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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrotom mit einer Vorschubeinrichtung,
welche das Präparat gegenüber dem Mikrotommesser schrittweise einstellt und mindestens
einen über eine Gewindespindel verstellbaren Keil aufweist, und mit einer Rückstelleinrichtung,
welche nach Auskuppeln der Vorschubeinrichtung einen an die Gewindespindel kuppelbaren
Rückstellmotor zum gegenläufigen Antrieb der Gewindespindel enthält.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine im Aufbau sehr einfache,
rasch in Tätigkeit bringbare, sicher arbeitende sowie leicht bedienbare Einrichtung
zur Keilrückstellung zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zum Herstellen der Kupplung zwischen der Welle des Rückstellmotors und der Gewindespindel
eine mit derselben auf Drehbewegung verbundene, ein Kupplungselement tragende Hülse
vorgesehen ist, die nach Aufheben einer Sperre über ein Fallgewicht in Achsrichtung
zwecks Herstellen des Kupplungseingriffs bewegt wird.
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Eine raumgedrängte Bauart der Rückstelleinrichtung ergibt sich, wenn
gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung das Fallgewicht als ein die Hülse umgebendes,
mit ihr verbundenes Fallrohr, das Kupplungselement der Hülse als ein Kupplungsschlitz
und das Gegenkupplungselement der Welle als ein querliegender Kupplungsstift ausgebildet
sind.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sperre
für die mit Fallrohr belastete Hülse als Anker eines Elektromagneten ausgebildet,
der durch Federkraft in der Sperrstellung gehalten und nach Erregen des Elektromagneten
in eine entsperrte Stellung übergeführt wird.
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Bei einem Mikrotom mit einem zum Grobvorschub und einem weiteren,
zum Feinvorschub dienenden und zum ersteren parallel verstellbaren Keil ist es von
besonderem Vorteil, die Anordnung derart zu treffen, daß der Anker des Elektromagneten
mit zwei seitlichen Armen versehen ist und sowohl mit der Hülse des Grobkeils als
auch derjenigen des Feinkeils zusammenwirkt.
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In der nachstehenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Mikrotom
in schematischer Ansicht, F i g. 2 eine Einzelheit zu F i g. 1 in Draufsicht, Fig.
3 das Mikrotom in einer anderen Betriebsstellung, F i g. 3 a eine Einzelheit zu
F i g. 3 in Ansicht, F i g. 4 eine weitere Einzelheit zu F i g. 3 in Draufsicht
und F i g. 5 ein Schaltschema einer für die Keilrückstellungen dienenden elektrischen
Schalteinrichtung.
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Das in den F i g. 1 bis 4 gezeigte Mikrotom besitzt den in der deutschen
Auslegeschrift 1246272 bereits näher beschriebenen Aufbau, so daß nachstehend auf
Erläuterung diesbezüglicher Einzelheiten verzichtet wird. Es werden lediglich die
wesentlichsten Teile beschrieben, welche zum Verständnis der vorliegenden Erfindung
notwendig sind.
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Das Mikrotom besitzt einen Halter 12 für das Messer 14, einen das
Präparat 16 aufnehmenden Halter 18 sowie einen Haupt- und Zusatzschlitten 20 bzw.
22. Eine in senkrechter Richtung sich erstrekkende und am Zusatzschlitten 22 befestigte
Leiste 26 hat zwei zueinander parallel verlaufende Auflageflächen 26a und 26 b,
wobei sich an der Fläche 26 a
ein Keil 28 und an der Fläche 26 b ein Keil30 abstützt.
Der Keil 30 liegt mit seiner Keilfläche 30 b an einer am Hauptschlitten 20 befestigten
Keilleiste 32 auf. Der Keil 28 ist dagegen mit seiner Keilfiäche 28 b dem Präparat-Halter
18 zugewandt, so daß ein axialer Vorsprung 18 a desselben auf der Keilfläche 28
b gleiten kann.
