DE102014115474A1

DE102014115474A1 - Laborschüttler

Info

Publication number: DE102014115474A1
Application number: DE102014115474.6A
Authority: DE
Inventors: Walter Lohmann
Original assignee: Hans Heidolph GmbH and Co KG
Current assignee: Hans Heidolph GmbH and Co KG
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28
Also published as: WO2016062815A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laborgerät, nämlich ein Schüttelgerät, mit einem Probenträger, einem Planetengetriebe mit mehreren Komponenten umfassend ein Sonnenrad, wenigstens ein Planetenrad, ein Hohlrad und insbesondere einen Planetenradträger, und zumindest einer sich von dem Planetengetriebe in Richtung des Probenträgers erstreckenden Verbindungseinrichtung, welche das Planentengetriebe mit dem Probenträger derart verbindet, dass eine Bewegung der Komponenten des Planetengetriebes relativ zueinander in eine Schüttelbewegung des Probenträgers umgesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laborgerät, nämlich ein Schüttelgerät, mit einem Probenträger. Bei dem Probenträger kann es sich beispielsweise um eine Plattform bzw. eine plattformartige Aufnahme für z.B. Mikrotiterplatten, Erlenmeyerkolben, Petrischalen, Adapter für Reagenzgläser oder dergleichen oder um einen Halter für Reagenzgläser handeln, d.h. das Schüttelgerät kann beispielsweise als Plattformschüttler oder als Reagenzglasschüttler ausgebildet sein.
Herkömmliche Schüttelgeräte sind dazu ausgebildet, jeweils eine einzige spezielle Bewegung bzw. Bewegungsart auszuführen. Hierbei kann es sich um eine kreisförmig vibrierende Bewegung, eine Rotationsbewegung, eine Wippbewegung, eine reziproke Bewegung oder eine Taumelbewegung handeln. Für die Realisierung dieser Bewegungen sind komplexe Antriebe und/oder Führungssysteme notwendig. Beispielsweise ist es bekannt, zur Erzeugung einer Schüttelbewegung eine Mechanik vorzusehen, die durch einen Riemen angetrieben wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Laborgerät zu schaffen, bei dem Proben auf einfache und bevorzugt in vielfacher Weise geschüttelt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß umfasst das Schüttelgerät ein Planetengetriebe mit mehreren Komponenten, die ein Sonnenrad, wenigstens ein Planetenrad, ein Hohlrad und optional einen Planetenradträger umfassen. Das Schüttelgerät weist eine oder mehrere sich insbesondere jeweils von dem Planetengetriebe in Richtung des Probenträgers erstreckende Verbindungseinrichtung bzw. Verbindungseinrichtungen auf, welche das Planetengetriebe mit dem Probenträger derart verbindet bzw. verbinden, dass eine Bewegung der Komponenten des Planetengetriebes relativ zueinander in eine Schüttelbewegung des Probenträgers umgesetzt wird. Die Schüttelbewegung führt insbesondere dazu, dass die Proben geschüttelt und/oder gemischt werden.
Zur Erzeugung der Schüttelbewegung sind erfindungsgemäß keine komplexen Antriebe, Getriebe und/oder Führungen notwendig. Insbesondere sind keine Antriebsriemen erforderlich. Dadurch, dass keine Antriebsriemen erforderlich sind, muss auch keine Riemenspannung eingestellt werden, so dass der hiermit verbundene Aufwand wegfallen kann. Das Planetengetriebe gibt der wenigstens einen Verbindungseinrichtung eine Position bzw. einen Bewegungsablauf vor, so dass Justierarbeiten entbehrlich werden. So kann die Schüttelbewegung erfindungsgemäß auf einfache Weise unmittelbar von einer Bewegung des Planetengetriebes bzw. zumindest einer Komponente hiervon abgeleitet werden.
