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Die Erfindung betrifft eine Petrischalen-Befüllvorrichtung mit einer Abfülleinrichtung und einem drehbaren Karussell mit mehreren Schalenschächten, in denen jeweils ein Stapel von mehreren Petrischalen aufnehmbar ist.
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In Petrischalen werden beispielsweise Mikroorganismen kultiviert oder Zellkulturen gezüchtet, um diese später untersuchen zu können. Hierfür wird in die Petrischale ein Nährmedium eingebracht. Besonders in Großlaboren ist es notwendig, eine Vielzahl an Petrischalen mit einem Nährmedium zu befüllen.
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Die
DE 21 51 090 B2 zeigt eine Petrischalen-Befüllvorrichtung, bei der aus einem in einem Schacht befindlichen Stapel leerer Petrischalen einzelne Schalen von unten seitwärts entnommen, dann in einer sterilen Kammer mit Nährmedium befüllt und schließlich einzeln seitwärts aus der Vorrichtung ausgegeben werden. Eine rationelle Befüllung einer größeren Zahl von Petrischalen lässt sich mit dieser Vorrichtung nicht erreichen.
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Weiterhin sind aus der einschlägigen Praxis Petrischalen-Befüllvorrichtungen bekannt, bei denen in einem drehbaren, runden Karussell mehrere parallele vertikale Schalenschächte vorgesehen sind, die jeweils mit leeren Petrischalen mit jeweils einem abnehmbaren, lose aufliegenden Deckel befüllt sind. Zumindest einer der Schächte bleibt frei. Zum Befüllen mit dem Nährmedium wird aus einem Schacht zunächst die unterste Petrischale nach unten entnommen und einer Abfülleinrichtung zum Befüllen mit dem Nährmedium zugeführt. Nachfolgend wird von unten her diese nunmehr befüllte Petrischale in den leeren Schacht angehoben und darin gegen eine Bewegung zurück nach unten gesperrt. Nachfolgend wird sukzessive der eine Schacht mit den leeren Petrischalen nach unten entleert und der zunächst leere Schacht von unten her mit gefüllten Petrischalen beschickt. Ist der erste Schacht vollständig entleert, wird das Karussell um eine Schacht-Position weiter gedreht und der Prozess wiederholt sich mit dem nächsten vollen Schacht. Dabei ist die Mechanik der Petrischalen-Befüllvorrichtung derart ausgebildet, dass selbsttätig vor dem Befüllen ein Deckel von einer Petrischale abgehoben wird, diese befüllt wird und nachfolgend der Deckel wieder auf die Petrischale aufgesetzt wird, bevor diese in den anderen Schacht von unten her eingeführt wird.
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Bei derartigen Petrischalen-Befüllvorrichtungen muss üblicherweise ein Schalenstapel einzeln in den Schalenschacht des Karussells eingesetzt beziehungsweise aus diesem entnommen werden. Zur Beschleunigung dieses Vorgangs ist eine Petrischalen-Befüllvorrichtung bekannt, bei der aus einem fest eingebauten Karussell die Schächte einzeln entnommen werden können. So kann beispielsweise ein einzelner Schacht mit vollen Petrischalen insgesamt entnommen und unmittelbar anschließend ein anderer Schacht mit leeren Petrischalen eingesetzt werden. Das Entnehmen der gefüllten Schalen aus dem Schacht und das Einsetzen von neuen, leeren Schalen in denselben Schacht können dann räumlich getrennt von der Befüllvorrichtung separat erfolgen. Der so erzielbare Zeitgewinn bei der Bedienung der Befüllvorrichtung ist allerdings begrenzt.
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Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Petrischalen-Befüllvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine noch höhere Wirtschaftlichkeit des Betriebes der Vorrichtung erzielt wird, indem das Befüllen mit leeren Petrischalen und das Entnehmen von gefüllten Petrischalen weiter beschleunigt wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Petrischalen-Befüllvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Karussell insgesamt einschließlich in den Schalenschächten befindlicher Stapel von Petrischalen von der übrigen Befüllvorrichtung abnehmbar ist.