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Mit dem Keil 28 ist eine Gewindemutter36 fest verbunden, in welche
eine mit entsprechendem Gewinde versehene Leitspindel 38 eingreift. Es sind dabei
nicht dargestellte Mittel vorgesehen, welche diese Leitspindel am Zusatzschlitten
22 derart verankern, daß sie gegenüber demselben nur um ihre Längsachse verdrehbar
ist. Am oberen Ende der Leitspindel 38 ist ein Schaltrad oder Sperrad 40 befestigt,
in welches eine Schaltklinke 42 unter dem Druck einer nicht dargestellten Feder
eingreift. Diese Klinke ist dabei an einem Zapfen 44 schwenkbar gelagert, der in
einem Zahnrad 46 festsitzt. Ferner weist die Klinke 42 einen an ihr befestigten
Stift 43 auf.
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Die Leitspindel 38 ist an ihrem unteren Ende abgedreht und weist
einen zylindrischen Fortsatz 39 auf, welcher in eine Hülse 60 eingreift. Dieselbe
erstreckt sich senkrecht nach unten und umgreift lose eine Abtriebswelle62 eines
Elektromotors 64. An der Welle 62 ist ein Querstift 66 angeordnet, der mit einem
Kupplungsschlitz 68 der Hülse 60 in Eingriff bringbar ist. Ein weiterer Querstift
70 ist am Fortsatz 39 der Leitspindel 38 eingesetzt und geht durch zwei senkrechte
Führungsschlitze 72 der Hülse 60 hindurch. Auf diese Weise wird bei Drehung der
Leitspindel 38 die Hülse 60 zwangläufig mitgedreht.
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Andererseits erlaubt der Stift 70 eine senkrechte Ab-und Aufbewegung
der Hülse 60 gegenüber der Welle 62 des Motors 64. Um die Abwärtsbewegung der Hülse
60 zu beschleunigen, ist mit ihr ein zylinderförmiges Fallgewicht 74 fest verbunden.
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Es ist vorstehend die aus den Elementen 36 bis 47 bestehende Vorschubeinrichtung
für den Keil 28 beschrieben. Dem anderen Keil 30 ist eine analog aufgebaute Vorschubeinrichtung
zugeordnet, die jedoch aus Gründen der Einfachheit nicht nochmals beschrieben ist.
Um jedoch einen übersichtlichen Vergleich zu ermöglichen, sind die entsprechenden
Elemente dieser weiteren Einrichtung mit den gleichen Bezugszahlen wie die Elemente
(36 bis 74) der erstbeschriebenen Einrichtung versehen, tragen aber den Zusaz »a«.
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Zur Rückstellung der Keile 28 und 30 aus der jeweiligen Höhenlage
in eine Ausgangs- bzw. Basis-Stellung ist folgende elektromagnetisch gesteuerte
Rückstelleinrichtung vorgesehen: Auf der Leiste 26 ist ein Elektromagnet 76 befestigt,
dessen Anker 78 an einer in senkrechter Richtung beweglichen Stange 80 befestigt
ist. Der Anker 78 ist links und rechts seitlich verlängert und umgreift mit diesen
seitlichen Armen 78 a und 78 b die Hülse 60 und die Hülse 60 a. Eine Feder 82 ist
bestrebt, den Anker 78 und die Stange S0 bei stromlosem Magneten'76 in der in Fig.
1 gezeigten Stellung zu halten.
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Am oberen Ende der Stange 80 ist ein Segment 84 mit zwei kegelförmigen
Betätigern 84 a und 84b befestigt, wobei der Betätiger 84 a mit dem Stift 43 und
der Betätiger 84 b mit dem Stift 43 a in Eingriff bringbar ist.