Bei dem Planetengetriebe kann es sich um ein Planetengetriebe handeln, bei welchem das Hohlrad feststehend ist und das Sonnenrad um seine Rotationsachse rotiert. Das Sonnenrad kann zumindest ein, vorzugsweise drei Planetenräder antreiben. Das Planetenrad ist bzw. die Planetenräder sind zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet. Mehrere Planetenräder können über einen Planetenradträger, welcher insbesondere ringförmig ausgebildet ist, miteinander verbunden sein. Alternativ umfasst das beanspruchte Planetengetriebe z.B. auch ein Planetengetriebe, bei dem das Sonnenrad feststehend ist, während sich das Hohlrad bewegt und das oder die Planetenräder antreibt. Der Begriff "Rotationsachse des Sonnenrads" ist demnach auch auf solche Fälle anwendbar, in denen das Sonnenrad feststehend ist, d.h. im Betrieb des Planetengetriebes keine Rotation ausführt.
Da die einzelnen Komponenten des Planetengetriebes unterschiedliche Bewegungen ausführen, kann auch der Probenträger grundsätzlich auf vielfältige Weise bewegt werden.
Insbesondere ist die zumindest eine Verbindungseinrichtung zu einer Rotationsachse des Sonnenrads radial versetzt angeordnet. Die jeweilige Verbindungseinrichtung kann im Betrieb des Planetengetriebes einen vorgegebenen Pfad durchlaufen, der in eine entsprechende Bewegungsbahn des Probenträgers umgesetzt wird. Bevorzugt ist der Probenträger gegen eine Rotation um die Rotationsachse des Sonnenrads oder eine hierzu parallele Achse gesichert. Der Probenträger kann durch eine Halteeinrichtung abgestützt werden, beispielsweise durch ein Auflager, auf dem der Probenträger im Randbereich zumindest teilweise aufliegt, und/oder durch die eine oder mehreren Verbindungseinrichtungen. Mehrere Verbindungseinrichtungen sind bevorzugt in Umfangsrichtung bezüglich der Rotationsachse des Sonnenrads voneinander beabstandet angeordnet.
Weitere Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zumindest eine Verbindungseinrichtung mit dem Sonnenrad, dem oder einem der Planetenräder, dem Planetenradträger oder dem Hohlrad verbunden. Da diese Komponenten jeweils eine Rotations- bzw. Kreisbewegung ausführen können, kann über die wenigstens eine Verbindungseinrichtung auf einfache Weise eine Schüttelbewegung des Probenträgers abgeleitet werden. Eine am Planetenrad befestigte Verbindungseinrichtung kann zentral, d.h. im Bereich der Rotationsachse des Planetenrads, oder radial versetzt zu der Rotationsachse des Planetenrads am Planetenrad angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Schüttelbewegung eine kreisförmige, um die Rotationsachse des Sonnenrads umlaufende Bewegung, insbesondere Hauptbewegung, des Probenträgers. Der Begriff "Hauptbewegung" wird lediglich als Abgrenzung zu einer möglichen weiteren Bewegung gewählt, die dann als Nebenbewegung bezeichnet und der Hauptbewegung überlagert werden kann, wie nachstehend noch näher erläutert ist. Keineswegs ist dieser Begriff jedoch dahingehend zu verstehen, dass eine weitere Bewegung zwingend erforderlich ist. So kann der Probenträger auch lediglich eine kreisförmige Hauptbewegung ausführen. Entsprechend erfordert eine Nebenbewegung nicht zwingend eine Hauptbewegung. Das Sonnenrad kann dabei drehbar oder feststehend sein.
Insbesondere handelt es sich bei der kreisförmigen Bewegung um keine Rotation des Probenträgers um eine Achse. Vielmehr führt der gesamte Probenträger, ohne seine Ausrichtung im Raum zu ändern, eine kreisförmige Bewegung aus, wobei der kreisförmigen Bewegung grundsätzlich weitere Bewegungen überlagerbar sind, die dann insbesondere auch eine Änderung der Ausrichtung des Probenträgers im Raum zur Folge haben können.
