-
Einrichtung zum Verschieben des Schneidebereiches an Mikrotomen, besonders
Ultramikrotomen, mit Wechselantrieb Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrotom,
insbesondere Ultramikrotom, dessen motorbetriebene Präparatführung der Höhenlage
von Präparat und Messer elektrisch angepaßt werden kann, ohne daß hierfür eine mechanische
Höheneinstellung des Messers oder Präparats notwendig wäre.
-
Nach dem Stand der Technik wird die Führung des Präparats bei vielen
modernen Mikrotomen und Ultramikrotomen durch einen Elektromotor oder eine ähnliche
elektrische Anordnung bewirkt. Dabei arbeitet der Führungsmechanismus im allgemeinen
so, daß das Präparat zum Herstellen des Schnittes geradlinig-vertikal über die Messerschneide
nach unten geführt wird und daß es nach der Abnahme des Schnittes in einer anderen
Bahn abseits vom Messer wieder in seine Ausgangsstellung über dem Messer zurückgeführt
wird.
-
Die Weglänge der gesamten Bahn, welche das Präparat innerhalb eines
geschlossenen »Schneidezyklus« durchläuft, beträgt bei den verschiedenen, heute
gebräuchlichen maschinell betriebenen Mikrotomen und Ultramikrotomen zwischen 10
und mehreren 100 mm.
-
Aus methodischen Gründen erwies es sich dabei als notwendig, die Bahngeschwindigkeit
des Präparats beim Schneidevorgang unter bestimmten Grenzen zu halten: So etwa sollen
Objekte in Kunststoffeinbettung, welche mit Glasmessern geschnitten werden, nicht
rascher als mit 5 mm/sec bewegt werden; bei Verwendung von Diamantmessern muß die
Geschwindigkeit teilweise bis auf 0,5 mm/sec gesenkt werden, wenn man irreversible
Stauchungen und andere Schneideartefakte mit Sicherheit ausschalten will. Auf der
anderen Seite darf - insbesondere beim Herstellen ultradünner Schnitte - der zeitliche
Abstand zwischen zwei Schneidevorgängen oder, mit anderen Worten, die Umlaufzeit
des Präparats gewisse Zeiten nicht überschreiten, wenn auf eine regelmäßige Schnittfolge
Wert gelegt wird; auf Grund der gesammelten Erfahrungen soll die Umlaufzeit nach
Möglichkeit unter 10 sec gehalten werden. Dies ist aber in den meisten Fällen nur
möglich, wenn der langsame Präparatlauf (z. B. mit 0,5 mm/sec) auf denjenigen Teil
der Präparatbahn beschränkt wird, in dem der Schnitt abgenommen wird und wenn das
Präparat dann mit wesentlich erhöhter Bahngeschwindigkeit (z. B. 50 mm/sec) den
Rest seines Umlaufs zurücklegt; man bezeichnet Vorrichtungen, welche nach diesem
Prinzip mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten arbeiten, als »Wechselantriebe«.
-
F 1 g. 1 gibt eine derartige Vorrichtung wieder: Eine im Sockel 1
des Mikrotoms montierte Antriebswelle 2 wird entweder von Hand aus über eine Kurbel
11 oder über eine Transmission 3 von einem Elektromotor 4 angetrieben. Beim Drehen
der Antriebswelle bewegt sich das in einem Präparathalter 5 montierte Objekt 6 im
Rahmen einer Umdrehung der Antriebswelle 2, ausgehend von der mit »x« markierten
Stellung über dem Messer 7, zunächst vertikal abwärts, hierauf längs der strichlierten
Kurve waagerecht nach hinten, dann hinter dem Messer vorbei vertikal aufwärts und
schließlich wieder in die Ausgangsstellung über dem Messer (»x«). Wie bereits erwähnt,
wird das Präparat im Hinblick auf eine möglichst niedrige Umlaufzeit nur im Schneidebereich
»s« langsam, im Rest seiner Bahn aber möglichst rasch bewegt. Dies wird z. B. in
bekannter Weise dadurch bewirkt, daß ein mit einem Fühlelement ausgestatteter Schalter8
durch eine, an der Antriebswelle 2 befestigten Kurven- oder Exzenterscheibe 9 betätigt
wird und daß dieser Schalter 8 wiederum direkt oder indirekt die Drehzahl des Motors
4 und damit die Geschwindigkeit des Präparats 6 in der gewünschten Art steuert.
Die Länge »s« des Langsambereichs der Präparatführung kann z. B. bei Ultramikrotomen
mit 5 mm angesetzt werden, wenn man davon ausgeht, daß die Anschnittffächen im allgemeinen
keine Kantenlängen über 3 mm aufweisen.