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Das Schaltschema der elektrischen Steuereinrichtung für die Rückstellung
der Keile 28 und 30 ist in
Fig. 5 dargestellt. Diese Steuereinrichtung
des Mikrotoms ist in nicht gezeigter Weise an das Stromnetz (220 V Wechselstrom)
angeschlossen, wobei zur Erreichung der erforderlichen Geräte-Betriebsspannung geeignete
Transformatoren bzw. Gleichrichter vorgesehen sind. Es sind zwei Stromkreise vorhanden,
nämlich der Steuer-Stromkreis (AnschlüsseA und B) mit z. B. 24 V Wechselstromspannung
und der Antriebs-Stromkreis (Anschlüsse C und D) mit z. B. 24 V Gleichstromspannung.
Am Antriebs-Stromkreis (C und D) sind die Motoren 64, 64 a und der Zugmagnet 76
angeschlossen, die durch ihnen zugeordnete Doppelschalter 86 a, 88 a, 90 a ein-und
ausschaltbar sind. Jeder Schalter 86 a, 88 a und 90a wird durch ein Relais (Elektromagnet)
86, 88 und 90 betätigt, die im Steuer-Stromkreis (A-B) liegen. Durch eine mechanische
Verbindung 92 bzw.
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94, die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist, sind mit
jedem Schalter 86 a bzw. 88 a zwei weitere Schalter 86 b und 86c bzw. 88b und 88c
bewegungsmäßig gekuppelt, so daß bei Schließung oder Öffnung des Schalters 86 a
bzw. 88 a die Schalter 88 b, 86c bzw. 88 b, 88c ebenfalls geschlossen oder geöffnet
werden. Ein Schalter 96 und ein weiterer Schalter 98 sind bewegungsmäßig mit dem
Anker 78 des Magneten 76 gekuppelt und werden durch diesen betätigt.
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In der gemäß F i g. 1 und 3 senkrecht verlaufenden Bewegungsbahn
des Keils 28 ist ein Schließschalter 100 und ein Öffnungsschalter 102 vorgesehen,
wobei der Schließschalter 100 in der obersten und der Öffnungsschalter 102 in der
untersten Grenzstellung des Keils durch denselben betätigt werden. In analoger Weise
ist dem Keil 30 ein Öffnungsschalter 104 und ein Schließschalter 106 zugeordnet,
aber lediglich mit dem Unterschied, daß der Schließschalter 104 in der untersten
und der öffnungsschalter 106 in der obersten Grenzstellung des Keils 30 durch diesen
betätigt werden. Ferner ist im Steuer-Stromkreis (A und B) ein Handschalter 108
vorgesehen.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Wie in
F i g. 1 dargestellt ist, befinden sich die Keile 28 und 30 in ihren Ausgangslagen
und sind für einen bestimmten Schneid-Zyklus, also zum Schneiden mehrerer Scheiben
mit konstanter Schnittstärke vom Präparat 16 einsatzbereit. Bei jedem einzelnen
Schneidvorgang dieses Schneid-Zyklus führt der Präparathalter 18 eine Bewegung durch,
welche in F i g. 1 mit den Pfeilen 1 bis IV schematisch angedeutet ist. Die Keile
28 und 30 bewirken dabei - wie in der deutschen Auslegeschrift 1 272 näher beschrieben
ist - über die Schalteinrichtungen den Vorschub des Präparates 16 nach jedem Schneidvorgang
um einen bestimmten, eingestellten Vorschubbetrag gegenüber dem Messer 14. Der Keil
28 läuft dabei aus der in F i g. 1 dargestellten Stellung schrittweise nach oben
und der Keil 30 schrittweise nach unten.
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Es sei nun unterstellt, daß der Grobkeil 30 während des Schneid-Zyklus
zuerst seine unterste Endlage erreicht hat, während sich der Feinkeil 28 noch auf
einer bestimmten Mittelhöhe befindet. Damit ein neuer Vorschub-Zyklus der Keile
beginnen kann, müssen beide zunächst wieder auf die Basisstellung mittels der elektromagnetischen
Rückstelleinrichtung zurückgebracht werden.