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Bei einer derart ausgebildeten Petrischalen-Befüllvorrichtung ist eine herkömmliche Abfülleinrichtung unterhalb des Karussells für die Petrischalen angeordnet, wobei nacheinander leere Petrischalen der Abfülleinrichtung zugeführt, mit Nährmedium, beispielsweise Agar, befüllt und dann in einen zunächst leeren Schacht von unten her eingeführt werden. Außerdem sind auch Einrichtungen zum Abheben und Wiederaufsetzen eines Petrischalen-Deckels vorgesehen. Oberhalb der Abfülleinrichtung ist das Karussell mit den mehreren Schalenschächten vorgesehen, wobei mindestens ein Schacht zunächst leer ist, um befüllte Petrischalen aufzunehmen. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorteilhaft das Karussell insgesamt abnehmbar. Somit kann nun ein Karussell vorab und räumlich von der Befüllvorrichtung getrennt mit leeren Petrischalen bestückt und dann auf die Petrischalen-Befüllvorrichtung mit der Abfülleinrichtung aufgesetzt werden und die Petrischalen können nachfolgend einzeln befüllt werden. Sind alle Petrischalen befüllt, kann beispielsweise ein optischer und/oder akustischer Hinweis ausgegeben werden und eine Bedienungsperson hebt das komplette Karussell mit den gefüllten Petrischalen ab und ersetzt es durch ein neues, zweites Karussell, das vorher mit leeren Petrischalen bestückt wurde, was z. B. manuell erfolgt. Somit sind die Umrüstzeiten erheblich reduziert und der Vorgang des Befüllens der Petrischalen wird erheblich beschleunigt, was die Wirtschaftlichkeit der Befüllvorrichtung optimiert.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.
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In bevorzugter Weise ist das Karussell mit einer Karussellgrundplatte ausgestattet, wobei die Karussellgrundplatte verdrehfest mit der übrigen Befüllvorrichtung verbindbar ist und wobei das Karussell relativ zu der Karussellgrundplatte drehbar ist. Dabei liegt jeder Schalen-Stapel mit der Unterseite der untersten Schale auf der Grundplatte auf, so dass beim Abheben des gesamten Karussells alle Schalen-Stapel im Karussell verbleiben. Für ein Entnehmen beziehungsweise Wiedereinführen einzelner Petrischalen zum Zweck ihres Befüllens sind vorzugsweise in der Grundplatte zwei Durchbrechungen vorgesehen, insbesondere im Abstand zweier benachbarter Schalenschächten. An der ersten Durchbrechung werden die Petrischalen nach unten hin entnommen und der Abfülleinrichtung zugeführt. An der zweiten Durchbrechung werden die befüllten Petrischalen von unten her nach oben in den zunächst leeren Schalenschacht eingeführt. Dabei ist zumindest an einer der beiden Durchbrechungen eine Rückfallsperre vorgesehen, um beim Abheben des Karussells das Herausfallen eines befüllten Schalen-Stapels zu vermeiden, auch wenn sich unter diesem Schalenstapel die Durchbrechung der Grundplatte befindet. Diese Rückfallsperre kann beispielsweise in Form schwenkbeweglicher Sperrklinken ausgeführt sein, die beim Einführen von unten her von den Petrischalen angehoben werden. Sobald die Petrischale über die Sperrklinken hinaus angehoben worden ist, klappen die Sperrklinken wieder in eine im Wesentlichen horizontale Position zurück. Die Grundplatte dreht sich bei der Bewegung des Karussells nicht mit, so dass die beiden Durchbrechungen ortsfest sind, um jeweils Petrischalen aus dem Karussell zu entnehmen beziehungsweise wieder in das Karussell einzuführen. Die Grundplatte ist aber gemeinsam mit dem eigentlichen Karussell abnehmbar und wieder auf die übrige Befüllvorrichtung aufsetzbar.
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Zur Verringerung von Reibungswiderstand, Verschleiß und Betriebsgeräuschen ist auf der Karussellgrundplatte für die jeweils untersten in den Schalenschächten befindlichen Petrischalen eine Gleitbahn vorgesehen, auf der jeweils die untersten Petrischalen bei der Kreisbewegung des Karussells leichtgängig und leise gleiten.
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Um einen möglichst geringen Reibungswiderstand zu erhalten, besteht diese Gleitbahn vorzugsweise aus Glas.
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Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass in einer Position unter der Karussellgrundplatte in der Befüllvorrichtung ein motorischer Drehantrieb für das Karussell angeordnet ist und dass oberseitig am Drehantrieb und unterseitig am Karussell Drehkupplungsmittel angeordnet sind, die durch das Abheben des Karussells von der Befüllvorrichtung außer Eingriff und durch ein Aufsetzen des Karussells auf die Befüllvorrichtung in Eingriff bringbar sind. Die Handhabung des Karussells beim Verbinden mit der übrigen Befüllvorrichtung und beim Lösen von der Befüllvorrichtung wird so sehr einfach und sicher. Der Drehantrieb kann beispielsweise elektromotorisch sein. Auch ist aus Sicherheitsgründen zweckmäßig eine mechanische Arretierung des Karussells im mit der übrigen Befüllvorrichtung verbundenen Zustand vorgesehen.
