DE29520997U1

DE29520997U1 - Lager für Laborgeräte

Info

Publication number: DE29520997U1
Application number: DE29520997U
Authority: DE
Original assignee: Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2005-04-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager für Laborgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Lager können insbesondere bei Laborgeräten wie z.B. Laborschüttlern, Sieben aber auch Kreuztischen eingesetzt werden. Grundsätzlich kommt ihr Einsatz bei allen Laborgeräten in Betracht, die mit einer Antriebseinheit eine von dem Lager gehaltene Plattform auf einer horizontalen Bahn in Richtung der X- und/oder Y-Achse bewegen. Der Begriff Plattform ist weit zu fassen. Er deckt alle an die jeweiligen Laborgeräte und Einsatzwecke angepaßten Einrichtungen ab, mit denen z.B. Substanzen, Proben und Präparate etc. aufgenommen und behandelt werden können. Zur Aufbereitung fesler pulverförmiger Proben kann als Plattform z.B. ein Sieb vorgesehen sein.

Bei Laborschüttlern kann die Plattform z.B. ein Tisch sein, auf dem Halterungen für herkömmliche Laborgefäße, z.B. Reaktionsgefäße oder Erlenmeyerkolben vorgesehen sind.

Bekannt sind z.B. sogenannte Kreisschüttler, bei denen die Plattform mit vorgegebener Frequenz auf einer Kreisbahn geführt wird. Es gibt jedoch auch Laborschüttler, die eine Schüttelbewegung nur in einer Horizontalachse ausführen. Denkbar sind natürlich auch ovale oder sonstwie geformte Schüttelbewegungen. Welche Schüttelbewegung gewählt wird, hängt von dem Anwendungszweck ab.

Es ist bekannt, bei z.B. herkömmlichen Laborschüttlern, die Plattform an einem mit der Antriebseinheit verbundenen Lager anzuordnen. Ein gattungsgemäßes Lager ist aus der UK 2 243 089 bekannt geworden. Das hier beschriebene Lager weist ein erstes äußeres, horizontal in Richtung der X-Achse bewegliches Paar metallischer Blattfedern auf, die jeweils mit ihrem einen Ende an der Antriebseinheit befestigt sind und deren andere Enden über ein starres Rahmenelement miteinander verbunden sind. An dem starren Rahmenelement ist ein weiteres, horizontal in Richtung der Y-Achse bewegliches Paar Blattfedern gelagert, an dem ein inneres Rahmenelement angeordnet ist. Das innere Rahmenelement hält die Plattform, die mit ihm in Abhängigkeit von dem gewählten Antrieb eine Bewegung in X- und Y-Richtung ausführen kann. Blattfedern und Rahmenelemenle sind in der bekannten Lagerkonstruktion horizontal und im wesentlichen in parallelen Ebenen verlaufend zueinander ausgerichtet.

Nachteilig an der bekannten Konstruktion ist, daß sie aus Teilen aus unterschiedlichen Materialien besteht, die bei der Herstellung zeit- und kostenaufwendig montiert werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Lager zu schaffen, das insbesondere in Großserien besonders kostengünstig und zeitsparend hergestellt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem erfindungsgemäßen Lager mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Danach ist vorgesehen, daß das erfindungsgemäße Lager einstückig in einem Arbeitsgang im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt ist.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich auf diese Weise vollständig aus Kunststoff bestehende Lager herstellen lassen, die einerseits in Richtung der Bewegungsebene eine ausreichende Flexibilität· aufweisen und andererseits quer dazu ausreichend steif sind, die Plattform sicher zu halten.

