DE2316015A1

DE2316015A1 - Zentrifugenrotoranordnung

Info

Publication number: DE2316015A1
Application number: DE2316015A
Authority: DE
Inventors: Michael Carl Guerrero
Original assignee: American Hospital Supply Corp
Current assignee: American Hospital Supply Corp
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1974-03-14
Also published as: GB1409324A; US3786986A; BE794143A; FR2198791A1; JPS5529737B2; SE390896B; FR2198791B1; ES410891A1; IT978478B; CA957670A; CH571894A5; JPS4968355A

Description

Bei der Untersuchung von Blutproben im klinischen Labor muß im allgemeinen eine große Anzahl solcher Proben spezifischen Untersuchungen so günstig wie möglich unterworfen werden. Um solchen Forderungen gerecht werden zu können wurden Mehrfachreagenzglaszentrifugen entwickelt. In den meisten Fällen weisen Jedoch solche Zentrifugen einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau und in mancherlei Hinsicht Mangel auf. So erfolgt in einigen Fällen die Verschwenkung des Reagenzglashalter oder der Einsteckhülsen für die Reagenzgläser unzureichend kontrolliert, so daß die Reagenzgläser abrupter Bewegungen ausgesetzt sind, die zu einer Wiederverteilung der Absetzungen führen und in schweren Fällen den Bruch der zerbrechlichen Reagenzgläser und benachbarter Teile der Zentrifuge zur Folge haben.

Eine andere allgemeine Unzulänglichkeit bekannter Zentrifugen liegt darin, daß das vollständige oder teilweise Entleeren der Reagenzgläser nur durch zeitraubendes Herausnehmen jedes einzelnen Reagenzglases aus dem Rotor und einzelnes Entleeren des Inhalts dieses Glases erfolgen kann. Um die Geschwindigkeit und den Wirkungsgrad zu erhöhen· wurden bereite elastische

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Bänder an der Vielzahl der von einem Rotor aufgenommenen Reagenzgläser befestigt, so daß alle Reagenzgläser gleichzeitig entleert werden können. Obwohl durch den Zug eines elastischen Bandes normalerweise die Reagenzgläser zusammengehalten v/erden können, erhöht natürlich jeder Fehler eines solchen begrenzten Notbehelfs notwendigerweise die Wahrscheinlichkeit eines Bruches von Reagenzgläsern, was eine ernsthafte Gefahr für den Benutzer der Zentrifuge darstellt.

Die Erfindung erstrebt die Schaffung einer verbesserten Zentrifugenrotoranordnung und richtet sich insbesondere auf eine Anordnung, bei der der Rotor mit einem zweifach wirksamen Federglied für die Reagenzgläser und Einsteckhülsen ausgerüstet ist.

Im allgemeinen umfaßt die Anordnung nach der Erfindung einen Zentrifugenrotor mit einer Vielzahl von Einsteckhülsen, die über den Umfang des Rotors mit gleichen Abständen verteilt sind. Jede Einsteckhülse hat eine vertikale Ruhelage und ist schwenkbar gelagert, wobei ihre Schwenkachse tangential zum Rotor und oberhalb des Mittelpunktes der Einsteckhülse liegt, so daß diese unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen schwenkt. Zu jeder Einsteckhülse gehört ein Federglied. Jedes Federglied weist eine Nabe, einen aufwärts und abwärts gekrümmten hakenförmigen Finger und eine Zunge auf, die sich nach innen in Richtung auf die Achse des Rotors erstreckt. Das federnde freie Endstück des hakenförmigen Fingers ragt in das oben offene Ende einer Einsteckhülse und drückt fest gegen die Oberfläche eines Reagenzglases, so daß dieses durch Reibungseingriff innerhalb seiner Einsteckhülse festgehalten wird. Die Reibungskraft reicht aus, um das Reagenzglas in dieser Hülse sogar dann festzuhalten, wenn der Rotor um 180° gedreht ist. Sie ist jedoch nicht so groß, daß das Einführen und Entnehmen der Reagenzgläser von Hand wesentlich erschwert wird.