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Um Petrischalen unterschiedlichen Durchmessers ohne Umrüstung der Befüllvorrichtung befüllen zu können, ist zweckmäßig der Abfülleinrichtung ein konischer Schalenzentrierring zugeordnet, in den jeweils eine Petrischale für ihre Befüllung absenkbar ist und der die jeweils zu befüllende Schale zentriert. Bevorzugt ist unterhalb des Schalenzentrierrings eine Auflagefläche angeordnet, die für eine exakt waagerechte Ausrichtung der jeweils zu befüllenden Schale sorgt. Dabei ist zweckmäßig die Auflagefläche etwas größer als die größte zur Befüllung vorgesehene Petrischale. So werden sowohl Schalen geringeren Durchmessers als auch Schalen größeren Durchmessers ausreichend zentriert und in gleicher Höhenlage für die Befüllung bereitgestellt.
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Wenn besonders große Unterschiede bei den Durchmessern verschiedener Petrischalen vorliegen, dann können mehrere konische Schalenzentrierringe unterschiedlicher Durchmesser vorgesehen sein, von denen jeweils einer je nach dem Durchmesser der zu befüllenden Petrischalen in der Abfülleinrichtung anbringbar ist.
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Der Betrieb der Petrischalen-Befüllvorrichtung wird vorzugsweise durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert und überwacht, um einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb mit gleich bleibend hoher Produktqualität zu gewährleisten.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Petrischalen-Befüllvorrichtung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1: eine Petrischalen-Befüllvorrichtung in Ansicht,
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2: ein Karussell der Befüllvorrichtung in Seitenansicht,
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3: das Karussell im Horizontalschnitt nach der Linie A-A in 2,
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4: das Karussell in einem Teil-Querschnitt nach der Linie B-B in 3 und
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5: das in 4 eingekreiste Detail C des Karussells in einer vergrößerten Schnittdarstellung.
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In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Petrischalen-Befüllvorrichtung 1 dargestellt, die ein Karussell 2 mit einer Karussellgrundplatte 10 und eine darunter angeordnete Abfülleinrichtung 3 umfasst. In 1 ist eine Klappe 14 geöffnet, um auf die Abfülleinrichtung 3 bei Bedarf zugreifen zu können.
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Das in den 2 bis 5 für sich dargestellte Karussell 2 hat über seinen Umfang verteilt mehrere vertikale Schalenschächte 7 zur Aufnahme je eines Petrischalenstapels, wobei zunächst alle Schächte 7 bis auf einen Schacht 7b mit leeren Petrischalen 4 bestückt sind.
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Bei jedem Füllvorgang wird aus dem Karussell 2 eine Petrischale 4 durch eine erste Durchbrechung 5 aus einem Schacht 7a (3) nach unten hin entnommen und in der Abfülleinrichtung 3 mit einer vorgebbaren Menge eines Nährmediums, wie Agar, befüllt. In der Abfülleinrichtung 3 werden die Petrischalen 4 in einer revolverartigen Aufnahme 3' (1) gehalten und elektromotorisch bewegt.
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Nach ihrem Befüllen wird die Petrischale 4 zur Seite bewegt und durch eine zweite Durchbrechung 6 von unten her nach oben in einen Schalenschacht 7b des Karussells 2 eingeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Karussell 2 über zwölf Schalenschächte 7, die hier jeweils durch vertikale Metallstäbe 8 gebildet sind, wie besonders aus dem Schnitt A-A aus 2, der in 3 wiedergegeben ist, ersichtlich wird. Insgesamt kann das Karussell 2 dabei beispielsweise einige Hundert Petrischalen 4 aufnehmen.
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Das Karussell 2 wird, vorzugsweise elektromotorisch, nach dem vollständigen Entleeren eines ersten Schalenschachtes 7a, dessen Petrischalen 4 nun in befülltem Zustand im benachbarten Schalenschacht 7b angeordnet sind, um eine Schacht-Position weiter gedreht, wie durch den Pfeil R in 3 angedeutet, und der zuvor beschriebene Arbeitsablauf wiederholt sich.
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Zum Beschleunigen des Austauschens der Petrischalen 4 ist das gesamte Karussell 2 abnehmbar ausgebildet. Dazu ist das Karussell 2, wie in 4 ersichtlich, mit einem unterseitigen Lager 9 ausgestattet, welches zum einen die Drehung des Karussells 2 relativ zur Karussellgrundplatte 10 erlaubt und welches mit einem Drehantrieb in der Befüllvorrichtung 1 in und außer Eingriff bringbar ist. Zu letzterem Zweck dienen unterseitig im Bereich des Lagers 9 vorgesehene Drehkupplungsmittel 15, die hier durch nach unten hin offene Vertiefungen gebildet sind, die mit passend geformten Vorsprüngen des hier nicht sichtbaren Drehantriebes durch Aufsetzen des Karussells 2 in Eingriff und durch Abheben des Karussells 2 außer Eingriff bringbar sind.
