DE3102774C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysiergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 16 73 350 ist ein Analysiergerät bekannt, welches eine Vorrichtung zum Überführen von Flüssigkeiten in ein Auf­ nahmebehältnis unter Mischen aufweist. Hierbei sind Probenauf­ nahmebehältnisse gleichmäßig über den Umfang einer Drehscheibe verteilt angeordnet. Eine vertikale Sonde ist am oberen Ende gekrümmt ausgebildet und dient als Entnahmerohr für die zu analysierende Probe. Ein Schwenk- und Höhenantrieb ist für diese Sonde von einem Antriebsmotor abgeleitet. Diese Sonde soll im Probenbehältnis hin- und herbewegt werden, so daß die aufgenommenen Flüssigkeiten durchmischt werden. Die Sonde voll­ führt dabei eine bogenförmige Bewegung. Nachteilig ist, daß diese bekannte Vorrichtung kein rasches, gutes Durchmischen der Flüssigkeiten im Aufnahmebehältnis, möglichst ohne eine eine folgende photometrische Analyse störende Bläschenbildung, er­ möglicht.

Nach dem DE-GM 74 35 369 ist es bei einer Rührvorrichtung ferner bekannt, den schwenkbar gelagerten, stabförmigen Rührer mit ebener oder gekrümmter Fläche in einer vertikalen, radialen Rührbehälter-Ebene mittels eines hin- und herschwingenden Stößels zu bewegen. Der Rührer vollzieht sonst wiederum eine bogenförmige Bewegung mit den erläuterten Nachteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Mischen der Flüs­ sigkeiten, auch bei kleinen Probenmengen, schneller durchzufüh­ ren und zu verbessern, sowie eine störende Bläschenbildung in den Flüssigkeiten und an der Seitenwand des Aufnahmebehältnis­ ses zu vermeiden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 1.

Dadurch, daß die Sonde an einem im Tragarm schiebbar geführten, linear hin- und herbewegbaren, durch Antriebsmittel angetriebe­ nen Schieber befestigt ist und zusammen mit dem Schieber eine geradlinig oszillierende Bewegung durchführt, wird ein rasches und gutes Durchmischen der Flüssigkeiten, auch bei kleinsten Probenmengen erreicht. Bei dieser Bewegung ergeben die erzeug­ ten Wellenkämme und Wellentäler keinen laminaren Flüssigkeits­ fluß. Eine wesentliche Bläschenbildung wird bei dieser Art Mi­ schung vermieden. Bläschen würden in der Flüssigkeit oder an den Seitenwänden der Aufnahmebehältnisse insbesondere eine photometrische Analyse störend beeinflussen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein perspektivischer Darstellung einen Teil der Flüssigkeits-Übertragungseinrichtung zusammen mit einem chemischen Analysier­ gerät,

Fig. 2 in Seitenansicht teilweise geschnitten eine Aus­ führungsform der Übertragungseinrichtung,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise geschnitten einer Ausführungsform einer Sonde,

Fig. 4 eine Draufsicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2,

Fig. 5 in Seitenansicht geschnitten den Arm der Übertra­ gungseinrichtung entlang der Linie 5-5 von Fig. 2,

Fig. 6 in Explosionsdarstellung den Übertragungsarm und die Sonde von Fig. 2,

Fig. 7 eine Seitenansicht teilweise geschnitten einer zweiten Ausführungsform der Übertragungseinrichtung,

Fig. 8 im Blockdiagramm die Darstellung eines Steuersystems für die Übertragungseinrichtung,

Fig. 9 in perspektivischer Darstellung eine andere Aus­ führungsform des beweglichen Arms,

Fig. 10A eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Form der Komponenten des Arms nach Fig. 9,

Fig. 10B eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Sicht, wobei die vertikalen Fühlerstrukturen mit den Führungsstangen des Armes nach Fig. 9 dargestellt sind,

Fig. 10C in Explosionsdarstellung in perspektivischer Sicht die Basis und den Antriebsmotor des Armes nach Fig. 9,