Vorteilhaft ist an dem erfindungsgemäßen Lager, daß es sich in größeren Serien kosten- und zeitgünstig herstellen läßt. Steht erst einmal eine entsprechende Form zur Verfügung, so lassen sich auch Lager mit aufwendigem Aufbau (z.B. mit weiteren Versteifungen, Führungselementen, die mit der Antriebseinheit kooperieren etc) herstellen, wobei die Ausbildung der zusätzlichen Merkmale kaum zusätzliche Kosten verursacht. Der vollständige Verzicht auf die bislang herkömmlicherweise eingesetzten Blattfedern aus Metall führt auch dazu, daß das Lager wenig anfällig gegen korrosionsverursachende Substanzen ist. Außerdem ist ein Austausch bzw. eine Montage des erfindungsgemäßen Lagers deutlich einfacher als das herkömmliche Lager. Eine Herstellung im Spritzgußverfahren erlaubt schließlich auch eine gezielte Ausbildung von Hohlräumen in dem Lager. Es lassen sich also ohne großen Aufwand durch Optimierung der Profilierung erfindungsgemäß Lager schaffen, die bei geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit aufweisen.

Die Unteransprüche richten sich auf vorteilhalte Ausgestaltungen der Erfindung.

So sieht z.B. eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 vor, daß das innere und das äußere Rahmenelement jeweils von einem Paar paralleler Blattfedern gehalten sind, wobei die beiden Blattfederpaare im rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere, wenn man Blattfedern mit übereinstimmenden Federeigenschaften einsetzt, erlaubt diese Ausgestaltung einen besonders gleichmäßigen und verschleißfreien Antrieb des Lagers.

Bei gattungsgemäßen Lagern werden Blattfedern aus Metall eingesetzt, die in aller Regel über ihre gesamte Länge einen rechteckigen Querschnitt mit konstanter Dicke aufweisen. Häufig zu beobachten ist, daß derartige Federn nach längerem Betrieb in Nähe ihrer Befestigungsstellen brechen. Diesem Problem kann man mit dem erfindungsgemäßen Lager elegant begegnen, wenn man wie in Anspruch 3 vorgesehen die Blattfedern in ihren Endbereichen mit größerer Dicke als im Mittelbereich ausbildet. Die Herstellung einer solchen Blattfeder mit variierender Dicke stellt im Spritzgußverfahren kein Problem dar. Man erreicht in dieser Ausgestaltung, daß die Federn in ihren besonders beanspruchten Endbereichen, mit denen sie an ortsfesten bzw. nicht federnden Elementen befestigt sind, deutlich stabiler sind als Federn mit übereinstimmenden Federeigenschaften und konstanter Dicke. Idealerweise bildet man die Federn so aus, daß sie sich von ihren Endbereichen stufenlos zu dem Mittelbereich verjüngen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht gemäß Anspruch 4 vor, daß das äußere Rahmenelement als geschlossener Rahmen ausgebildet ist, der das innere Blattfederpaar und das daran gelagerte innere Rahmenelement vollständig umgibt. Bei einer derartigen Ausgestaltung erhält man ein Lager mit hoher Quersteifigkeit, die sich noch erhöhen läßt, wenn man, wie in einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 vorgesehen, auch das innere Rahmenelement als geschlossenen Rahmen ausbildet.

Eine weitere Ausgestaltung betrifft die Übertragung der Antriebsbewegung von der Antriebseinheit auf die Plattform. Eine Möglichkeit besteht darin, die Antriebseinheit direkt an der Plattform angreifen zu lassen. Vorteilhafterweise ist jedoch nach Anspruch 6 das Lager so ausgestaltet, daß die Antriebseinheit an seinem inneren Rahmenelement angreifen und mit ihm die Plattform bewegen kann. Vorteilhaft ist dies insbesondere dann, wenn z.B ein Laborgerät abwechselnd mit unterschiedlichen Plattformen betrieben werden soll (bzw Plattformen auf unterschiedlichen Laborgeräten eingesetzt werden sollen). Bei einem Austausch muß dann Ie-

diglich die alte Plattformen entfernt und eine neue an dem Lager angeordnet werden. Die bei gattungsgemäßen Lagern außerdem erforderliche Entkopplung bzw. Kopplung der Plattformen mit der Antriebseinheit enfällt.

Vorteilhafterweise wird das Führungselement in dem inneren geschlossenen Rahmen ausgebildet, was eine besonders sichere und belastbare Verbindung mit dem Lager ermöglicht.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von zwei Abbildungen näher erläutert werden.

Fig. 1: zeigt eine Perspektivansicht eines Laborschüttlers mit draufmontiertem Lager.

