DE1448215A1

DE1448215A1 - Zentrifugiergeraet

Info

Publication number: DE1448215A1
Application number: DE19611448215
Authority: DE
Inventors: Anthon Erik W
Original assignee: Warner Lambert Pharmaceutical Co
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1960-10-07
Filing date: 1961-10-06
Publication date: 1968-10-10
Also published as: GB981407A; US3151073A

Description

Zentrifugiergerät

Priorität: USA vom 7. Oktober 1960 Nr. 61 129

Die Erfindung betrifft ein Zentrifugiergerät und insbesondere eine Zentrifuge, wie sie bei der chemischen Analyse von mehreren Proben verwendet wird.

Im einzelnen betrifft die Erfindung ein in sich geschlossenes, einheitliches Zentrifugiergerät, welches automatisch die Röhrchen in den Rohrchenträger» füllt, die Zentrifuge in Gang setzt und während des richtigen Zeitraumes in schnelle Umdrehung versetzt, die Röhrchöntrager ausleert und sie wieder mit frische».³proben füllt* Darauf wird der Zentrifugierzyklus so lange wiederholt, bis die gesamte Probenmenge das Gerät durchlaufen hat· Wenn das Gerat einmal gefüllt und in Betrieb gesetzt iet_t arbeitet es bis zur Verarbeitung der gesamten Probenmenge ohne Aufsicht durch eine Bedienungspersott weiter. Diese Eigenschaften machen das Gerät besonders in einem

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automatisierten-analytischen System geeignet.

Allgemein betrifft die Erfindung eine automatische Zentrifuge mit einem schnell umlaufenden Zentrifugenrotor, welche sich durch eine Fördereinrichtung kennzeichnet , die mehrere Röhrchen tragen und diese an einer gewünschten Stelle in der Nähe des Rotors nacheinander abgeben kann, und weiter durch eine Überführungsvorrichtung an dieser Stelle, die die zu zentrifugeerenden Röhrchen von dieser Stelle zum Rotor und die zentrifugiert en Röhrchen von dem Rotor zu der Fördereinrichtung an der Stelle befördern. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Figur 1 eine Seitenansicht eines Zentrifugiergerätes ¹ gemass der Erfindung,

Figur 2 eine Draufsicht des Gerätes von Figur l_f wobei

einige Teile aufgebrochen und im Schnitt dargestellt sind, um den inneren Aufbau zu veranschaulichen, ■

Figur 3 einen vergrösserten Schnitt, der im wesentlichen nach Linie 3-5 in Figur 2 genommen wurde,

Figur 4 einen vergiösserten Teilquerschnitt des Zentrifugenrotors und seines Antriebes, der zu dem in Figur 1 dargestellten Gerät gehört,

Figur 5 eine im wesentlichen nach Linie 5-5 von Figur geschnitteae Draufsicht, welche eine Rotor-8O9S02/O7 85

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Einstellvorrichtung darstellt,

Figur 6 eine vergrösserte Einzelansicht der Anordnung eines Schlitzes und einer Fotozelle, wobei diese Elemente einen wirksamen Teil der Einstellvorrichtung nach Figur 5 bilden,

Figur 7 eine vergrösserte geschnittene Teildraufsicht der rechten Seite des Gerätes nach Figur 2, welche das Vorschubsystem der Fördereinrichtung gemäss der Erfindung veranschaulicht, wobei der obere Teil fortgelassen wurde, um die inneren Einzelheiten zu zeigen,

Figur 8. eine Draufsicht einer überführungsvorrichtung gemäss der Erfindung,

Figur 9 einen im wesentlichen nach Linie 9**9 in Figur S ■; genommenen Querschnitt,

Figur Io einen i.m weaentliehen nach Linie 1ο·5,θ in j&gtttf -f genommenen Querschnitt_t .. ,'

Figur 11 eine vergrösserte Binsselansloht sines Antriebs- j mechanismuH füi* die überführungavorriöhlsyng.

und , -

Figur 12 einen im wesentlichen nach Linie. 12«U2 in Figur 11 genommenen Querschnitt, , , -

BAD ORIGINAL

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144S21S -

Nach der Zeichnung besteht die automatische Zentrifuge gemäss der Erfindung hauptsächlich aus ,einem schnell

umlaufenden Zentrifugenrotor 21* einer- Fördereinrichtung 22_f die mehrere Zentrifugenröhrchen 23 tragen und .an einer Stelle A nacheinander abgeben kann, und aus einer überführungsvorrichtung 25, die die zu schleudernden Röhr-. chen von der Stelle A an eine Stelle B an dem Rotor 21 und die zentrifugierten Röhrchen von dem Rotor zurück zu.der Fördereinrichtung 22 befördert. '

Der Rotor 21 kann mehrere auf seinem Umfang angeordnete '"· röhrchentragende Träger 24 aufnehmen und in schnelle Umdrehung versetzen* Wie am besten aus Figur 4 zu ersehen ist, sind die Röhrchenträger 24; mit Bohrungen 26 yerseh^Hf in welchen die Zentrifugenröhrchen 25 aufrecht stehen können. Wenn der Rotor 21 schnell umläuft, schwenken die Röhrehentrager 24 um Zapfen 2?, ,bis die Röhrohen 25 sieh in der rechts in Figur 4 dargestellten radialen Horlzontai st ellung -befinden* liTorzttggweise sind am Boden der Bohrungen 26 zur Bolsterumg GuJttittiblöciE© 28 eingesetzt _t um einen Bruch döj? Glasröhrohen 25 zu "Verhindern«

I)er Rotor 21 umfasst ausserdek ein Bodenteil 29* ßXL dem die Röhrchenträger. 24 angebracht sind. Der Eörper 29 ist wo. einer Wells 51 befestigt, die in für eine hohe Drehzahl um eine. vertikale. Achse geeignetes Lagern ,32 und 33 gelagferfc 1st. . - .