-
Dabei ist es allerdings notwendig, die Höhenlage des Messers 7 genau
einzustellen, so daß der Schneidevorgang selbst genau im Bereich der langsamen Bewe-
gung
stattfindet; ohne exakte Einstellung müßte der Bereich der Langsamführung wesentlich
größer werden, weil es unmöglich ist, die Höhe der Messer und Objekte so zu standardisieren,
daß ein Wechsel der Präparatgeschwindigkeit beim Übergang vom Langsam- zum Schnellbetrieb
sowie umgekehrt während des Schneidevorgangs mit Sicherheit ausgeschlossen wird.
-
Üblicherweise sind daher Vorrichtungen vorgesehen, welche eine Höhenjustierung
auf mechanische Weise erlauben; durch sie kann beispielsweise die Höhe des Messers
7 so verstellt werden, daß die Schneide im Bereich der Langsamführung des Präparats
zu liegen kommt; in ähnlicher Weise kann eine Höhenjustierung durch ein Verschieben
des Präparathalters 5 bewirkt werden. In jedem Fall wird jedoch durch diese notwendige
Vorrichtung die Zahl der Handgriffe im Messer-Objektbereich weiter erhöht und damit
sowohl die praktische Arbeit am Gerät wie die Herstellung des Instruments kompliziert.
-
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine mechanische Höhenjustierung
des Messers oder des Präparats durch-eine Einrichtung zum Verschieben des Schneidebereichs
innerhalb eines Wechselantriebs zu ersetzen und dabei einerseits einen wichtigen
Justiervorgang zu erleichtern und andererseits den Aufbau des Messer- oder des Präparathalters
zu vereinfachen.
-
Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines
der den Wechselantrieb steuernden Elemente justierbar angeordnet ist, so daß der
Bereich der langsamen Objektführung innerhalb eines Schneidezyklus verschiebbar
ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, als justierbares Element eine Kurven- oder
Exzenterscheibe zu verwenden, die auf der Antriebswelle drehbar angeordnet ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die justierbare Kurvenscheibe
eine Marke aufweist, welche mit einer ortsfesten Gegenmarke am Instrument zur Deckung
gebracht werden kann, wobei Schalter und Kurvenscheibe so angeordnet sind, daß sich
bei Deckung der beiden Markierungen das Objekt im Langsambereich des Wechselantriebs
befindet. In kinematischer Umkehrung der Verhältnisse kann erfindungsgemäß auch
der Schalter, der den Wechselantrieb steuert, um die Achse der Antriebswelle drehbar
angeordnet sein und von einem Montageteil der Antriebswelle oder des Mikrotoms mechanisch
betätigt werden, der seinerseits nicht justierbar ist. In diesem Fall kann am Schalter
oder einem starr mit ihm verbundenen Montageelement eine Marke angebracht sein,
welche mit einer Gegenmarke an der Antriebswelle oder am starr mit ihr verbundenen
Montageelement zur Dekkung gebracht werden kann, wodurch erreicht wird, daß sich
bei Deckung der beiden Markierungen das Objekt im Langsambereich des Wechselantriebs
befindet.
-
Ein Ausführungbeispiel der Erfindung ist in F i g. 2 dargestellt,
worin die Bezugsziffern 1 bis 11 dieselbe Bedeutung haben wie in Fig. 1. Hinter
der Kurbel 11 sitzt eine auf der Antriebswelle 2 drehbare Kurvenscheibe 12, deren
schulterförmige Fortsetzung 12a die Kurbel 11 umgreifend aus dem Gehäuse 13 herausragt.
Der Reibungswiderstand der Kurvenscheibe 12 auf der Welle 2 ist so gewählt, daß
der Druck des schleifenden Fühlelements des Schalters 8 die Scheibe 12 nicht dejustieren
kann. Der Schalter 8 ist am Gehäuse 13 ortsfest montiert. Eine Marke am Gehäuse
13
und eine Gegenmarke an der Kurvenscheibel2 sind so gesetzt, daß, wenn sie sich decken,
die Kurvenscheibe 12 in einer Stellung ist, welche der Mitte des Langsambereichs
(s. in F i g. 1) entspricht.
-
Die Bedienung dieser Justiervorrichtung ist sehr einfach. Nach dem
Abschluß aller anderen Justierarbeiten am Objekt 5, 6 und Messer 7, 10 wird die
Anschnittfiäche des Objekts 6 durch Drehen der Kurbel 11 in die Höhe der Messerschneide
von 7 eingestellt. Hierauf wird ohne Veränderung dieser Objektlage die Kurvenscheibe
12 so lange auf der Antriebswelle 2 verdreht, bis die an ihr angebrachte Marke sich
mit der Gegenmarke am Gehäuse 13 deckt. Ist dies bewerkstelligt, so befindet sich
das Objekt in der Mitte des Langsambereichs.
-
In entsprechender Weise kann zur Justierung eine Vorrichtung dienen,
bei welcher der Schalter 8 drehbar angeordnet ist und in einer bestimmten Stellung
zur Kurvenscheibe 12 gebracht wird, welche auf der Antriebswelle 2 fest montiert
ist.