Fig. 2: zeigt eine Aufsicht auf ein Lager in einer gegenüber

Fig. 1 etwas anderen Ausführungsform.

In Fig. 1 erkennt man einen Laborschüttler 10. Der Laborschüttler 10 weist eine Antriebseinheit 11 auf, auf der ein Lager 12 befestigt ist. Die in Gebrauch an dem Lager 12 angeordnete Plattform ist nicht dargestellt.

Das Lager 12 weist zwei äußere, parallel zueinander ausgerichtete Blattfedern 13a, 13b auf, die über Befestigungseinrichtungen 14a, 14b auf der Antriebseinheit 11 des Laborschüttlers 10 angeordnet sind. Die Blattfedern 13a, 13b sind über einen Rahmen 15 miteinander verbunden, an dem ein weiteres Paar Blattfedern 16a, 16b befestigt ist. Die Blattfedern 16a, 16b sind im rechten Winkel zu den Blattfedern 13a, 13b ausgerichtet. An den Blattfedern 16a, 16b ist ein innerer geschlossener Rahmen 17 gelagert, in dem Bohrungen 18 zur Befestigung einer nicht gezeigten Plattform ausgebildet sind.

Aufgrund des speziellen Aufbaus des Lagers 12 kann der innere Rahmen 17 eine Horizontalbewegung in X-Richtung gegenüber dem äußeren Rahmen 15 durchführen, der seinerseits eine Horizontalbewegung in Y-Richtung gegenüber der Antriebseinrichlung

11 ausführen kann. Bei einem entsprechenden Antrieb, z.B. Exzenterantrieb, kann also die auf dem inneren Rahmen 17 angeordnete Plattform z.B. eine horizontale Kreisbewegung durchführen.

Ein hierfür geeignetes Antriebselement 20 ist in Fig. 1 dargestellt. Das Antriebselement 20 besteht aus einer von der Antriebseinrichtung 11 getriebenen Welle 21, auf der eine Kreisscheibe 22 sitzt. Auf der Kreisscheibe 22 ist exzentrisch ein zweite Welle 23 vorgesehen, auf der ein Kugellager 24 aufgesetzt ist. Über dieses Kugellager 24 kann die Antriebseinheit auf beliebige Weise an dem inneren Rahmen 17 bzw. an der darauf angeordneten, nicht gezeigten Plattform gebracht werden und wahlweise den inneren Rahmen und mit ihm die auf ihr angeordneten Plattform (bzw. die Plattform direkt) reibungsfrei auf einer Kreisbahn antreiben.

In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 2 verwiesen, die eine etwas andere Ausführungsform eines Lagers 32 in Aufsicht zeigt. Man erkennt hier wiederum ein äußeres Paar Blattfedern 33a, 33b, zwischen denen ein starrer geschlossener Rahmen 35 angeordnet ist. Der Rahmen 35 trägt wiederum zwei Blattfedern 36a, 36b, an denen ein innerer Rahmen 37 mit Bohrungen 38 für eine nicht gezeigte Plattform gezeigt ist. Zusätzlich ist nun aber weiter vorgesehen, daß in dem Rahmen 37 ein Führungselement 39 ausgebildet ist, das eine innere, einen Zylinderabschnitt bildende Ausnehmung 40 aufweist, die beim montierten Lager 32 formschlüssig in Eingriff mit dem in Fig. 1 gezeigten Kugellager 24 des Antriebselementes 20 gelangt. Auf diese Weise kann man mittels der Antriebseinheit 11 das Lager 32 weitgehend reibungsfrei auf einer konstanten gleichförmigen Kreisbahn antreiben. Selbstverständlich lassen sich über die jeweilige Ausbildung des Führungselements auch andere Bewegungsbahnen, z.B. ovale Bahnen etc. einstellen.

Weiterhin sind in Fig. 2 die Blattfedern 33a,b mit über ihre Länge variierender Dicke dargestellt. Man erkennt, daß sich diese Federn von ihren Endbereichen zu ihrem Mittelbereich hin verjüngen. Die Vorteile dieser an den Federn 33a,b beispielhaft dargestellten Ausführung wurden bereits weiter oben erörtert.