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Figur 1 erfolgt die Drehung der Well© 31 einen über einen Sreibriemen 35a wirkenden Motor 35»

Der Zentrifugenmotor El und die Welle 31 sind, vorzugs-

den

weise innerhalb eines Gehäuses mit einem/Zentrifugenrotor umgebenden oberen Teil 34 und. einem unteren !Beil 36 angeordnet, welches die unteren Wellenlager 35 trägt und das ausserdem Platz zur Anbringung anderer Zentri·· fugensteuervorrichtungön bietet. Wie bei Zentrifugen allgemein üblich, ist die gesamte Einheit mit freibeweglichen Lagern 37 versehen, bei denen das Gewicht der *]

so

Einheit von Gummipolstern aufgenommen wird, um/unerwünschte Vibrationen federnd zu dämpfen. Zusätzliche be- N wegliche lager 3Ö und 39 können zwischen dem" Gehäuse und den oberen und unteren Lagern 32 bzw, 33 vorgesehen sein. -

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zen— trifuge mit einer Rotor-Eins teileinrichtung 41 versehen, welche die Aufgabe hat, die rohrchentragenden !rager 24 an der vorbestimmten Stelle B nacheinander wahlweise anzuordnen. Die Stelle B liegt derart zu dej? Stalls A, dass die Überführung der Röhrchen zwischen dem Rotor 21 und den Röhrchenträgern 24 durch eine Überführungsvorrichtung 25 erleichtert wird* .

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Die Rotor-Einstelleinrichtung 41 besitzt einen umschaltbaren Einstell-Antriebsmotor 42 und eine Kupplung 43, welche dazu dient, den Einstellmotor wahlweise mit der Zentrifugenwelle 31 zu verbinden.

Der Motor 42 ist umschaltbar und nach-Mgur 4 vorzugsweise an dem Gehäuse 36 angebracht. Ton dem Motor 42 erstreckt sich eine Welle naoh unten, auf welcher ein Stirnrad 44 sitzt» das mit· einem Zahnrad 46 in Eingriff steht} dieses Zahnrad 46 ist über ein Lager 45 drehbar ■*». auf der Welle 31 befestigt. Die eine Kupplungsscheibe 47 ist an demjuinteren Ende der Nabe des Zahnrades 46 befestigt, während die andere Kupplungsscheibe 48 auf der Welle 31 kerbverzaknt; ist, damit· sie eine vertikale Bewegung auf die Scheibe 47 zu und von ihr weg ausführen kann.

in dem Gehäuse 36 ist eine elektromagnetische Spule 49 angebracht, welche bei Erregung bewirkt_s dass die Kupplungsscheibe 48 unter Reibung-mit der Kupplungsscheibe 47 in l»ing:r*i£f kommt. Auf diese Weise kann der Einstelliaotor 42 wahlweise mit der Welle 31 verbunden werden, um den Hotor einzustellen ₈ und von der Welle 31 getrennt" werden, wenn diese durch den Hauptantriebsmotor 35 in Teqesetizt wird»

ie Steuereinrichtung 5I zur Betätigung

42 ist am oberen Ende des Gehäuse-IS ' BADOBSQiNAL

abschnittes 36 angebracht. Die Einrichtung 51 spricht auf Bewegungen des Rotors 21 an. Sie ist mit dem Motor 35 und der Kupplung 4-3 verbunden, um die Drehung des Rotors zu bewirken und somit die Röhrchenträger 24 an der Stelle B in. eine gewünschte nachfolgende Anordnung zu bringen. Wie am besten aus !Figur 5 hervorgeht, umfaßt die fotoelektrische Einrichtung 51 mehrere Paare von Fotozellen 52, welche um die Welle 31 herum auf einem Umfang in gleichen Abständen angebracht sind. Über den Fotozellenpaaren 52 liegen ausgerichtet mit ihnen einzelne Lichtquellen 53« An der Welle 31 ist eine kreisförmige Platte 54 angebracht, die sich gemeinsam mit der Welle dreatj die Platte 54 liegt zwischen der Quelle 53 und den Zellen «^

52.

Die fotoelektrischen Zellen sind paarweise in Blockeinheiten 56 angeordnet« Die Zahl der Blockeiiiheitea. ist gleich der Zahl der Röhrchenträger in dem Zeritrifugenrotor 21. Jede der Blockeinheiten 56 steuert die Bewegung des Rotors, damit einer der Röhrcnönträger an der, Stelle B angeordnet wird.

Diese Steuerung wird durch Auskerben des Sandes der Platte 54 in der am besten aus Figur 6 zu .ersehenden Weise bewirkt. Hach dieser Figur ißt eine ziemlich lange Kerbe auf einem Bogen in der Größenordnung von 20°

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derart eingeschnitten, daß die äußere Fotozelle 52a der zugehörigen. Lichtquelle ausgesetzt wird, wenn der gekerbte Abschnitt vorbeiläuft» An einem Ende der langen Kerbe 55 befindet sich eine sehr kurze Kerbe ^_y welche beim Vorbeilaufen an der inneren Fotozelle 52b das Licht der zugehörigen Lichtquelle durchläßt. -

Der Umsohalt-Sinstellmotor 42 kann in den entgegengesetzten Drehrichtungen mit zwei Geschwindigkeiten umlaufen. Die schnellere Geschwindigkeit wird dazu verwendet, den gekerbten Bereich'der Platte 54 an den Ort der nächsten Blockeinheit 56 zu bringen, während die Umschaltgeschwindigkeit sehr viel kleiner ist und dazu verwendet wird, den Rotor genau einzustellen, so daß der richtige Röhrchenträger, sich genau an der Stelle 3 befindet*