Um eine kreisförmige, um die Rotationsachse des Sonnenrads umlaufende Bewegung, insbesondere ohne Nebenbewegung, zu erhalten, kann die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen zentral auf dem oder einem der Planetenräder angeordnet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schüttelbewegung eine kreisförmige, um die Rotationsachse des oder eines der Planetenräder umlaufende Bewegung, insbesondere Nebenbewegung, des Probenträgers. Insbesondere weist die um die Rotationsachse des oder eines der Planetenräder umlaufende Bewegung einen geringeren Bewegungsradius als eine um die Rotationsachse des Sonnenrads umlaufende Bewegung, insbesondere die vorgenannte Hauptbewegung, auf und/oder überlagert sich mit dieser zu einer zyklischen Kurvenbewegung. Bildlich gesprochen weist die Nebenbewegung somit eine höhere Frequenz als die Hauptbewegung auf. Die entstehende Kurvenbewegung ist mit einer Spirographen-Kurve vergleichbar, also einer kreisförmigen Anordnung von Schleifen.
Um eine kreisförmige, um die Rotationsachse des oder eines der Planetenräder umlaufende Bewegung zu erhalten, kann die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen zu einer Rotationsachse des Planetenrads radial versetzt auf dem Planetenrad angeordnet sein. Insbesondere kann durch diese exzentrische Anordnung auf einfache Weise die vorgenannte zyklische Kurvenbewegung realisiert werden. Die Bahn der Kurvenbewegung ist dabei abhängig von den Durchmessern des Sonnenrads und des Planetenrads sowie von dem radialen Abstand der Verbindungseinrichtung zur Rotationsachse des Planetenrads.
Grundsätzlich ist es möglich, einzelne Komponenten des Planetengetriebes auszutauschen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungseinrichtung an verschiedenen Positionen auf dem Planetenrad angeordnet sein bzw. können am Planetenrad verschiedene Befestigungseinrichtungen für die Verbindungseinrichtung vorgesehen sein, welche Positionen bzw. Befestigungseinrichtungen unterschiedliche radiale Abstände von der Rotationsachse aufweisen können. So kann die Schüttelbewegung bzw. die Bahn der Kurvenbewegung des Probenträgers auf einfache Weise variiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schüttelbewegung eine Taumelbewegung des Probenträgers. Bei der Taumelbewegung kann der Probenträger seitlich verkippen, wobei die Kipprichtung um die Rotationsachse des Sonnenrads umläuft. Der Neigungswinkel kann insbesondere zwischen 2° und 20°, vorzugsweise zwischen 5° und 10° betragen. Der Probenträger kann insbesondere lediglich eine Taumelbewegung ausführen oder aber eine Kombination aus einer kreisförmigen Hauptbewegung mit einer Taumelbewegung, eine Kombination aus einer kreisförmigen Nebenbewegung mit einer Taumelbewegung oder eine Kombination aus einer kreisförmigen Hauptbewegung und einer kreisförmigen Nebenbewegung mit einer Taumelbewegung. Erfindungsgemäß können durch ein Planetengetriebe verschiedene Bewegungsformen bzw. -arten des Probenträgers und Kombinationen hiervon auf einfache Weise realisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zumindest zwei, vorzugsweise drei, Verbindungseinrichtungen vorgesehen, welche unterschiedliche Längen aufweisen. Dabei muss nicht jede Verbindungseinrichtung eine eigene Länge aufweisen. Beispielsweise können bei drei Verbindungseinrichtungen zwei Verbindungseinrichtungen eine gemeinsame erste Länge und eine dritte Verbindungseinrichtung eine hiervon abweichende zweite Länge aufweisen. Durch die unterschiedlichen Längen kann eine gewünschte Taumelbewegung auf sichere Weise realisiert werden. Die Neigung der Taumelbewegung kann variiert werden, indem die Längen der Verbindungseinrichtungen entsprechend angepasst werden. Grundsätzlich ist für eine Taumelbewegung jedoch auch eine einzige Verbindungseinrichtung ausreichend, beispielsweise dann, wenn die Verbindungseinrichtung ihrer Bewegungsbahn folgend den Probenträger an der Bewegungsbahn entsprechenden abgefahrenen Stellen lokal nach oben drückt.