen der Transportelemente durchgreifen. Anstelle der Mitnehmer können auch Zug- oder Schiebelemente das Weiterbewegen der Transportelemente bewirken.
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Um eine gleichmäßige und kontinuierliche Bewegbarkeit der Transportelemente auf den vorgegebenen Wegstrecken und zur Zuführung an die Behandlungseinheit zu erreichen, ist der Hub der Längsantriebe an die Breite der Transportelemente und der Hub der Querantriebe an die Länge der Transportelemente angepasst sein.
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Für eine möglichst geringe Beanspruchung der Antriebe und um einen niedrigen Abrieb zu realisieren, können die Oberflächen des Flächenantriebsmoduls und der Erweiterungselemente einen geringen Reibungswert aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführung können die Transportelemente plattenförmig ausgebildet auf die Gegenstände oder Proben aufgesetzt werden, wobei auch Gestelle oder Racks zur Aufnahme der beispielsweise als Glasröhrchen ausgeführten Proben zu den Gegenständen gezählt werden können.
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Bei einer anderen Ausführungsform Für eine Aufnahme von Probengefäßen können die Transportelemente selbst als Racks oder Gestelle ausgebildet sein, wobei sie dann in ihren Abmessungen so gewählt sind, dass sie sich gegenseitig weiter schieben. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Transportelement aus einer Kombination von einem Träger und einem Gestell besteht, wobei der Träger von den Quer- bzw. Längsantrieben bewegt wird und das jeweilige Gestell die Schiebebewegung an die weiteren Gestelle weiterleitet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 5 erklärt.
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Es zeigen
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1 eine Aufsicht und eine Unteransicht eines Positionierantriebs mit Antrieben und Steuereinheit,
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2 eine Aufsicht und eine Unteransicht eines Flächenantriebsmoduls mit Antrieben und Steuereinheiten,
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3 eine Aufsicht auf ein Erweiterungselement,
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4 eine Aufsicht auf eine Basiseinheit, die den Positionierantrieb und das Flächenantriebsmodul umfasst und
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5 eine Aufsicht auf eine Kombination aus Basiseinheit und einem Erweiterungselement.
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In 1 ist ein eine Behandlungseinheit bildender Positionierantrieb 1 in einer Aufsicht a) und einer Unteransicht b) dargestellt. Auf dem Positionierantrieb 1, der im Folgenden auch als Probengeber 1 bezeichnet wird, befindet sich ein als Behälteranordnung 2 ausgeführtes Transportelement, auf dem eine Mehrzahl von Proben 3 angeordnet ist. Zudem sind auf dem Probengeber 1 ein Dosiergalgen 4, eine Standardanordnung 5, eine erste Aussparung 6 und eine zweite Aussparung 7 angeordnet. Des Weiteren weist der Positionierantrieb 1 Verbindungsvertiefungen bzw. -buchten 13 auf. Der Positionierantrieb 1 weist außerdem einen Längsantrieb 8, einen Querantrieb 9, eine Steuereinheit 10, einen Dosierantrieb 11 und zwei Längsmitnehmer 12 auf, wobei der Dosiergalgen 4 mit dem Dosierantrieb 11 und die Längsmitnehmer 12 mit dem Längsantrieb 8 verbunden sind.
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Der von dem Dosierantrieb 11 angetriebene Dosiergalgen 4 befüllt die Proben 3 aus der innerhalb der ersten Aussparung 6 geführten Standardanordnung 5 auf der innerhalb der zweiten Aussparung 7 geführten Behälteranordnung 2. Nach Befüllung aller Proben 3 wird die Behälteranordnung 2 von den Längsmitnehmern 12 auf ein in dieser Figur nicht gezeigtes Flächenantriebsmodul 15 durch einen Schiebevorgang weiter bewegt, wobei der Positionierantrieb 1 über die Verbindungsbuchten 13 und einer Steck- oder Schraubbefestigung 14 mit dem Flächenantriebsmodul 15 verbunden ist.
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In 2 ist das Flächenantriebsmodul 15 in einer Aufsicht a) und einer Unteransicht b) dargestellt. Das Flächenantriebsmodul 15 weist eine plattenförmige Tischfläche 16 auf. In die plattenförmige Tischfläche 16 sind ausgebildete Führungsnuten 25 in Längsrichtung und in Querrichtung eingebracht. Des Weiteren ist das Flächenantriebsmodul 15 mit einem Längsantrieb 17, einer Steuereinheit 19 für den Längsantrieb 17, einem Querantrieb 18 und einer Steuereinheit 20 für den Querantrieb 18 versehen, wobei der Querantrieb 18 mit Quermitnehmern 21 und der Längsantrieb 17 mit Längsmitnehmern 22 verbunden sind, die jeweils Mitnehmernuten 23 durchgreifen. Das Flächenantriebsmodul 15 ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und weist an einer langen Seite Verbindungsvorsprünge 24 auf.
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Das Flächenantriebsmodul 15 dient zum Transportieren und Speichern von in dieser Figur nicht dargestellten Behälteranordnungen 2, die dem Probengeber 1 zuzuführen sind.
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Für eine sichere Verbindung mit dem Positionierantrieb 1 sind die Verbindungsvorsprünge 24 des Flächenantriebsmoduls 15 zu den Verbindungsbuchten 27 des Positionierantriebs 1 komplementär ausgebildet, wobei in die Buchten und Vorsprünge eingebrachte Stifte oder Schrauben 14 eine feste und belastbare Verbindung sicherstellen.