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Der Keil30 schließt in seiner untersten Stellung den Schalter 104
für eine kurze Zeit, so daß das
Relais 90 unter Strom gesetzt wird und dabei den
Schalter 90 a schließt. Dadurch wird wiederum der Elektromagnet 76 erregt und sein
Anker 78 gegen die Kraft der Feder 82 nach unten gezogen. Diese Abwärtsbewegung
des Ankers 78 hat zur Folge, daß sich die Stange 80 in gleicher Richtung mitbewegt,
wobei der Betätiger 84a bzw. 84b mit dem Stift 43 bzw. 43 a in Eingriff gelangt
und dabei die Schaltklinke 42 bzw. 42 a aus der Verzahnung des Sperrrades 40 bzw.
40a herausschwenkt (Fig. 4). Damit sind die Spindeln 38 a bzw. 38 für die Zurückstellung
des Keils 30 bzw. 28 freigestellt. Nach der Anzugbewegung des Ankers 78 können auch
die Hülsen 60 und 60 a durch ihr Eigengewicht senkrecht nach unten fallen, wobei
die zugeordneten Fallgewichte 74 und 74 a diese Bewegung noch beschleunigen.
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Durch das Herabfallen der Hülsen 60 und 60a wird eine selbsttätige
Kupplung derselben mit den zugeordneten Motoren 64, 64 a erreicht. Im günstigsten
Fall wird diese Kupplung sofort erreicht, wenn nämlich die Schlitze 68 a, 68 b bereits
direkt über die Stifte 66 bzw. 66 a fallen (Fig. 3). In anderem Fall wird eine oder
beide der Hülsen 60 bzw. 60a nach dem Herabfallen mit ihrer Stirnfläche zunächst
am zugeordneten Stift 66 bzw. 66a aufliegen (vgl. Fig. 3 a). Erst beim Anlaufen
des Motors 64 bzw. 64 a wird der Kupplungseingriff hergestellt, wenn der Stift 66
bzw.
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66 a den Schlitz68 bzw. 68 a unterläuft. Das nun mögliche, weitere
Herabfallen der Hülse 60 bzw. 60a bis zum vollständigen Kupplungseingriff wird nun
durch das Fallgewicht 74 bzw. 74 a bewerkstelligt bzw. beschleunigt.
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Außerdem hat jedes Fallgewicht 74 bzw. 74 a die Aufgabe, den erreichten
Kupplungseingriff zwischen der Hülse 60 bzw. 60 a und dem Stift 66 bzw. 66 a zu
sichern, damit kein unerwünschtes Auskuppeln beim Rückstellvorgang der Keile eintritt.
Außerdem schließt der Anker 78 bei seiner Bewegung die Schalter 96 und 98, so daß
die Relais 86 und 88 unter Strom gesetzt werden und dabei die Schalter 86a und 88
a schließen. Somit werden auch die Überbrückungsschalter 86 b, 86c bzw. 88 b, 88
c über die Verbindung 92 bzw. 94 geschlossen. Es beginnen sich dabei die Motoren
64 und 64 a zu drehen, wobei der Motor 64 entgegen und der Motor 64 a im Uhrzeigersinn
läuft.
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Nach dem Kuppeln von 60 bzw. 60a erfolgt eine Mitnahme der Spindeln
38 bzw. 38 a in der entsprechenden Drehrichtung. Der Keil 28 bewegt sich hierbei
aus seiner Mittellage nach unten und der Keil 30 aus der untersten Stellung nach
oben. Dabei wird der Schalter 104, welcher das Startsignal für die Keilzurückstellung
28, 30 gegeben hat, kurz nach Beginn des Rücklaufs vom Keil 30 durch denselben freigestellt
und somit ein Öffnen dieses Schalters 104 erlaubt. Trotzdem wird der Stromfluß zu
Relais 90/ 90a bzw. 86/86a bzw. 88/88a aufrechterhalten, weil die Überbrückungsschalter
86 b, 86 c bzw. 88 b, 88 c noch geschlossen sind. Der Keil 28 erreicht in beschriebenem
Fall zuerst seine in F i g. 1 gezeigte Ausgangsstellung, weil er ja nur etwa die
Hälfte des Weges nach unten zurücklegen muß. In seiner Ausgangsstellung (F i g.