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist an einer dem Planetengetriebe zugewandten Seite, insbesondere Unterseite, des Probenträgers eine drehbar gelagerte Kompensationsvorrichtung vorgesehen, welche eine Übertragung einer um die Rotationsachse des Sonnenrads umlaufenden Bewegung auf den Probenträger verhindert. Die Kompensationsvorrichtung kann vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet sein und als Angriffspunkt für die Verbindungseinrichtung dienen. Insbesondere kann durch die Kompensationsvorrichtung eine kreisförmige Nebenbewegung des Probenträgers realisiert werden, ohne dass eine kreisförmige Hauptbewegung ausgeführt wird. Auch eine Kombination aus kreisförmiger Nebenbewegung und Taumelbewegung bzw. lediglich eine Taumelbewegung ist mit der Kompensationsvorrichtung möglich.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die, höchstens eine oder genau eine der Verbindungseinrichtungen an einer festen Position des Probenträgers drehbar gelagert ist. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Verbindungseinrichtung, die zentral auf dem oder einem der Planetenräder angeordnet ist, insbesondere um ein kreisförmige, um die Rotationsachse des Sonnenrads umlaufende Bewegung zu realisieren, oder um eine Verbindungseinrichtung, die zu einer Rotationsachse des Planetenrads radial versetzt auf dem Planetenrad angeordnet ist, insbesondere um zumindest eine kreisförmige, um die Rotationsachse des Planetenrads umlaufende Bewegung zu realisieren. Eine Lagerung mehrerer Verbindungseinrichtungen jeweils an einer festen Position des Probenträgers würde in einer Rotation des Probenträgers um eine Rotationsachse resultieren. Das Vorsehen eines einzigen festen Anlenkpunkts ermöglicht es hingegen, dass die Bewegung einer jeweiligen Komponente des Planetengetriebes in zumindest eine kreisförmige Nebenbewegung umgesetzt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen an einer festen Position der vorgenannten Kompensationsvorrichtung drehbar gelagert. Hier ist auch eine drehbare Lagerung an einer festen Position für mehrere oder alle Verbindungseinrichtungen möglich, da eine Rotation des Probenträgers aufgrund des Umstands, dass die Kompensationsvorrichtung drehbar an dem Probenträger gelagert ist, ohnehin unterbunden werden kann.
Insbesondere greift die an einer festen Position des Probenträgers oder der vorgenannten Kompensationsvorrichtung drehbar gelagerte Verbindungseinrichtung in ein Gegenlager des Probenträgers oder der Kompensationsvorrichtung, welches vorzugsweise nach Art einer Gelenkpfanne ausgebildet ist, ein. Die Verbindungseinrichtung ist somit nicht drehfest mit dem Probenträger oder der Kompensationsvorrichtung verbunden, sondern relativ zu diesem bzw. dieser drehbar gelagert. Dadurch wird verhindert, dass der Probenträger um eine Rotationsachse rotiert.
Eine nicht an einer festen Position des Probenträgers oder der Kompensationsvorrichtung drehbar gelagerte Verbindungseinrichtung ist frei über eine Fläche des Probenträgers oder der Kompensationsvorrichtung beweglich oder greift in eine Führung, insbesondere eine Ringbahn, des Probenträgers oder der Kompensationsvorrichtung ein. Die Fläche ist dabei bevorzugt eben. Die Verbindungseinrichtung läuft vorzugsweise frei über diese Ebene, so dass die Bewegung der Verbindungseinrichtung folglich lediglich durch das Planetengetriebe begrenzt wird. Alternativ kann die Bewegungsfreiheit durch eine Führung eingeschränkt werden. Eine Ringbahn kann dabei z.B. als kreisringförmige Vertiefung ausgebildet sein.