Die Nabe jedes Federgliedes ist schwenkbar am Rotor derart befestigt, daß seine Schwenkachse vorzugsweise mit der Schwenkachse der zugeordneten Einsteckhülse zusammenfällt. Bei einer

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bevorzugten Ausführung ist die Nabe so mit der Einsteckhülse verbunden, daß sie sich gleichzeitig mit ihr verschwenkt. Daher schwenkt die Nabe des Federgliedes ebenfalls, wenn die Einsteckhülse und das eingesteckte Reagenzglas unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen schwenken, wobei eine horizontale Zunge am Federglied deformiert wird. Das freie Endstück der beweglichen Zunge steckt innerhalb einer radial verlaufenden Bohrung, die an die Achse des Rotors angrenzt. Im gleichen Maße wie sich die Nabe des Federgliedes entsprechend der Zentrifugalkraft verschwenkt, verbiegt sich die normalerweise gerade Zunge um sich der Schwenkbewegung anzupassen und sie abzufangen. Hierbei gleitet bei dieser Deformation das Endstück der Zunge in einem begrenzten Ausmaß innerhalb der Bohrung.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zentrifugenrotors nach der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Federgliedes für einen solchen Rotor;

Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalteilschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1 zur Wiedergabe der Hülse und eines Zentrifugenreagenzglases in der normalen senkrechten Ruhestellung;

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft beim Umlauf des Rotors;

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 3, wobei der Rotor um 180° gedreht ist.

Fig. 1 zeigt eine Zentrifugenrotoreinheit 10, die aus einem scheibenförmigen Rotor 11 mit einer Nabe 12 besteht und auf die vertikale Welle einer (nicht gezeigten) Zentrifuge passend aufgeschoben ist. Die Einheit ist als Ganzes von der aufrecht stehenden Zentrifugenwelle abnehmbar. Geeignete Mittel, wie ein Keil, der in

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die Nut 13 der Nabe paßt, verriegeln die Welle und die Nabe gegen Relativdrehungen zueinander, ohne gleichzeitig eine Trennung der Teile zu verhindern. Da die Zentrifuge und ihre Antriebswelle üblich ausgeführt sein können und keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, erübrigt sich eine weitere Beschreibung ihrer Konstruktion und ihrer Wirkungsweise.

Eine Vielzahl von Reagenzglashaltern 14 ist gleichmäßig über den Umfang des Rotors verteilt und mit Einsteckhülsen 15 versehen, die eine im allgemeinen zylindrische Form aufweisen. Nach Fig. sind diese Einsteckhülsen oben offen jedoch an ihrem unteren Ende verschlossen. In die Einsteckhülsen werden Standardreagenzgläser 16 eingesetzt, deren Außendurchmesser wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der Einsteckhülsen ist.

Jeder Reagenzglashalter 14 ist mit einem Verbindungsstück 17 versehen, das nach innen in Richtung auf die Achse 18 des Rotors weist und das von einer Aussparung 19 aufgenommen wird, die vom Rand des Rotors nach innen verläuft. Tangential verlaufende Drehstifte 20 lagern jeden Halter bzw. jede Einsteckhülse drehbar zwischen der normalerweise vertikalen Ruhestellung nach Fig. 3» wo die Einsteckhülse ungefähr parallel zur Achse 18 des Rotors verläuft, und einer geneigten Stellung nach Fig. 4, in der die Einsteckhülse mit ihrem oberen Teil nach innen in Richtung auf die Achse des Rotors geneigt ist. Fig. 4 zeigt die Stellung der Teile zueinander, wenn die Zentrifuge in Betrieb ist. Um die gezeigte Auswärtsschwenkung zu erzeugen, muß offenbar der horizontale Drehstift 20 oberhalb des Längenmittelpunktes oder Schwerpunktes der Kombination aus Reagenzglas und Einsteckhülse angeordnet sein.

Fig. 2 zeigt ein einzelnes Federglied 21 mit einer Nabe 22, einem hakenförmigen Finger 23 und einer Zunge 24. Die Nabe ist mit einer horizontalen Öffnung versehen, um den Drehstift 25 aufzunehmen, so daß die Drehachse für die Nabe und den Reagenzglashalter 14 zusammenfallen. Man erkennt, daß die Nabe im allgemeinen nicht kreisförmig ausgeführt ist und die Wände des Verbindungs-r Stücks 17 berührt; hierdurch sind die Nabe und der Reagenzglashalter 14 gegen unerwünschte Drehbewegungen gesichert.

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Der Fingeriersteckt sich von der Nabe nach oben, biegt dann nach außen um und führt dann wieder nach unten, wo er in einem federnden Endstück 23a endet, das im Hohlraum der Einsteckhülse 15 untergebracht wird. Nach den Fig. 1 und 3 ist die Einsteckhülse mit einer Öffnung 26 versehen, durch die der Finger 23 ragt.