1) öffnet der Keil 28 den Schalter 102, und der Stromfluß zum Relais 86 wird damit
unterbrochen. Es erfolgt der Abfall des Schalters 86 a und damit auch das Öffnen
der Schalter 86b und 86 c, so daß der Motor 64 abgeschaltet wird. Die Rückstellbewegung
für den Keil 28 ist damit beendet.
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Der Keil 30 muß aber noch weiter in seine oberste Grenzstellung nach
F i g. 1 bewegt werden. Es läuft also der Motor 64 a weiter, bis diese Grenzstellung
erreicht ist. In dieser Endphase öffnet der Keil 30 in seiner obersten Stellung
den Schalter 106, so daß der Motor 64 a durch Öffnen des Schalters 88 a vom Relais
88 abgeschaltet wird. Das damit verbundene Öffnen der Überbrückungsschalter 88 b
und 88 c bewirkt das Abfallen des Ankers 78, wobei sich die Schalter 96 und 98 öffnen.
Damit ist die elektrische Einrichtung für die Zurückstellung beider Keile28 und
30 völlig abgeschaltet. Nach dem Abfallen des Ankers 78 wird die Stange 80 durch
die Rückstellfeder 82 nach oben bewegt, wobei der Betätiger 84 a bzw. 84b den Stift
43 bzw. 43 a freistellt, so daß die Klinke 42 bzw. 42a mit dem Schaltrad 40 bzw.
40a wieder in Eingriff gelangt (Fig. 2). Bei dieser Aufwärtsbewegung der Stange
80 und des Ankers 78 erfolgt eine zwangläufige Mitnahme der Hülsen 60, 60 a sowie
der Fallgewichte 74, 74 a, so daß ein Entkuppeln der Hülse 60 bzw. 60a vom Motor
64 bzw.
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64 a erfolgt.
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Die durch den Keil 28 und Keil 30 geöffneten Schalter 102 bzw. 106
werden sofort bei Beginn eines neuen Schneidvorganges wieder geschlossen. Die vorstehend
beschriebene Funktionsweise ist von einer möglichen Zurückstellbewegung der Keile
28 und 30 in einer bestimmten Betriebsstellung ausgegangen.
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Es ist somit erläutert, daß jedem Keil 28 bzw. 30 ein Einschalter
100 bzw. 104 und ein Ausschalter 102 bzw. 106 für die Rückstelleinrichtung zugeordnet
ist, so daß je nach Stellung dieser Keile diese Rückstelleinrichtung von diesem
oder jenem Keil in Gang gesetzt oder wieder stillgesetzt wird.
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Eine weitere Möglichkeit zum Einschalten der Keilrückstellung ist
durch den Handschalter 108 gegeben, welcher auch bei einer beliebigen Zwischenstellung
der Keile 28, 30 das Relais 90/90a unter Strom setzt und somit in der bereits geschilderten
Weise die Rückstelleinrichtung in Gang setzt.
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Durch den Einbau der Fallrohre wird erreicht, daß nach dem Ingangsetzen
der Rückstelleinrichtung mittels eines der Einschalter und nach der Anzugsbewegung
des Ankers vom Elektromagneten die Kupplung zwischen jeder Hülse und der zugeordneten
Welle des Rückstellmotors infolge der vergrößerten Massen der Teile rasch hergestellt
wird, Befindet sich eine der Wellen gerade in einer zum Herstellen des Kupplungseingriffs
ungeeigneten Stellung (F i g. 3 a), so sorgt das zugeordnete Fallrohr für das spätere
selbsttätige Einkuppeln. Schließlich sichert
die Masse der Hülsen und Fallrohre die
Kupplungsteile in der zum einwandfreien Rückstellantrieb erforderlichen Stellung.