Zur Überlagerung einer kreisförmigen Hauptbewegung, einer kreisförmigen Nebenbewegung sowie einer Taumelbewegung kann beispielsweise folgendes vorgesehen sein: Zwei Verbindungseinrichtungen sind jeweils zentral auf einem eigenen Planetenrad angeordnet und bewegen sich jeweils frei auf der Fläche des Probenträgers. Eine dritte, kürzere Verbindungseinrichtung ist radial versetzt zur Rotationsachse eines weiteren Planetenrads auf diesem angeordnet und an einer festen Position des Probenträgers drehbar gelagert. Hierdurch kann eine zyklische Kurvenbewegung bei gleichzeitiger Taumelbewegung erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die jeweilige Verbindungseinrichtung ein stabförmiges Maschinenelement, insbesondere mit einem federnden Druckstück an seinem dem Probenträger zugewandten Ende. Bei dem stabförmigen Maschinenelement kann es sich insbesondere um eine Achse, eine Welle oder einen Bolzen handeln. Das federnde Druckstück kann beispielsweise Kugel und Feder aufweisen. Die Kugel kann hierbei insbesondere in eine Gelenkpfanne am Probenträger bzw. an der Kompensationsvorrichtung eingreifen oder sich frei über eine entsprechende Fläche bzw. in einer Führung bewegen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Halteeinrichtung für den Probenträger vorgesehen, die eine Verdrehsicherung umfasst, um den Probenträger gegen eine Rotation um die Rotationsachse des Sonnenrads zu sichern. Beispielsweise kann bei einem nicht rotationssymmetrisch ausgebildeten Probenträger ein im Wesentlichen gegenförmig zu dem Probenträger ausgebildeter Begrenzungsrahmen vorgesehen sein, oder es kann beispielsweise ein radial nach außen abstehender Stab an dem Probenträger angebracht sein, dessen Drehposition durch eine entsprechende Aufnahme in einem Gehäuse des Schüttelgeräts fixiert ist. Grundsätzlich sind hier verschiedenste Ausführungen denkbar. Alternativ oder zusätzlich kann die Halteeinrichtung eine, insbesondere elastisch rückstellende, Einrichtung umfassen, welche den Probenträger in Richtung des Planetengetriebes zieht oder drückt. Die Einrichtung kann insbesondere zumindest einen Federzug und/oder Gummizug umfassen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die vereinfachende Prinzipdarstellungen zeigen und weder maßstabsgetreu noch perspektivengetreu sind. Es zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schüttelgeräts, bei dem ein Probenträger eine Schüttelbewegung ausführen kann, die einer Kombination einer kreisförmigen Hauptbewegung mit einer kreisförmigen Nebenbewegung entspricht,
2 eine Schnittansicht eines Teilbereichs des Schüttelgeräts gemäß 1,
3 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schüttelgeräts, bei dem ein Probenträger eine Taumelbewegung ausführen kann,
4 eine Schnittansicht eines Teilbereichs des Schüttelgeräts gemäß 3,
5 eine schematische Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schüttelgeräts, bei dem ein Probenträger eine Schüttelbewegung ausführen kann, die einer Kombination einer kreisförmigen Hauptbewegung mit einer kreisförmigen Nebenbewegung und mit einer Taumelbewegung entspricht, und
6 eine schematische Perspektivansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schüttelgeräts, bei dem ein Probenträger eine Schüttelbewegung ausführen kann, die einer Kombination einer kreisförmige Nebenbewegung mit einer Taumelbewegung entspricht.
Zunächst wird festgestellt, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. Insbesondere können die Anzahl der dargestellten Planetenräder, Verbindungseinrichtungen und elastischen Verbindungen variieren. Die Merkmale einer Ausführungsform können, soweit sinnvoll, auch beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden.