Wenn der Rotor und die Platte 54 durch den ,Motor gedreht werden, gibt die Kerbe 55 somit diagewünschte Fötosslle 52ä frei. Dadurch wird ein Relais betätigt, wel-.ches den Motor 42 umschaltet. Wegen der beträchtlichen Länge der Kerbe 55 bewirkt die Umschaltung des Motors, daß der Rotor zum, Stehen kommt und dann zurückkrießht, bis die Kerb© 55 Licht au der Fotoselle 52b durchläßt. Dadurch wird pin weiteres Relais betätigt, welches den JSinstellsiotor abstellt₉' bisden-Röhrchejäträgörn.die ' nächste Probe angeführt worden ist und die sentrifugierte Probe ©jä&fernt wurde _β . ' /■

BAD

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" y —

Gemäß der Erfindung ist die Fördereinrichtung 22 ao ausgebildet, daß sie mehrere Proben enthaltende Zentrifugeiiröhrchen aufnehmen und diese Röhrchen nacheinander an die Stelle A bringen kann. Nach Figur 2 umfaßt die Fördereinrichtung 22 einen ringförmigen Drehtisch 65, der so angebracht ist, daß er sich bezüglich des Zentrifugenrotors 21 koaxial dreht.

Vorzugsweise sind, wie hier dargestellt, die Förder- f

einrichtung 22 und die Überführungsvorrichtung 25 zusammen auf einem Tisch 61 angebracht, der aus senkrechten Beinen 62 und geeigneten Querstreben 63 besteht.

Mehrere röhrchentragende Trommeln 64 sind drehbar an dem ringförmigen Drehtisch 65 befestigt} sie bewegen sich mit diesem um den Rotor 21. Diese Trommeln 64 tragen je eine gewünschte Anzahl von Proben enthaltenden Röhrchen} sie sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie zum Einsetzen und Herausnehmen der Probenröhrchen aus dem Gerät herausgenommen werden können.

Zu diesem Zweck sind die Trommeln 64 mit einem hohlen. Mittelkern 66 versehen, der auf Zapfen 6? paßt, welche auf dem Umfang des Drehtisches 65 io· bestimmten Abständen angeordnet sind und von diesem nach oben vorstehen* Om 3eden Zapfen 6? herum ist ein kleiner scheibenförmiger Drehtisch 68 drehbar, welcher auf seinem Umfang eine

JNSPECTEO

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Kerbe 69 aufweist, in welche ein von der (Trommel 64 nach.unten vorstehender Stift 71 eingreifen kann.

Der große Drehtisch .65 ist zur Drehung um die Mittelachse der Zentrifuge auf von dem Tisch 61 unterstützten Rollen 72 und 73 gelagert. Diese Drehung wird durch Mittel bewirkt, die einen über ein intermittierend wirksames Antriebsglied 76 wirkenden Antriebsmotor 7^· und ein Kettenzahnrad 77 umfassen, welches durch das Antriebsglied 76 und eine Rollenkette 78 in Umlauf versetzt wird; die Rollenkette 78 steht mit dem Kettenzahnrad 77 und mit drehbar auf den Zapfen 67 gelagerten Kettenzahnrädern 79 in Eingriff (Figur 7)„

Der Gesamtwiderstand zur Drehung der Kettenzahnräder 79 ist größer als der Widerstand des Drehtisches gegenüber einer Drehung auf den Rollen 72 und 73» so daß der Drehtisch 65 durch Bewegung der Kette 78gedreht wird; , die Trommeln 64 drehen sich erst dann relativ zu dem Drehtisch 65, wenn dieser durch: einen Klinkenmechanismus 81 angehalten wird, der auf dem Tisch 61 angebracht ist (Figur 2). -W

Wenn die. Klinke 81 eingerastet ist, dreht die Kette 78 die Kettenzähnräder 79 auf den Zapfen 67 und bewirkt, daß die Trommeln 64- entsprechend der Bewegung der Kette ?8 umlaufen. -

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Die zwangsläufige Kupplung der Kettenzahnräder 77 und 79 mit der Kette 78 wird dadurch gewährleistet, daß die Kette in einer kreisförmigen Führungsnut 82 läuft, die konzentrisch mit dem Drehtisch 65 liegt.

Das Kettenzahnrad 77 steht mit dem äußeren Rand der Kette 78 in Eingriff, die Kettenzahnräder 79 mit dem inneren Rand. Nach Figur 3 wird das dadurch ermöglicht, daß die Kettenzahnräder 77 und 79 nur halb so stark wie die Kette sind, so daß die Kettenzahnräder anein- , ander vorbeilaufen können.

Das intermittierend wirksame Antriebsglied 76 ist am deutlichsten in Figur 7 dargestellt. Der Motor 74-besitzt ein Ausgangszahnrad 83, welches mit einem größeren drehbar an dem Tisch 61 angebrachten Zahnrad 84 in Eingriff steht. Auf derselben Welle 86 wie das Zahnrad 84 ist ein Antriebszahnrad 8? angebracht, welches mit einem auf einer Welle 89 angeordneten Zahnrad 88 in Eingriff steht. Außerdem ist auf der Welle 89 . " . . . ⁽ ein Ritzel 91 vorgesehen, welches mit einem von einer Welle 93 getragenen Zahnrad 92 in Eingriff steht* -

Das beschriebene Getriebe wird verwendet, um zur rechten Zeit während des Arbeitszyklus des Gerätes eine Freigabe des Klinkenmechanismus 81 zu bewirken· Das wird durch, einen Arm 94 erreicht, der drehfest an der Welle 93 angebracht ist und· an dessen äußerem Ende dip»- Rollo drehbar angebracht ist. Diese Rolle Staat im Isga eines,.