Fig. 11 von hinten in Seitenansicht die Verdrahtung des Armes nach Fig. 9 und

Fig. 12 eine Teildarstellung des Armes nach Fig. 11 in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist eine Flüssigkeits-Übertragungseinrichtung mit 10 bezeichnet. Es sind drei derartige Mechanismen 10, 10′ und 10′′ dargestellt, die mit einem chemischen Reaktions- Analysiergerät 12 zusammenarbeiten. Das Analysiergerät 12 kann einen Probenvorrat 14 und einen Reagensvorrat 16 ent­ halten. Die Übertragungseinrichtung 10 kann mit jeglicher Art von Analysier- oder Mischsystem verbunden werden, in dem es wünschenswert ist, von den Eigenschaften der Ein­ richtung 10, wie sie nachfolgend beschrieben werden, Gebrauch zu machen. Zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung der Arbeitsweise des Mechanismus 10 und der damit erzielten Flexibilität ist ein bestimmtes Analysiergerät 12 hier als Ausführungsbeispiel beschrieben.

Das Analysiergerät 12 enthält einen Küvettenrotor 18, wel­ cher eine Anzahl von Küvetten oder Küvettenvertiefungen 20 aufweist. Die Probenmengen werden von der Übertragungsein­ richtung 10 aufgenommen oder angesaugt, und zwar aus dem Probenvorrat 14 und anschließend zu den Küvetten 20 bewegt und dort abgegeben. Die Probenmengen werden mit Reagens­ mengen gemischt, welche von der Übertragungseinrichtung 10′ aus dem Vorrat 16 entnommen werden, der ein erstes Reagens enthält. Zu den Küvetten 20 kann durch die dritte Übertra­ gungseinrichtung 10′′ ein zweites Reagens hinzugegeben wer­ den, welches aus dem Reagensvorrat 16 oder von einem anderen (nicht dargestellten) Vorrat entnommen werden kann. Der Probenvorrat 14 kann Proben, Notproben, Kontroll- und Blind­ mengen aufweisen, welche von dem Vorrat 14 in einer vorbe­ stimmten Reihenfolge aufgenommen werden und die dann an­ schließend durch das Analysiergerät 12 in den Küvetten 20 analysiert werden. Die Küvetten 20 sind vorzugsweise wieder­ verwendbar ausgebildet, und zwar dadurch, daß sie in dem Analysiergerät 12 gereinigt werden, bevor sie wieder an der Verteilungsposition für die Übertragungseinrichtung 10 ein­ treffen.

Der Probenvorrat 14 weist eine Anzahl von Vertiefungen 22 auf, in denen Proben, Blind- und Notproben und Kontrollmen­ gen vorhanden sein können, wobei eine oder mehrere Aufnahme­ positionen vorhanden sind, die auf einem Kreisbogen liegen, welcher von einer Sonde 24 definiert wird. Die Vertiefungen 22 können zu der Aufnahmeposition dadurch bewegt werden, daß der Vorrat 14 gedreht wird. Die Sonde 24 wird an einem Arm 26 um eine Welle 28 gedreht. Der Arm 26 ist mit seiner Sonde 24 in der Verteilungsposition dargestellt, wobei letz­ tere in eine der Küvetten 20 in dem Rotor 18 eintaucht. Die von dem Vorrat 14 aufgenommene Flüssigkeit wird abgegeben und kann von einem Motor 30 gemischt werden, welcher die Sonde 24 in oszillierende Hin- und Herbewegungen innerhalb der Küvette 20 versetzt. Die Übertragungseinrichtung 10′ arbeitet in ähnlicher Weise und nimmt eine Flüssigkeit aus einem der Reagens-Behälter 32 in dem Vorrat 16 auf. Die Übertragungseinrichtung 10′′ kann ein zweites Reagens aus den Behältern 32 oder von einem anderen Vorrat oder einer Reihe nicht dargestellter Behälter aufnehmen.

Die Sonde 24 wird um die Welle 28 rotiert und in vertikaler Richtung auf- und abbewegt an dieser Welle, um so die Flüs­ sigkeit aufzunehmen und die Flüssigkeitsmengen abzugeben. Die dargestellten Vorräte und ebenso die Anordnung der Kü­ vetten 20 dienen nur der Erläuterung, so daß die Übertra­ gungseinrichtungen 10, 10′ und 10′′ Flüssigkeiten aus jeg­ licher Position auf einem Kreisbogen entnehmen können, der durch die Achse der Welle 28 festgelegt wird. Die Flüssig­ keiten können bei jedem Arbeitsgang der Übertragungsein­ richtung 10 verschieden sein, wobei es von großer Bedeutung ist, daß irgendwelche Vermischungen oder Übertragungen ver­ mieden werden, weil die Flüssigkeiten bestimmten Untersuchun­ gen zugeordnet sind, welche Körperflüssigkeiten eines be­ stimmten Patienten betreffen.