Die gepunkteten Linien in Fig. 2 stellen die Umrisse von (auf der Unterseite des Lagers offenen) Hohlräumen dar, die in dem Lager ausgebildet sind. Ein Lager mit einer derartigen im Hinblick auf sein Gewicht und seine Steifigkeit günstigen Profilierung läßt sich mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Spritzgußverfahren auf einfache Weise herstellen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt. Es ist natürlich auch möglich, ein Führungselement für das Antriebselement an der Plattform vorzusehen. Die Vorteile der in Fig. 2 beschriebenen Ausbildung des Führungselements mit dem Lager wurden demgegenüber bereits oben erörtert. Auf den wesentlichen Vorteil der erleichterten Montage unterschiedlicher Plattformen auf dem Laborschüttler soll hier noch einmal eingegangen werden. Montiert man eine herkömmliche Plattform auf einen Laborschüttler., so muß man gleichzeitig dessen Führungselement in Eingriff mit dem Antriebselement bringen und zur Befestigung das Lager gegen die Federkraft der Blattfedern soweit auslenken, bis dessen Bohrungen mit den Befestigungsbohrungen der Plattform fluchten. Dies kann unter Umständen Probleme bereiten, insbesondere da bei aufgesetzter Plattform eine optische Kontrolle der Ausrichtung zu den Bohrungen in dem inneren Rahmen nicht mehr möglich ist.

Kernpunkt der Erfindung ist, daß das erfindungsgemäße Lager und sämtliche dazu erwähnten Ausgestaltungen sich überraschenderweise ohne weiteres in einem Arbeitsgang einstückig aus Kunststoff fertigen lassen. Auf diese Weise läßt sich auch die zuletzt besprochene, besonders vorteilhafte Ausführung gemäß Fig. 2 ohne großen Zeitaufwand und relativ kostengünstig produzieren.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann das erfindungsgemäße Lager selbstverständlich nicht nur bei den gezeigten Laborschüttlern sondern auch bei weiteren Laborgeräten wie z.B. Rüttelsieben, Kreuztischen etc. eingesetzt werden. Die Erfindung ist insofern nicht beschränkt.

Claims

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& Emmel Tel:(0>40-6562051 Fa_X:-6567919

European Patent Attorneys Commerzbank 22/58226 BIz 20040000

Postbank 225058 - 208 BIz 20010020

Uns. Zeichen/Our Ref:N a\EppA09 Gehölzweg 20, D-22043 Hamburg Ihr Zeichen/Your Ref:

Eppendorf - Netheler - Hinz GmbH, ³⁰· ^{März 1995}

Barkhausenweg 1, D-22339 Hamburg

ANSPRÜCHE:

1. Lager für Laborgeräte, die eine Antriebseinheit aufweisen, über die eine an dem Lager angeordnete Plattform auf einer vorgegebenen horizontalen Bahn in X- und/oder Y-Richtung bewegt werden kann, mit einem äußeren, an einem in X-Richtung beweglichen Blattfederelement gelagerten Rahmenelement, an dem ein inneres, an einem weiteren in Y-Richtung beweglichen Blattfederelement gelagertes, die Plattform haltendes Rahmenelement angeordnet ist, wobei Rahmen- und Blattfederelemente in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (12, 32) im Spritzgußverfahren einstückig aus Kunststoff hergestellt ist.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

äußere und das innere Blaltfederelement jeweils ein Paar paralleler beabstandeter Blattfedern (13a, 13b, 33a, 33b; 16a, 16b, 36a, 36b) sind.
3. Lager nach einem der Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der Blattfedern (33a, 33b) eine größere Dicke als ihre Mittelbereiche aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rahmenelement ein geschlossener Rahmen (15, 35) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rahmenelement ein geschlossener Rahmen (17, 37) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem inneren Rahmen (37) ein Führungselement (39) gehalten ist, das eine Ausnehmung (40) aufweist, die mit einem Antriebselement (20) der Antriebseinheit (11) verbindbar ist.