ORIGINAL IMSPECTEO *

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an einem Arm 98 vorgesehenen Vorsprunges 97» der Arm 98 ist um eine an dem Tisch 61 befestigte Welle 99 schwenkbar angeordnet. Das äußere Ende des Armes 98 ist an einem Stab 101 befestigt, der seinerseits mit einem Hebel 102 in fester Verbindung steht, der mit seinem Ende 105 schwenkbar- an dem Tisch befestigt ist. An seinem anderen Ende ist er mit einem Klinkenglied 104 verbunden, welches schwenkbar an dem Tisch 61 befestigt ist und einen Teil des Klinkenmechanismus 81 bildete

Wenn der Arm 98 aufgrund der Berührung der Rolle 96 und des Vorsprunges 97 verschoben wird, schwenkt der Hebel 102 um sein Gelenk 103 und bringt das Klinkenglied außer Eingriff mit dem sich nach unten erstreckenden Ende eines der Zapfen 67V

Dadurch wird das Vorrücken der Kette 78 zur Drehung des Drehtisches 65 ermöglicht, bis das Klinkenglied 104 mit dem nächsten Zapfen-67 in Eingriff kommt* Folglich kann die'Fördereinrichtung eine mit zentrifugierten Proben gefüllte Trommel von der Stelle A weg befördern und die nächste mit zu zentrifugierenden Proben gefüllte Trommel an die Stelle A bewegen. .

Das Vorrücken der Kette 78 wird durch ein Gelenk 106 bewirkt, welches an einem Ende eines Stiftes 107 drehbar angebracht .ist.5; der Stift 107 ist auf dem Zahnrad 84 ,exzentrisch befestigt. Ein Stift 105 ist"drehbar an dem

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entgegengesetzten Ende des Gelenkes 106 angeordnet; er trägt eine Klinke 108, die mit einem gezahnten Had 109 in Eingriff kommen kann; dieses gezahnte Rad ist auf einer an dem Tisch 61 angebrachten Welle 111 drehbar gelagert. Ein radialer Arm 112 ist drehbar auf der Welle 111 angebracht; sein äußeres Ende ist auf einem Stift

105 drehbar gelagert, damit die Klinke 108 auf einem dem Umfang des Rades 109 entsprechenden Bogen bewegt werden

kann. "

Das Ead 109 ist mit vier Zähnen 113 versehen, die nacheinander mit der Klinke 108 in Eingriff kommen können, wenn der Arm 106 den Arm 112 um einen Bogen von etwas" mehr als 90° bewegt.

Eine zweite Klinke 114 ist an dem Tisch 61 angebracht; sie dient dazu, irgendeinen toten Gang des Rades 109 zu verhindern. Auf der Welle 111 ist ein Zahnrad 116 ' | angebracht, welches mit einem Zahnrad 11? in Eingriff steht. Dieses wird durch eine sich nach oben erstreckende Welle 118 getragen, auf der das geteilte Kettenzahnrad 77 befestigt ist.

Die geometrischen Abmessungen des Zahnrades 84, des Armes

106 und des Armes 112 sind derart, daß eine vollständige Umdrehung des Zahnrades 84- die Welle 111 um eine Vierteldrehung vorschiebt. Die Zahnverhältnisse sind so gewählt, daß sich eine 180°-Drehung der Welle 118 und des von ihr _p

getragenen Kettenzahnrades 77 ergibt« 80 980 2/Q78 5

Jede Trommel 64 trägt zwölf ProbenrÖhrchen 25 auf einem konzentrischen Ring, auf dem das dreizehnte Röhrchen fehlt. Die Kettenzahnräder 79 haben je 15 Zähne, während die Kette von einem Kettenzahnrad 79 zu dem nächsten elf Gelenke besitzt. Das Antriebszahnrad 77 weist 22 Zähne auf. Wenn sich das Antriebszahnrad 77 um 180°· dreht, bewegt sich die Kette natürlich um elf Gelenke weiter. Weil die Kettenzahnräder 79 Je dreizehn Zähne haben, werden die Trommeln 64- durch dieses Vorrücken der Kette um 'zwei Röhrchen weniger als'um volle 560° gedreht. Natürlich hängt das. davon ab, ob die Klinke 81 eingerastet ist und den Drehtisch 65 festhält.

Nach Figur 2 kann_: jeder Röhrchenträger 24- zwei Röhrchen aufnehmen. Die Überführungsvorrichtung 25 ist so ausgebildet, daß sie bei jedem Arbeitsschritt zwei Röhrchen von der Trommel 64- an den Träger 74- befördern kann. Daher ist es notwendig, die Trommel 64- in sechs verschiedene Stellungen zu drehen, bevor sie weiter bewegt wird und die nächste Trommel durch den Drehtisch 65 an die Stelle A gebracht wird. Aus diesem Grunde-bewirkt jede halbe Umdrehung der Welle 118, daß die Trommel 64- sich in die nächs'te der sechs gewünschten Stellungen dreht und neue ProbenrÖhrchen an die überführungsvorrichtung 25 abgibt.

Die Zahnverhältnisse der Zahnräder 85-84-87-88-91 und sin(l derart gewählt, daß die Rolle 96 die Freigabe des Klinkenmechanismus jedes Mal dann bewirkt_r wenn das

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Kettenzahnrad 77 zwölf halbe Umdrehungen gemacht hat. Das wird so erreicht, daß die Röhrchen einzeln an eine Stelle C gebracht werden, um sie zn entfernen und in weiteren automatischen analytischen Arbeitsgängen weiterzuverarbeiten, sowie um Zeit für den eigentlichen Zentrifugiervorga.ng zu haben.

Während der ersten sechs halben "Umdrehungen des Kettenzahnrades 77 ist der Überführungsmechanismus wirksam. | Die Röhrchen werden paarweise an der Stelle A angeordnet, um sie an die Stelle B zu überführen und von der Stelle B an die Stelle A zurückzubefördern. Zugleich werden sechs Röhrchen in der nächsten Trommel 64' an die Stelle G gebrachte Diese sechs Röhrchen bestehen aus jedem zweiten Röhrchen auf dem Umfang der Trommel.