Die verschiedenen Arbeitsschritte der Übertragungseinrich­ tung 10 während jedes Arbeitszyklus werden nachfolgend er­ läutert, wobei die Position der Sonde 24 der Einfachheit halber erläutert wird. Die Sonde 24 befindet sich zunächst in einer Ruheposition oberhalb der Wascheinrichtung 34 für die Sonde, in welcher die Sonde sowohl innen als auch außen gewaschen und getrocknet wird, und zwar am Ende jedes Zyklus zur Vorbereitung für den nächsten Zyklus. Die Sonde 24 wird zuerst in eine passende Aufnahmeposition über einer der Ver­ tiefungen 22 geschwenkt, dann nach unten in die Vertiefung bewegt, bis sie die Flüssigkeit erreicht, worauf die genaue Menge an gewünschter Flüssigkeit angesaugt wird und eine Be­ wegung nach oben erfolgt zu der Drehposition oberhalb des Probenvorrates 14. Anschließend erfolgt eine Drehung in die Abgabeposition oberhalb einer der Küvetten 20, an die sich eine Bewegung nach unten in die Küvette 20 anschließt, worauf die angesaugte Flüssigkeitsmenge eingegeben wird. Durch einen Oszillationsvorgang werden die Flüssigkeiten in der Küvette 20 gemischt, die Sonde wird wieder nach oben bewegt in ihre Schwenkposition, es folgt eine Drehung in eine Position ober­ halb der Wascheinrichtung 34 und anschließend eine Absenkung in die Wascheinrichtung 34, wo die Sonde von allen vorher­ gehenden Flüssigkeiten gewaschen und getrocknet wird. An­ schließend geht sie zurück in ihre Ruheposition oberhalb der Wascheinrichtung 34. Bei einem bestimmten chemischen Analysiergerät, welches den obengenannten Zyklus durchführt, werden die Küvetten 20 schrittweise durch den Rotor 18 in der Richtung "A" alle sechs Sekunden bewegt, so daß jede der Übertragungseinrichtungen 10, 10′ und 10′′ jede der vor­ stehend genannten Bewegungen in weniger als sechs Sekunden durchführen muß. Es ist ersichtlich, daß es äußerst kritisch ist, daß jede der Positionen, und zwar sowohl vertikal als auch bei dem Schwenkvorgang präzis und schnell von der Sonde 24 erreicht wird.

Eine erste Ausführungsform der Übertragungseinrichtung 10 und der Flüssigkeitssonde 24 ist in den Fig. 2 bis 6 dar­ gestellt. In Fig. 2 ist die Sonde 24 so gezeichnet, daß sie gerade in eine der Küvetten 20 in dem Rotor 18 eintaucht. Die Sonde 24 wird hin- und herbewegt, was durch den Pfeil "B" angedeutet ist, um die Flüssigkeiten in der Küvette 20 zu vermischen. Die Sonde 24 wird auf- und abwärts be­ wegt entlang der Achse der Welle 28, was durch den Pfeil "C" angedeutet ist. Dadurch wird die Sonde in die Vertiefungen 22, in die Küvetten 20 und in die Sonden-Wascheinrichtung 34 hineinbewegt bzw. herausgezogen. Die Übertragungseinrich­ tung 10 kann an irgendeiner beliebigen Oberfläche, beispiels­ weise an einer Grundplatte 36 des Analysiergerätes 12 befe­ stigt werden.