Wie bereits erwähnt, ist der Innendurchmesser der Einsteckhülse 15 wesentlich größer als der Außendurchmesser des Reagenzglases 16. Jedoch ragt das federne Endstück 23a des Fingers 23 weit genug in das Innere der Einsteckhülse vor, um das Reagenzglas 16 durch Reibung festzuhalten. Ist der Finger 23 unbelastet dann steht das federnde Endstück 23a schräg nach unten und außen in dem normalerweise von einem Reagenzglas 16 eingenommenen Raum, wie es in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Wird ein Reagenzglas 16 in die Einsteckhülse 15 eingesteckt, dann wird durch die unmittelbare Berührung zwischen dem Reagenzglas und dem Endstück 23a der Finger in die Stellung verbogen, die aus-gezogen in Fig. 3 dargestellt ist. Das Reagenzglas wird dadurch nach außen in engen Reibungskontakt mit der Innenoberfläche der Einsteckhülse 15 gepreßt. Der Reibungskontakt zwischen dem Reagenzglas 16 und den einander gegenüber liegenden Flächen des Endstückes 23a und der Einsteckhülse reicht aus, um das Reagenzglas sogar dann an seinem Platz zu halten, wenn der gesamte Rotor um 180° gedreht ist (Fig. 5). Der Reibungswiderstand ist jedoch nicht so groß, um das Hinein- und Herausgleiten des Reagenzglases zu verhindern, wenn es von Hand hineingesteckt oder herausgezogen werden soll. Die umgekehrte U-förmige Ausbildung des Fingers 23 sorgt nicht nur für eine genügende Flexibilität, sondern erleichtert auch wegen der genau konvexen Ausbildung der äußeren Oberfläche des Fingers das Einführen der Reagenzgläser 16 in die Einsteckhülse 15 statt sie zu behindern.

Die Zunge 24 erstreckt sich unter der horizontalen Wand 11a des Rotors radial nach innen. Das Endstück 24a der Zunge steckt beweglich in einer Aussparung 27» die dieses Endstück an vertikalen Bewegungen hindert, nicht jedoch an begrenzten axialen Verschiebungen. Nach den Fig. 3 und 4 ist ein Hohl-

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raum 28 innerhalb des Rotors unter der gesamten Zunge 24 mit Ausnahme des Endstückes 24a vorgesehen; daher kann sich die Zunge 24 in den Hohlraum 28 verbiegen, wenn der Halter 14 nach außen schwenkt (Fig. 4). Wegen der Elastizität der Zunge 24 wird einer solchen Verformung Widerstand entgegengesetzt, so daß der Halter 14 und sein Inhalt gegen abrupte Bewegungen zwischen ihrer vertikalen Ruhelage und ihrer geigten Lage während des Betriebes geschützt sind. Wenn der Halter nach außen schwingt, gleitet das Endstück 24a der Zunge 24 in begrenztem Ausmaß innerhalb der Aussparung 27 des Rotors radial nach außcn-

Offenbar dämpft das Federglied 21 nicht nur die Auswärtsbewegung des Reagenzglashalters 24 bzw. setzt ihr einen nachgiebigen Widerstand entgegen, sondern dient auch als Rückholfeder, die den Reagenzglashalter 24 in die vertikale Ruhestellung nach Fig. 3 zurückführt und ihn in dieser Stellung festhält. Dadurch kann der gesamte Rotor von seiner Antriebsspindel abgenommen und ohne Gefahr eines Schwingens oder Kippens der Reagenzglashalter um ihre Drehachsen bewegt v/erden. Da die Federzungen 24 die Reagenzglashalter 14 in die vertikale Ruhestellung nach Fig. 1 drücken, kann die gesamte Einheit von der Zentrifuge abgenommen und auf eine ebene Fläche gestellt werden, wobei die unteren Enden der Einsteckhülsen 15 auf dieser Fläche aufruhen. Weiterhin kann die gesamte Einheit nach Fig. 5 um 180° gedreht werden, so daß die Flüssigkeit aus allen Reagenzgläsern gleichzeitig ausgeschüttet wird. Die Federglieder halten dabei alle Einsteckhülsen parallel zur Achse 18 des Rotors.

Jedes Federglied 21 besteht aus einem geeigneten Material mit der notwendigen Flexibilität und Haltbarkeit, z. B. aus Metall, jedoch hat sich gezeigt, daß zähes flexibles Kunststoff material besonders geeignet ist, weil es die Herstellung des Federgliedes als einstückiges Formteil erlaubt und weil ein solches Material eine glatte, nicht schmi-rgelnde Bewegung zwischen dem Federglied, dem Reagenzglas 16 und dem Rotor 12 begünstigt.