Während der nächsten sechs halben Umdrehungen¹ des Kettenzahnrades 77 ist der Überführungsmechanismus unwirksam, und die Zentrifuge läuft schnell um, um den gewünschten Zentrifugiervorgang auszuführen. Das Kettenzahnrad 77 führt, währenddessen weiter halbe Umdrehungen aus. Die sechs Röhrchen auf der Trommel 64' , die vorher nicht an die Stelle 0 gebracht wurden, werden während dieses Zyklus an diese Stelle gebracht.

Die Klinke 81 ist an der Stelle der Trommel 64·' angeordnet, um eine genaue Einstellung der Trommel 64·' und ent-

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sprechend einer genauen Einstellung der Röhrchen an der Stelle O 2IU gewährleisten. Die Kettung der Trommel 64· V= an das Kettenzahnrad 77 verringert den toten Gang in der Kette und ergibt eine genaue Einstellung der Trommel.

Gemäß der Erfindung wird die Tätigkeit der Überführungseinrichtung 25 dadurch beschleunigt, daß die Röhrchenpaare 23 von der Stelle A nach.der Stelle B gebracht werden, während gleichzeitig ein Paar von zentrifugierteη Röhrchen von der Stelle B zu der Stelle A befördert wird.

Die Über führungseinrichtung 25 umfaßt einen Kopf 121,, der so angebracht ist, daß er um eine vertikale, _in die Mitte zwischen den Stellen Δ und B einstellbare Achse, gedreht werden kann. Weiter sind Greifmittel 122 zum Greifen der oberen Enden der Röhrchen 23 vorgesehen. : Die Greifer werden von dem Kopf in einem Abstand von der Drehachse gehalten, der gleich-dem Abstand der Stelle A und der Stelle B von dieser Achse ist, so daß die Greifmittel bei einer Drehung des Kopfes abwechselnd über dem Röhrchenhalter 64- und dem Röhrchentrgger 24- angeordnet werden. ..-■■·

Weiter umfaßt die Überführungseinrichtung eine Höbe- . ... " einrichtung 123» um auf den Kopf 121 eine vertikale hin- und hergehende Bewegungskomponente zu übertragen und somit die durch Greifmittel 122 gehaltenen Röhrchen 23 aus dem Röhrchenhalter bzw. dem Röhrchenträger heraus- · zuheben bzw. darin einzusetzen»

. 80 980 2/0785 V -^:^[

Nach den Figuren 8 bia 10 wird der Kopf 121 der Überführungseinrichtung von einer vertikalen Welle 124 getragen, welche zwecks Axial- und Drehbewegung in einem an dem lisch 61 angebrachten Lager 125 drehbar gelagert isto

Die Hebeeinrichtung 125 umfaßt eine über Kettenzahnräder 127 und 128 laufende Kette 126» Die beiden Kettenzahnräder sind an Wellen .129 bzw. 131 angebracht. Diese <| Wellen sind zur Drehung in einem von dem Tisch herabhängenden Gehäuse 1J2 drehbar gelagert. Die Kettenzahnräder 127 und 128 sind vorgesehen, um eine in vertikaler Richtung ausgedehnte parallel zu der Welle 124 liegende Kettenschleife zu bilden (Figuren 11 und 12).

Bin Rahmen 133 ist drehbar an der Welle 124 angebracht. Ringlager 134 gestatten eine relative Drehbewegung, halten den Rahmen jedoch so an der Welle fest, daß er sich mit diesem gemeinsam in vertikaler Richtung bewegt.

Ein Paar Kettenzahnräder 136 und 137 sind versetzt zueinander drehbar an dem Gehäuse 133 angebracht. Die Kette 126 liegt in der in Figur 11 dargestellten Weise auf diesen Kettenzahnrädern. Mit dem Kettenzahnrad 136 ist ein Schrägzahnrad 138 drehfest verbunden, welches mit einem passenden Schrägzahnrad 139 auf der Welle 124 in^Eingriff steht. Wenn der Kopf 121 gegen ein© Drehung festgehalte-n wird, verhindert das Zahnrad 139

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eine Drehung des Zahnrades 138 und entsprechend des Kettenzahnrades 136. Bei diesen Bedingungen bewirkt eine Bewegung der Kette 126, daß sich der Rahmen 133 je nach der Bewegungsrichtung der Kette auf-oder abbewegt. Dadurch wird bewirkt, daß die Welle 124 und der Kopf 121 sich in der gleichen Weise aufwärts- bzw. abwärtsbewegen.

Wenn der Kopf 121 nicht an einer Drehung gehindert wird, dreht die sich bewegende Kette das Kettenzahnrad 136» Das Zahnrad 138 versetzt also das Zahnrad 139 und die mit ihm fest verbundene Welle 124 in Umlauf. Diese Drehung der Welle 124 wird in der unteren Stellung der 'Jelle verwendet, um die Greifmittel 122 zu betätigen; in der oberen Stellung der -/Teile dient sie dazu, den Kopf 121 zu drehen, damit die Greifmittel zwischen den Stellen A und B geschwenkt werden.

Die Kette 126 wird durch einen Motor 141 angetrieben, welcher über geeignete Zahnräder 142 auf die Antriebswelle 131 wirkt, !in an der Welle I31 befestigter und sich von dieser in radialer Richtung erstreckender Stift 143 ist vorgesehen, um gegen den Betätigungsgriff 144 eines Kippschalters 146 zu stoßen und diesen umzulegen» Der Schalter 146 ist elektrisch mit dem Motor 141 verbunden und dient dazu, dessen Bewegungsrichtung zur rechten Zeit umzukehren.

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An der unteren Seite des Kopfes 121 und mit diesem fest verbunden befindet sich ein scheibenförmiges Glied 147 mit gegenüberliegenden Umfangskerben 148, welche mit einem aufrechtstehenden Führungsstab 149 in gleitenden Eingriff kommen können. Der Stab 149 ist auf dem Zentrifugengehäuse 34 angebracht.