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An der Karussellgrundplatte 10 ist, wie die 4 und 5 zeigen, eine nach oben und unten vorragende, gefederte Verdrehsicherung 17 angeordnet. Diese Verdrehsicherung 17 koppelt die Karussellgrundplatte 10 mit dem Rest des Karussells 2 beim Abheben des Karussells 2, um ein gegenseitiges Verdrehen zu unterbinden. Wenn das Karussell 2 auf die Abfüllvorrichtung 1 aufgesetzt ist, wird die Verdrehsicherung 17 gegen die Federkraft angehoben und gelangt so in eine Entriegelungsposition, in der das Karussell 2 relativ zu der Grundplatte 10 drehbar ist. Die Grund platte 10 wird arretiert, indem Karussellfüße in Aussparungen in der Deckplatte der Abfüllvorrichtung 1 einrasten.
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Um das Karussell 2 einfach handhaben zu können, sind an einigen Metallstäben 8 Bügel 13 als Handgriffe vorgesehen.
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Damit ein Herausfallen der befüllten Petrischalen 4 beim Abheben vermieden wird, ist das Karussell 2 mit der Karussellgrundplatte 10 ausgestattet, die während des Drehens des Karussells 2 in Richtung R aber nicht mit verdreht wird, so dass die beiden Durchbrechungen 5 und 6 der Karussellgrundplatte 10 relativ zur Abfülleinrichtung 3 ortsfest sind. Um das Herausfallen eines befüllten Petrischalenstapels aus dem Schalenschacht 7b über der zweiten Durchbrechung 6 beim Abheben des Karussells 2 zu vermeiden, sind Rückfallsperren 11, beispielsweise in Form von schwenkbeweglichen Sperrklinken, vorgesehen, die beim Einführen einer Petrischale 4 von unten her in den Schalenschacht 7b angehoben werden und nach dem Anheben der Petrischale 4 über die Rückfallsperren 11 wieder in ihre horizontale Sperrposition zurückfallen.
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Zur Erzielung eines niedrigen Reibwiderstandes ist auf der Karussellgrundplatte 10 eine Gleitbahn 12, insbesondere in Form eines Glasrings, vorgesehen, auf der jeweils die unterste Petrischale 4 jedes Schalenstapels aufliegt und bei Drehung des Karussells 2 gleitet. In 5 ist beispielhaft eine Petrischale 4 mit einem aufliegenden Deckel 4' gezeigt, da in der Befüllvorrichtung 1 sowohl Petrischalen 4 ohne als auch mit Deckel 4' befüllbar sind.
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Um Petrischalen 4 unterschiedlichen Durchmessers mit derselben Befüllvorrichtung 1 befüllen zu können, ist an der Abfülleinrichtung 3 ein sich nach unten verengender konischer Schalenzentrierring 16 angeordnet. Jeweils eine Petrischale 4 wird in den Schalenzentrierring 16 abgesenkt und dadurch zentriert und kommt dann auf einer Auflagefläche unterhalb des Schalenzentrierrings 16 zu liegen. Der konische Schalenzentrierring 16 kann auch gegen einen Schalenzentrierring mit einem anderen, kleineren oder größeren Durchmesser austauschbar sein, wenn besonders große Durchmesserunterschiede bei den zu befüllenden Petrischalen 4 vorliegen.
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Es versteht sich, dass die Petrischalen-Befüllvorrichtung
1 zweckmäßig mit einer elektronischen Steuerung ausgestattet ist, um das Entnehmen, Befüllen und Wiedereinführen der Petrischalen
4 und das Drehen des Karussells
2 automatisiert ausführen zu können. Durch die Abhebbarkeit des Karussells
2 kann ein vollständig befülltes Karussell
2 rasch gegen ein mit leeren Petrischalen
4 bestücktes zweites Karussell
2 ausgetauscht werden, so dass die Bearbeitungszeit insgesamt reduziert wird und eine hohe Wirtschaftlichkeit der Befüllvorrichtung
1 erzielt wird. Bezugszeichenliste:
| Zeichen | Bezeichnung |
| 1 | Petrischalen-Befüllvorrichtung |
| 2 | Karussell |
| 3 | Abfülleinrichtung |
| 3' | revolverartige Aufnahme in 3 |
| 4 | Petrischale |
| 4' | Deckel von 4 |
| 5 | erste Durchbrechung in 10 |
| 6 | zweite Durchbrechung in 10 |
| 7, 7a, 7b | Schalenschächte |
| 8 | Metallstäbe |
| 9 | Lager |
| 10 | Karussell-Grundplatte |
| 11 | Sperrklinke |
| 12 | Gleitbahn |
| 13 | Bügel |
| 14 | Klappe |
| 15 | Drehkupplungsmittel |
| 16 | Schalenzentrierring |
| 17 | Verdrehsicherung |
| R | Drehrichtung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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