In 1 ist ein Laborschüttler mit einem Probenträger 10 gezeigt. Auf dem Probenträger 10 ist beispielhaft eine Mikrotiterplatte 12 dargestellt. Das Schüttelgerät umfasst ferner ein Planetengetriebe 14, welches in einer Basis 16 des Schüttelgeräts angeordnet ist. Zur Verbindung mit der Basis 16 sind an den vier Eckbereichen des Probenträgers 10 elastische Gummizüge 18 oder dergleichen vorgesehen, welche zusammen zumindest einen Teil einer Halteeinrichtung für den Probenträger 10 bilden. Die Gummizüge 18 sind sowohl fest mit der Basis 16 als auch fest mit dem Probenträger 10 verbunden.
Ferner ist eine als Bolzen 20 ausgebildete Verbindungseinrichtung vorgesehen, welcher Bolzen 20 sich von dem Planetengetriebe 14 in Richtung des Probenträgers 10 erstreckt und das Planetengetriebe 14 mit dem Probenträger 10 verbindet. Das Planetengetriebe 14 umfasst ein angetriebenes Sonnenrad 22, drei Planetenräder 24, welche über einen Planetenradträger 26 miteinander verbunden sind, sowie ein feststehendes Hohlrad 28. Die Verzahnungen zwischen den einzelnen Komponenten des Planetengetriebes 14 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt, während die jeweiligen Drehrichtungen durch Pfeile angedeutet sind.
Der Bolzen 20 ist auf einem der Planetenräder 24 angeordnet, und zwar radial versetzt zur Rotationsachse R des Planetenrads 24. Der Bolzen 20 beschreibt im Betrieb des Planetengetriebes daher eine zyklische Kurvenbewegung, welche aus einer Überlagerung einer kreisförmigen Bewegung um die Rotationsachse des Sonnenrads 22, nachfolgend Hauptbewegung genannt, und einer kreisförmigen Bewegung um die Rotationsachse R des Planetenrads 24, nachfolgend Nebenbewegung genannt, besteht. Der Durchmesser der kreisförmigen Bewegung um die Rotationsachse R des Planetenrads 24 kann durch Variation des radialen Abstands des Bolzens 20 von der Rotationsachse R geändert werden, wie in 1 durch entsprechende Abstände anzeigende Kreisringe angedeutet ist. Grundsätzlich ist eine derartige Variation bei einem versetzt von der Rotationsachse R auf einem Planetenrad 24 angeordneten Bolzen 20 immer möglich, d.h. insbesondere auch bei den beiden nachstehend erläuterten Ausführungsformen gemäß den 5 und 6.
Darüber hinaus ist der Bolzen 20 an einer festen Position an der Unterseite des Probenträgers 10 drehbar gelagert. Wie in der Schnittansicht gemäß 2 zu sehen ist, weist der Bolzen 20 ein Druckstück mit einer Kugel 30 und einer Feder auf, welches in ein als Gelenkpfanne 32 ausgebildetes Gegenlager des Probenträgers 10 eingreift. Da der Bolzen 20 somit an einer festen Position am Probenträger 10 eingreift, wird die zyklische Kurvenbewegung des Bolzens 20 in eine entsprechende zyklische Kurvenbewegung des Probenträgers 10 umgesetzt.
Wäre der Bolzen 20 zentral, d.h. im Bereich der Rotationsachse R, auf dem Planetenrad 24 angeordnet, würde der Bolzen 20 und damit der Probenträger 10 lediglich die vorgenannte Hauptbewegung ausführen.