Wenn der Kopf 121 sich unterhalb seiner höchsten Stellung befindet, kommt eine der Kerben 148 mit dem Stab 149 in Eingriff und verhindert die Drehung des Kopfes. Dadurch wird gewährleistet, daß die Greifmittel 122 bezüglich der Probenröhrchen 23 genau eingestellt und an den Stellen A und B gesenkt werden (Figur 2) . Um diese Wirkung zu ermöglichen, ist der Kopf 121 drehbar auf der Welle gelagert; er wird jedoch durch eine Hülse I50 gegen eine · axiale Bewegung relativ zu dieser festgehalten.

Der Führungsstab 149 erstreckt sich nach oben bis zu einer Stelle, die geringfügig unter der obersten Stellung der Scheibe 147 liegt, so daß die Scheibe sich frei drehen kann, wenn die oberste Stellung einmal erreicht ist. Die Teile sind so bemessen, daß die Kette 126 ihre Bewegung fortsetzt, bis die Scheibe 147 und der Kopf 121 sich um einen Bogen von 180° gedreht haben. Der Schalter 146 bewirkt dann, daß die Kette 126 ihre Bewegungsrichtung umkehrt, wodurch die Scheibe 147 gesenkt wird. Während des Senkens wird die gegenüberliegende Kerbe 148 mit dem Führungsstab 149 ausgerichtet und kommt mit diesem in Eingriff. _BAD ORIGINAL 809802/0785

Der Kopf 121 wird durch, ein fingerartiges Glied 161 relativ zu der Welle 124· festgehalten. Das Glied 161 ist an der Stelle 14-7 angebracht und kann mit Nasen 162 in Eingriff kommen, welche aus gegenüberliegenden Seiten des Kopfes hervorstehen. Das Glied 161 bildet vorzugsweise das Ende einer geschlitzten Platte, welche an dem. Stab 164 befestigt ist und durch, eine . Schraubenfeder 163 auf die Welle 124 zu vorgespannt ist. Die Feder 16$ ist ebenfalls auf dem Stab 164- angeordnet. Auf der Scheibe 147 ist ein Kahmeη 165 vprgesehen, an welchem der Stab 164 drehbar gelagert ist. Wenn das Glied 161 aus dem Weg der Nasen 162 herausgeschwenkt ist, kann sich die Welle 124 relativ zu der Scheibe 14-7 frei drehen« Aufwärts vorstehende Stifte 166 sind einstellbar an dem oberen- Abschnitt 34 des Gehäuses in einer Stellung befestigt, um so mit dem Glied i61 in Eingriff zu kommen und dieses zu verschieben, wenn die Scheibe 147 ihre unterste Stellung erreicht. Dadurch wird ermöglicht, daß die Welle 124 durch die Zahnräder 138 und 139 gedreht wird, und daß die Greifmittel 122 betätigt werden·

Gemäß der Erfindung sind zwei Sätze von Greif mitteln 122 an dem Kopf 121 vorgesehen. Diese sind in gleichen Abständen bezüglich der Welle 124- auf gegenüberliegenden. Seiten des Kopfes angebracht. Die beiden Sätze von Greifmitteln arbeiten gleichzeitig. Dadurch wird es

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ermöglicht, daß ein Satz von Greifmitteln die frischen

zuProben an der Stelle A aufnimmt, während/gleich das andere Greifmittel die zentrifugierten Proben an der Stelle B aufnimmt. .Sine Drehung des Kopfes um 180° bewirkt dann, daß die beiden Greifmittel die Stellungen vertauschen«, Dadurch wird die Arbeitsweise der gesamten Vorrichtung sehr beschleunigt, da das Aufnehmen und Absetzen der Probenröhreheη an den Stellen A und B gleichzeitig stattfindet. Jeder Satz Greifmittel 122 umfaßt zwei Paare von mit den Röhrchen in Eingriff kommenden Fingern 151» cLie zwischen einer geschlossenen Stellung/zum Freigeben der Probenröhrchen bewegt werden können»

Wie am besten aus Figur 10 zu ersehen, ist jeder der Finger 151 mit einem horizontalen Flansch 152 versehen, welcher mit den nach außen gebogenen Sandern 155 cLs^ Zentrifugenröhrchen 25 in Eingriff kommen können. Die Finger 141 sind in dem Kopf zur Bewegung um vertikale Achsen drehbar gelagert, um die Flansche 152 in Eingriff mit den Röhrchen 23 bzw. außer Eingriffmit ihnen zu bringen. Eine Betätigung der Finger 15I wird durch Ritzel 154 bewerkstelligt, welche auf Wellen 156 sitzen; diese Wellen sind mit den Fingern I5I fest verbunden,

<o Zwischen den Zahnrädern 154 ist mit ihnen in Eingriff

° befindlich ein doppelseitiger Zahnstangentrieb 157 voro gesehen, der so angeordnet ist, daß er in Längsrichtung auf dem Kopf 121 eine Hin- und Herbewegung ausführen kann.

zum Greifen der Zentrifugenröhrchen 25 und einer offenen Stellung

Eine Bewegung des Zahnstangentriebes 157 nach. Iinies gemäß Figur 9 dient dazu, die Finger 151 in die dargestellte geschlossene oder Röhr ehe n-ilingr iff s-Stellung zu bringen; eine Bewegung nach rechts schwenkt die Fingerglieder in ihre offene oder Röhrchen-Freigabe-Stellung, y/enn der Zahnstangentrieb 157 hin- und hergeht, werden die Greifmittel an den entgegengesetzten Enden des Kopfes somit gleichzeitig geöffnet und geschlossen.

Me Hin- und Herbewegung der Zahnstangentriebe 157 wird durch ein Paar von Verbindungsstangeη übertragen, welche an einem Ende auf einem Stift 160 drehbar gelagert sind, der aus der .Welle 124- exzentrisch nach oben- y vorsteht. Die Stangen 159 sind an ihren entgegengesetzten; Enden schwenkbar an den Zahnstangenteilen 157 befestigt,.-Bine relative Drehung zwischen dem Köpf 121 und der Welle 124 bewirkt, daß die Zahnstangentriebe I57 sich

nach innen und außen bewegen, wobei die Stangen 159 tatsächlich ein Paar von Kurbelstangenarmen bilden.