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Selbstverständlich können Einzelheiten verändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

- Patentansprüche: -

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Claims

Patentansprüche

Federglied zum Verschwenken von Zentrifugenreagenzglashaltern gekennzeichnet durch eine auf einem horizontalen Drehstift (20) gelagerte Nabe von der sich ein federnder Finger (23) zuerst nach oben und dann nach unten erstreckt und in einem nach unten weisenden freien Endstück (23a) endet, das auf die Nabe (22) zu und von ihr weg federnd verbiegbar ist und sich mit Reibungseingriff auf die Außenoberfläche eines Reagenzglases (16) legt und an der ferner eine federnde, im belastungsfreien Zustand im allgemeinen gerade Zunge (24) angeordnet ist, deren freies Endstück (24a) zur Steuerung der Schwenkbewegung der Nabe (22) um den Drehstift (20) eingespannt ist.
2. Federglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Finger (23), Zunge (24) und Nabe (22) einstückig ausgebildet sind.
3. Federglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einstückig aus biegsamen Kunststoff hergestellt ist.
4. Federglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Finger (23) im wesentlichen umgekehrte U-Form aufweist.
5. Federglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (24) sich in im wesentlichen waagerechter Richtung erstreckt.
6. Zentrifugenrotoranordnung mit einem um eine vertikale Achse in Umlauf versetzbaren Rotor und wenigstens einem auf dem Rotor in der Nähe von dessen Umfang befestigten Zentrifugenreagenzglashalter, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß der Reagenzglashalter (14) um eine tangential verlaufende Schwenkachse (20) verschwenkbar am.Rotor (11) montiert ist und eine nach oben offene *) zur Aufnahme eines Zentrifugenreagenzglases (16) aufweist und daß ein Federglied (21) am Rotor (11) angebracht ist, das mit einem nach unten in die Einsteckhülse weisenden federnden Finger (23) versehen ist, der da3 Reagenzglas (16) in der Einsteckhülse (16) durch Reibungseingriff festhält. *) Einsteckhülse
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied (21) am Rotor (11) zur gemeinsamen Schwenkbewegung mit dem Reagenzglashalter (14) montiert ist und eine Zunge (24) mit einem Endstück (24a) aufweist, das in den Rotor (11) eingreift und durch ihn so in seiner Bewegungsfreiheit beschränkt ist, daß es die Einsteckhülse (13) in eine Normalstellung zwingt, in der die Achse der Einsteckhülse (15) im wesentlichen parallel zur Achse des Rotors (11) steht.
8. Anordnungjnach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß Finger (23) und Zunge (24) des Federgliedes (21) einstückig aus Kunststoffmaterial hergestellt sind.
9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Finger (24) umgekehrt U-förmig ausgebildet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (24) nach innen auf die Achse des Rotors (11) weist. · .
11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Federglied (21) eine Nabe (22)

. aufweist, die mit dem Finger (23) und

der Zunge (24) einstückig ausgebildet ist und daß die Drehachse der Nabe (22) mit der Drehachse der Einsteck-

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hülse zusammenfällt.
12. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Einsteckhülso (15) eingeschobenen Zentrifugenreagenzgläser (16) durch Reibungseingriff mittels des jeweiligen federnden Fingers (23) festgehalten sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser der Einsteckhillse (15) wesentlich größer als der Außendurchmesser des Zentrifugenreagenzglases (16) ist.
14. Zentrifugenrotoranordnung mit einem um eine vertikale Zentrifugierachse umlaufenden Rotor mit Vielzahl von Zentrifugenreagenzglashaltern, die im gleichen Abstand über den Umfang des Rotore verteilt und an ihm montiert sind und jeweils eine nach oben offene Einsteckhülse aufweisen sowie um eine tangential verlaufende Schv/enkachse zwischen einer im allgemeinen vertikalen Stellung und einer geneigten Position verschwenkbar und von Federgliedern in den Haltern geführt sind, welche verlängerte federnde Zungen aufweisen, die in den Rotor eingreifen und den Halter in seine im allgemeinen vertikale Stellung zwingen.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Federglieder Naben aufweisen, deren Drehachsen mit den DrdBchsen der Halterung zusammenfallen.
16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die Zungen normalerweise gerade sind und sich nach innen auf die Zentrifugierachse hin erstrecken.
17. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zunge ein Endstück aufweist,

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das von einer radial verlaufenden öffnung im Rotor aufgenommen ist, die begrenzte Gleitbewegungen erlaubt.
18. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Federglieder aus biegsamen Kunststoffraaterial hergestellt sind.
19. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Federglied einen federnden Finger mit einem Endstück aufweist, das nach unten in die Einsteckhülse greift und ein dort eingesetztes Reagenzglas durch Reibungseingriff festhält.
20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Finger im allgemeinen umgekehrt U-förmig ausgebildet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Finger mit der Nabe'aus einem Stück besteht.
22. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Reagenzgläsern

von
entnehmbar den EinsteckhUlsen aufgenommen ist, jedes Reagenzglas einen Außendurchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser der es aufnehmendenEinsteckhUlee und die Endstücke der federnden Finger durch Reibungseingriff die Reagenzgläser innerhalb der Einsteckhülsen festhalten.

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