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3 zeigt ein Erweiterungselement 26 in der Aufsicht auf. Das plattenförmig und ebenfalls im Wesentlichen recheckförmig ausgebildete Erweiterungselement 26 weist Verbindungsbuchten 27 und komplementäre Verbindungsvorsprünge 28 sowie in Längsrichtung Führungsschienen 29 auf. Aufgrund einer speziellen Beschichtung weisen die Oberfläche des Erweiterungselementes 26 wie auch die plattenförmige Tischfläche 16 des Flächenantriebsmoduls 15 geringe Reibungswerte auf.
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In 4 ist eine Kombination aus Positionierantrieb 1 und Flächenantriebsmodul 15 als Basiseinheit 30 in einer Aufsicht dargestellt. Der Positionierantrieb 1 und das Flächenantriebsmodul 15 sind über die Verbindungsbuchten 13 des Positionierantriebes 1 und die dazu komplementären Vorsprünge 24 des Flächenantriebsmoduls 15 in Längsrichtung miteinander verbunden. Zudem ist die Steuereinheit 10 des Positionierantriebes 2 mit den Steuereinheiten 19 und 20 des Längsantriebes 17 und des Querantriebes 18 des Flächenantriebsmoduls 15 synchronisiert.
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Auf der Basiseinheit 30 befinden sich vier aneinander anliegend angeordnete, als Rack oder Gestell ausgebildete Behälteranordnungen 2 zur Aufnahme von Proben 3. Die Behälteranordnungen 2 sind zum Verschieben auf einer durch die in die Tischfläche 16 eingebrachten Führungsnuten 25 festgelegten Wegstrecke mit zu den Führungsnuten 25 komplementären Führungserhebungen auf den Unterseiten der Behälteranordnungen 2 versehen.
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Nach einer Behandlung der sich auf dem Positionierantrieb 1 befindenden Behälteranordnung 2 durch den Dosiergalgen 4 wird die Behälteranordnung 2 von den mit dem Längsantrieb 8 verbundenen Längsmitnehmern 12 des Positionierantriebes 1 in eine erste Längsrichtung 32 verschoben, wobei der Hub des Längsantriebes 8 an die Breite der Behälteranordnung 2 angepasst ist. Dabei werden alle in der ersten Längsrichtung 32 aneinander angeordneten Behälteranordnungen 2 ebenfalls verschoben. Der durch die Tischfläche 16 des Flächenantriebsmoduls 15 durchgreifende Längsmitnehmer 22 des Flächenantriebsmoduls 15 bewegt daraufhin alle in einer zweiten Längsrichtung 33 aneinander geordneten Behälteranordnungen 2 durch eine Aktivierung des Längsantriebes 17 weiter, wobei der Hub des Längsantriebes 17 ebenfalls an die Breite der Behälteranordnung 2 angepasst ist. Anschließend befindet sich wieder eine zu behandelnde Behälteranordnung 2 auf dem Positionierantrieb 1 und zugleich ist eine freie Position für ein Querverschieben auf dem Flächenantriebsmodul 15 vorhanden und die mit dem Querantrieb 18 verbundenen, ebenfalls durch die Tischfläche 16 des Flächenantriebsmoduls 15 durchgreifenden Quermitnehmer 21 verschieben die Behälteranordnung 2 in eine erste Querrichtung 34, wobei der Hub des Querantriebes 18 an die Länge der Behälteranordnung 2 angepasst ist. Die Querverschiebung der Behälteranordnungen 2 in eine zweite Querrichtung 35 findet während des Behandlungsvorganges der auf der Behälteranordnung 2 angeordneten Proben 3 mit dem Querantrieb 9 des Positionierantriebes 1 statt.
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Alternativ zu der in 4 gezeigten Basiseinheit 30, die aus dem Positionierantrieb 1 und dem Flächenantriebsmodul 15 zusammengesetzt ist, kann eine Basiseinheit auch aus zwei Flächenantriebsmodulen 15 mit autarken Antrieben 17 und 18 und zugehörigen Steuereinheiten 19 und 20 zusammengesetzt sein, wobei die Antriebe 17 und 18 und die Steuereinheiten 19 und 20 der Flächenantriebsmodule 15 miteinander synchronisiert sind.
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In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Behälteranordnungen 2 zur Aufnahme von Proben 3, die selbst als Transportelemente dienen, durch plattenförmige Transportelemente mit den in Längs- und Querrichtung gleichen Abmessungen wie die Behälteranordnungen 2 oder durch beliebig geformte Träger mit den Behälteranordnungen 2 der oben erwähnten Abmessungen Transportelemente bilden.
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5 zeigt eine Aufsicht auf eine Kombination 31 aus der Basiseinheit 30 und einem Erweiterungselement 26. Auf der Kombination 31 befinden sich sechs aneinander anliegend angeordnete, als Rack oder Gestell ausgebildete Behälteranordnungen 2 zur Aufnahme von Proben 3. Das Verschieben der Behälteranordnungen 2 in die erste Längsrichtung 32 und in die zweite Längsrichtung 33, wie auch in die erste Querrichtung 34 und in die zweite Querrichtung 35 läuft analog zu den in 4 ausgeführten Vorgängen ab.
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Für eine weitere Vergrößerung der mit einem Erweiterungselement 26 ergänzten Basiseinheit 30 können auch mehrere Erweiterungselemente 26 in Längsrichtung zwischen dem Probengeber 1 und dem Flächenantriebsmodul 15 angeordnet sein, wobei gegebenenfalls die Leistungen der Längsantriebe 8 und 17 an die Anzahl der Erweiterungselemente 26 angepasst sein können.
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Die Basiseinheit 30 wie auch die Kombination 31 aus Basiseinheit 30 und Erweiterungselementen 26 können mit Rahmenelementen 36 auf einer beliebigen ebenen Fläche aufgestellt oder ohne Rahmenelemente in eine mit entsprechenden Aussparungen versehenen Fläche eines vorhandenen Tisches eingebaut werden.