Der Probenträger 10 ist über eine nicht dargestellte Halteeinrichtung, beispielsweise einen Rahmen bestehend aus L-Profilträgern, auf dem der Probenträger 10 mit seinen Randbereichen zumindest teilweise aufliegt, abgestützt und gegen Drehung um die Rotationsachse des Sonnenrads 22 gesichert.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 sind drei in Umfangsrichtung bezüglich der Rotationsachse des Sonnenrads 22 voneinander beabstandet angeordnete Bolzen 20 vorhanden, welche auch zur Abstützung des Probenträgers 10 dienen können und jeweils zentral mit einem der Planetenräder 24 verbunden sind. Die Bolzen 20 sind unterschiedlich lang, so dass bei einer Drehbewegung des Planetengetriebes 14 eine Taumelbewegung des Probenträgers 10 entsteht, wie in 3 mittels der dargestellten Doppelpfeile veranschaulicht ist. Wie in der Schnittansicht gemäß 4 zu sehen ist, können sich die Bolzen 20 dabei frei auf der Unterseite des Probenträgers 10 bewegen. Alternativ kann auch beispielsweise eine ringförmige Rille vorgesehen sein, in der die Kugel 30 des Druckstücks der Bolzen 20 eingreifen.
In 5 ist eine Überlagerung der zyklischen Kurvenbewegung gemäß 1 mit der Taumelbewegung gemäß 3 gezeigt, wobei die die Taumelbewegung veranschaulichenden Doppelpfeile aus 3 in 5 und in der nachstehend erläuterten 6 der Einfachheit halber weggelassen wurden. Um dies zu erreichen, sind drei Bolzen 20 vorgesehen, von denen ein erster Bolzen 20 exzentrisch auf einem Planetenrad 24 befestigt ist. Dieser Bolzen 20 greift – analog zu 2 – an einer festen Position in den Probenträger 10 ein. Auf diese Weise wird die zyklische Kurvenbewegung gemäß 1 realisiert. Die beiden weiteren Bolzen 20, die im Vergleich zu dem ersten Bolzen 20 eine größere Länge besitzen, sind jeweils zentral an ihrem jeweils zugeordneten Planetenrad 24 angeordnet, bewegen sich mit ihrem jeweiligen dem Probenträger 10 zugewandten Ende frei auf der Unterseite des Probenträgers und sorgen für die Taumelbewegung gemäß 3. Grundsätzlich können die beiden weiteren Bolzen 20 auch exzentrisch, d.h. radial versetzt, auf dem jeweiligen Planetenrad 24 angeordnet sein.
In der Ausführungsform gemäß 6 ist eine als Scheibe 34 ausgebildete Kompensationsvorrichtung vorgesehen, welche an dem Probenträger 10 drehbar um eine Drehachse D gelagert ist. Die Bolzen 20 sind analog zu der Ausführungsform gemäß 5 angeordnet, mit der Ausnahme, dass ihre dem Probenträger 10 zugewandten Enden nicht an dem Probenträger 10 anliegen, sondern an der Scheibe 34. Dabei kann lediglich einer der Bolzen 20, zwei Bolzen 20 oder alle drei Bolzen 20 an einer festen Position der Scheibe 34 drehbar gelagert sein. Die drehbare Scheibe 34 verhindert eine Übertragung der vorgenannten kreisförmigen Hauptbewegung auf den Probenträger 10. Es verbleiben somit lediglich eine kreisförmige Nebenbewegung sowie eine Taumelbewegung.
Erfindungsgemäß lässt sich somit auf einfache Weise ein Mischen bzw. Schütteln von Proben realisieren. Durch das Planetengetriebe lassen sich zudem auf einfache Weise verschiedene Bewegungsarten miteinander kombinieren, wobei nur ein einziger Antrieb vorgesehen werden muss. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Schüttelgerät auch vergleichsweise einfach von einer Bewegungsart auf eine andere Bewegungsart umgebaut werden.