Wenn die Welle 124 und der Kopf 121 sich in ihrer untersten Stellung befinden und die Finger I51 die Röhrchen 23 ergreifen, bewirkt eine Aufwärtsbewegung der Kette 126 durch den Motor 141, daß der Rahmen 133 , und folglich die Welle 124 sich nach oben bewegen. Diese Hebewirkung setzt sich fort, bis ein Führungsschlitz 148 sich, bis über den Führungsstab 149 bewegt. Zugleich

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stößt der Rahmen 133 gegen einen Anschlag 155, der seine Aufwärtsbewegung beendet. Die Schrägzahnräder 138 und 139 bewirken darauf eine Drehung der Welle 124 um 180°, wodurch bewirkt wird, daß die Greifmittel 122 ihre Stellungen austauschen. An diesem Punkt kommt der Stift 143 mit dem Griff 144- des Schalters 146 in Eingriff und legt diesen um. Dadurch wird der Motor 141 in die umgekehrte Richtung umgeschaltet. Der Rahmen 133 senkt sich dann, bis die Stife 166 das Teil 161.von der Nase 162 trennen; er beendet dann seine Abwärtsbewegung,und die Zahnräder 138 und 139 versetzen die Welle 124 in Umlauf.

Da der Kopf in seiner untersten Stellung gegen eine Drehung durch Eingriff des FührungsStabes 149 in Führungsschlitze 148 gehalten wird, dreht sich die Welle 124 relativ zu dem Kopf 121. Das bewirkt, daß die Finger 151 In ihre offene Stellung schwenken, wodurch die Röhrchen 23 frei werden.

Der Schalter 146 kehrt darauf die Richtung des Motors wieder um, und der Zyklus wird wiederholt. Diesmal werden die Finger 151 in. ihre geschlossene Stellung geschwenkt,

damit sie den Satz von Probenröhrchen ergreifen, der ; nunmehr an die Stellen A und B gebracht werden soll·

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Claims

Patentansprüche

1« Automatisches Zentrifugiergerät mit einem um seine vertikale Achse schnell umlaufenden Rotor und mit mehreren röhrchentragenden Elementen sowie Antriebsmitteln für den schnell umlaufenden Rotor, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung, welche mehrere Röhrchen tragen kann und diese Röhrchen nacheinander an eine erste Stelle (A) in der Nähe des Rotors bringen kann, eine'Rot'oreinstellvorrichtung, welche die röhrchentragenden Elemente wahlweise nacheinander an einer vorbestimmten zweiten Stelle (B) anordnen kann, und eine Überführungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von der Stellung der Röhrchen und der röhrchentragenden Elemente an den jeweiligen Stellen(M)zw. B) wirksam sind, um die zu zentrifugierenden Röhrchen von der Fördereinrichtung zu den röhrchentragenden Elementen und die zentrifugieren Röhrchen von den röhrchentragenden Elementen zu der Fördereinrichtung zu bringen»

2· Automatische Zentrifugiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen kettengetriebenen Drehtisch-(65) mit mehreren auf diesem drehbar angebrachten röhrchentragenden (Trommeln (64) umfaßt, welche nacheinander eingestellt

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werden können, um die Röhrchen in den Trommeln gemäß der Bewegung einer Kette (78) an der ersten Stelle (A) anzuordnen.

5. Automatisches Zentrifugiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine automatische Steuereinrichtung, welche mit der Rotorantriebs- und Einstellvorrichtung sowie der "Übertragungseinrichtung verbunden ist und die auf eine. Bewegung der Fördereinrichtung anspricht, * um die Übertragungseinrichtung zur Beladung des Rotors mit zu zentrifugierenden Röhrchen und dann die Antriebsvorrichtung zu betätigen, damit diese den Rotor für eine bestimmte Zeit in schnelle Drehung versetzt und danach die Fördereinrichtung und die Überführungseinrichtung sowie die Rotoreinstelleinrichtung betätigt, so daß die zentrifugieren Röhrchen von dem Rotor an die Fördereinrichtung übertragen werden, während der Rotor gleichzeitig mit einer weiteren zu zentrifugierenden Röhrchenmenge '

beladen wird.

4-, Automatisches Zentrifugiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoreinstelleinrichtung einen Kreis mit mehreren fotoelektrischen Zellen umfaßt, die entsprechend dem Abstand der röhrchentragenden .Elemente mit Abstand voneinander angeordnet sind, sowie Lichtquellen für diese Zellen, welche in Abhängigkeit von der Bewegung des Rotors zum Betätigen eines Einstellantriebes wirksam sind. _ ^f

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5β Automatisches Zentrifugiergerät nach Anspruch Ί, gekennzeichnet durch einen umschaltbaren Einste11-Antriebsmotor in der Rotor-Einstelleinrichtung, eine wahlweise lösbare Kupplung zur wirksamen Verbindung des Motors mit dem Rotor und eine fotoelektrische Steuereinrichtung, welche auf Bewegungen des Rotors' anspricht und welche mit dem Motor und der Kupplung verbunden ist, um den Rotor in Umlauf zu versetzen, damit die röhrchentragenden Elemente an der Stelle (A bzw. B) nacheinander angeordnet wurden,,

6. Automatisches Zentrifugiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen ringförmigen Drehtisch (65) aufweist, der koaxial und drehbar relativ zu. dem Zentrifugenrotor (21) angeordnet ist, daß mehrere röhrchentragende Trommeln (64) auf dem Drehtisch, (65) drehb'ar angebracht und mit diesem um den Rotor drehbar sind, daß eine Klinke wahlweise mit dem Drehtisch (65) in Eingriff gebracht werden kann,- um diesen gegen eine Drehung festzuhalten, daß die Antriebsvorrichtung eine motorgetriebene Kette (7S) umfaßt, die mit Kettenzahnrädern (79) in Eingriff steht, welche mit den Trommeln (64) verbunden sind, wenn der Drehtisch gegen eine Drehung durch die Klinke festgehalten wird, und v/elche den Drehtisch in Umdrehung versetzen, wenn die Klinke freigegeben wird, daß eine Steuereinrichtung zur

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Betätigung der Antriebsmittel und der Klinke vorgeshen ist, damit die Röhrchen (23) in jeder der Trommeln nacheinander an die Stelle (A) gebracht werden, daß jede der Trommeln so ausgebildet ist, daß sie mehrere Röhrchen (23) auf ihrem Umfang mit Abstand voneinander aufnehmen können, daß die Kettenzahnräder (79) mit einer Anzahl von Zähnen versehen sind, die zweimal so groß wie die Zahl der Röhrchenorte auf den Trommeln minus zwei ist und daß der Abstand λ zwischen den Kettenzahnrädern (79) gleich der Hälfte der Anzahl von Zähnen ist, wodurch gleiche Zunahmen der Kettenbewegung die Röhrehenorte nacheinander an die Stelle (A) vorschieben, falls die Klinke in Eingriff steht, und die Trommeln (64-) nacheinander vorschieben, wenn.die Klinke außer Eingriff steht.

7. Überführungsvorrichtung zum Transport von 'Zentrifugenröhrchen zwischen einer Röhrehenhalterung und einem Zentrifugenröhrchenträger, gekennzeichnet durch einen Kopf (121), der um eine vertikale Achse drehbar ange-bracht und in der Mitte zwischen der Röhrehenhalterung und dem Röhrchenträger angeordnet ist, Greifmittel (122) zum Ergreifen der oberen Röhrchenenden, welche auf dem Kopf (121)mit einem Abstand von der Achse getragen werden, der gleich dem Abstand der Röhrchenhalterung und des Röhrchenträgers von dieser Achse ist, damit die Greifmittel (122) abwechselnd

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über die Eöhrchenhalterung und den Röhrehenträger gebracht werden, wenn der Kopf sich dreht, eine Hebeeinrichtung, um auf den Kopf wahlweise eine "vertikale Hin- und Herbewegungskomponente zu übertragen und die von den Greifmitteln (122) ergriffenen Röhrchen (23) aus der Eöhrchenhalterung und dem Röhrchenträger herauszuheben bzw. darin einzusetzen, und Mittel zur wahlweisen Drehung des Kopfes zwischen Stellungen (A bzw. B), die über der Eöhrchenhalterung und über dem Eöhrchenträger liegen.

8. überführungsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vertikale 'felle (124) enthält, welche zur Axial- und Drehbewegung drehbar gelagert ist und in der Mitte zwischen der Röhrchenhalterung und dem "Eöhrchenträger angeordnet werden kann, und eine Steuereinrichtung zur wahlweisen Verbindung der Welle (124) und des "Kopfes (121), damit sich diese gemeinsam zwischen Stellungen bewegen können, welche über die Eöhrchenhalterung und dem Eöhrchenträger liegen, wenn der Kopf sich in der höchsten Stellung befindet»

9« Überführungsvorrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung, welche die Drehung des Kopfes (121) zwischen Stellungen bewirkt, die über der Eöhrchenhalterung und dem Eöhrchenträger

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liegen, und eine Steuereinrichtung, welche mit jeder der vorerwähnten Einrichtungen verbunden ist und welche so ausgebildet ist, daß sie dieselben nacheinander betätigen kann, wodurch die Greifmittel (122) über der Röhrchenhalterung angeordnet, dann zum Eingriff mit den Röhrchen in der Halterung gesenkt, dann zum Greifen der Röhrchen betätigt, dann zur Befreiungder Röhrchen aus der Halterung gehoben, in eine Stellung über dem Röhrchentrager gedreht, nach unten gesenkt und schließlich zur Freigabe der Röhrchen betätigt werden.

10. überführungsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites dieser Greifmittel (122) mit Abstand voneinander auf dem Kopf angeordnet sind, wodurch das erste Greifmittel gleichzeitig mit dem Heben und Transportieren der Röhrchen von dem Röhrchenträger zu der Röhrchenhalterung durch das zweite Greifmittel die Röhrchen von der Röhrchenhalterung abhebt und sie zu dem Röhrchenträger bringt·

11. Überführungsvorrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch Greifmittel (122), die mit Abstand zueinander angeordnete Finger (151) umfassen, die zur Bewegung um vertikale Achsen (156) drehbar gelagert sind und horizontale Flansche (152) aufweisen, welche

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unter die nach außen gebogenen Ränder der Zentrifugenröhrchen (23) greifen können, wenn sie in die entsprechende Stellung gebracht werden, Ritzel (154) an den Achsen, einen Zahnstangentrieb (157) auf dem Kopf (121), v/elcher mit den Ritzeln (154) in Eingriff steht, um die Finger (151) "bei einer Längsbewegung des Zahnstangentriebes zu drehen und einen Kurbelstangenarra (159)» welcher den Zahnstangentrieb (157) mit der ",Teile (124) verbindet' und welcher so ausgebildet ist, daß er bei einer Drehung der Welle relativ zu dem Kopf eine Längsbewegung bewirkt, wenn die Klinke frei "ist.

12. Automatische Zentrifuge mit einem schnell umlaufenden Zentrifugenrotor, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung, welche mehrere Röhrchen tragen und diese nacheinander an eine gewünschte Stelle in der iTähe des Rotors bringen kann, und eine Überführungs-

vorrichtung an dieser Stelle, welche die zu zentrifugierenden Röhrchen von dieser Stelle zu de.a Rotor und die zentrifugierten Röhrchen von dem Rotor zu der Fördereinrichtung an dieser Stelle transportieren kann.

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