Bezugszeichenliste

10: Probenträger
12: Mikrotiterplatte
14: Planetengetriebe
16: Basis
18: elastische Verbindung, Halteeinrichtung
20: Bolzen, Verbindungseinrichtung
22: Sonnenrad
24: Planetenrad
26: Planetenradträger
28: Hohlrad
30: Kugel, Druckstück
32: Gelenkpfanne, Gegenlager
34: Scheibe, Kompensationsvorrichtung
R: Rotationsachse
D: Drehachse

Claims

Laborgerät, nämlich Schüttelgerät, mit einem Probenträger (10), einem Planetengetriebe (14) mit mehreren Komponenten umfassend ein Sonnenrad (22), wenigstens ein Planetenrad (24), ein Hohlrad (28) und insbesondere einen Planetenradträger (26), und zumindest einer sich von dem Planetengetriebe (14) in Richtung des Probenträgers (10) erstreckenden Verbindungseinrichtung (20), welche das Planentengetriebe (14) mit dem Probenträger (10) derart verbindet, dass eine Bewegung der Komponenten des Planetengetriebes (14) relativ zueinander in eine Schüttelbewegung des Probenträgers (10) umgesetzt wird.
Laborgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verbindungseinrichtung (20) mit dem Sonnenrad (22), dem oder einem der Planetenräder (24), dem Planetenradträger (26) oder dem Hohlrad (28) verbunden ist.
Laborgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegung eine kreisförmige, um die Rotationsachse des Sonnenrads (22) umlaufende Bewegung, insbesondere Hauptbewegung, des Probenträgers (10) umfasst.
Laborgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen (20) zentral auf dem oder einem der Planetenräder (24) angeordnet ist.
Laborgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegung eine kreisförmige, um die Rotationsachse des oder eines der Planetenräder umlaufende Bewegung, insbesondere Nebenbewegung, des Probenträgers (10) umfasst, welche insbesondere einen geringeren Bewegungsradius als eine um die Rotationsachse des Sonnenrads (22) umlaufende Bewegung aufweist und/oder sich mit dieser zu einer zyklischen Kurvenbewegung überlagert.
Laborgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen (20) zu einer Rotationsachse (R) des Planetenrads (24) radial versetzt auf dem Planetenrad (24) angeordnet ist.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegung eine Taumelbewegung des Probenträgers (10) umfasst.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, vorzugsweise drei, Verbindungseinrichtungen (20) vorgesehen sind, welche unterschiedliche Längen aufweisen.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Planetengetriebe (14) zugewandten Seite, insbesondere Unterseite, des Probenträgers (10) eine drehbar gelagerte Kompensationsvorrichtung (34), insbesondere eine Scheibe, vorgesehen ist, welche eine Übertragung einer um die Rotationsachse des Sonnenrads (22) umlaufenden Bewegung auf den Probenträger (10) verhindert.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, höchstens eine oder genau eine der Verbindungseinrichtungen (20) an einer festen Position des Probenträgers (10) und/oder die oder zumindest eine der Verbindungseinrichtungen (20) an einer festen Position einer Kompensationsvorrichtung (34) drehbar gelagert ist.
Laborgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine an einer festen Position des Probenträgers (10) oder der Kompensationsvorrichtung (34) drehbar gelagerte Verbindungseinrichtung (20) in ein Gegenlager (32) des Probenträgers (10) oder der Kompensationsvorrichtung (34), welches vorzugsweise nach Art einer Gelenkpfanne ausgebildet ist, eingreift und/oder eine nicht an einer festen Position des Probenträgers (10) oder der Kompensationsvorrichtung (34) drehbar gelagerte Verbindungseinrichtung (20) frei über eine Fläche des Probenträgers (10) oder der Kompensationsvorrichtung (34) beweglich ist oder in eine Führung, insbesondere eine Ringbahn, des Probenträgers (10) oder der Kompensationsvorrichtung (34) eingreift.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Verbindungseinrichtung (20) ein stabförmiges Maschinenelement, insbesondere mit einem federnden Druckstück (30) an seinem dem Probenträger zugewandten Ende, umfasst.
Laborgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteeinrichtung (18) für den Probenträger (10) vorgesehen ist, die eine Verdrehsicherung, um den Probenträger (10) gegen eine Rotation um die Rotationsachse des Sonnenrads (22) zu sichern, und/oder eine, insbesondere elastisch rückstellende, Einrichtung (18) umfasst, welche den Probenträger (10) in Richtung des Planetengetriebes (14) zieht oder drückt.