Der Arm 26 ist an der Welle 28 befestigt und wird in hori­ zontaler Richtung durch einen Motor 38 und in vertikaler Richtung durch einen Motor 40 bewegt. Die Motoren 38 und 40 sind vorzugsweise Schrittmotoren, um eine sehr genaue Be­ wegung und Versorgung der Sonde 24 zu gewährleisten. Bei einem Ausführungsbeispiel bewegt der Motor 38 die Sonde 24 entlang dem horizontalen Bogen zwei Tausendstel eines Zolls für jeden Antriebsimpuls, den er empfängt, während der Motor 40 die Sonde entlang der Welle 28 bei jedem Puls sechs Tausendstel eines Zolls bewegt. Weiterhin können die Pulse an einen oder beide Motoren 38 und 40 mit einer zunehmenden und einer abnehmenden Frequenz gegeben werden, wodurch die Sonde 24 am Beginn der Bewegung beschleunigt wird, damit sie eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit erreicht und dann wieder verlangsamt wird, so daß der Arm 26 nicht ruckartig stehenbleibt und somit Vibrationen der Sonde 24 und damit ein Verspritzen der Flüssigkeit aus der Sonde vermieden sind.

Dies ist auch wegen der Anzahl der Bewegungen zweckmäßig, welche der Arm in einer sehr kurzen Zeitperiode durchzu­ führen hat zusammen mit der notwendigen Präzision für jede der Stellungen der Sonde 24.

Um die Geschwindigkeit und die genauen Bewegungen der Sonde 24 zu gewährleisten, ist die Welle 28 als steile Schraubenwendel ausgebildet, deren Steigung so gewählt ist, daß sich die notwendige hohe Bewegungsgeschwindigkeit für den Arm und die Sonde ergibt. Nur ein Teil der Schecken­ windungen ist im Detail dargestellt; es ist daraufhinzu­ weisen, daß der schneckenförmig ausgebildete Teil sich von dem obersten Ende der Spindel 28 zu dem untersten Ende erstreckt, bis zu dem der Arm 26 bewegt wird. Der Arm 26 ist an der Spindel 28 durch eine Schraubenmutter 44 befestigt, die die entsprechende umgekehrte Konfiguration der Windungen 42 aufweist. Die Schraubenmutter 44 ist in einer entsprechen­ den Öffnung 46 des Armes 26 angeordnet. Die Motoren 38 und 40 können auf einer Platte 48 montiert werden, welche unter­ halb der Basisplatte 36 liegt und entweder an dieser oder an einer anderen Oberfläche befestigt ist.

Der Motor 38 enthält eine Antriebswelle 50, welche sich durch eine Öffnung oder Durchtrittsstelle 52 in der Platte 48 er­ streckt und weist an seinem Ende eine Riemenscheibe 54 auf. Diese Riemenscheibe ist mit einem Treibriemen 56 verbunden, der am anderen Ende an einer Riemenscheibe 58 anliegt, die an einer Nabe 60 befestigt ist. Die Nabe 60 ist drehbar durch ein Paar von Kugellagern 62 und 64 gegenüber einer Schrau­ benzieher-Welle 66 gelagert. Die Schraubenzieher-Welle 66 ist an einem Ende durch Stifte oder anderweitig an das untere Ende 68 der Spindel 28 angeschlossen, während ihr gegenüber­ liegendes Ende über die Antriebswelle 70 mit dem Motor 40 verbunden ist.

Die Nabe 60 enthält weiterhin einen Führungsstab 72, welcher in dieser durch eine Schraube oder andere Aufnahmemittel 74 gehalten ist. Das andere Ende des Führungsstabes 72 ist an einem oberen Lagerstück 76 durch eine Schraube oder andere Sicherungsmittel 78 befestigt. Das Lagerstück 76 enthält ein Kugellager 80, welches in einem Schlitz oder einer Vertiefung 82 angeordnet ist. Das obere Ende 84 der Spindel 28 ist drehbar in dem Lager 80 gehalten. Der Füh­ rungsstab 72 ergibt die winkelmäßige Position des Armes 26 durch eine Lagerbüchse 86, die in einer Öffnung 88 in dem Arm 26 angebracht ist. Die Lagerbüchse 86, beispielsweise in Form einer Kugellager-Leerlaufbüchse, umschließt den Führungsstab 72 und ermöglicht es dem Arm 26, leichtgängig an dem Führungsstab 72 aufwärts- und abwärtsbewegt zu wer­ den, wobei gleichzeitig der Arm 26 und die Sonde 24 genau positioniert werden.

Wenn der Motor 40 betätigt wird, dann wird die Spindel 28 gedreht und diese bewegt den Arm 26 und damit die Sonde 24 nach oben oder unten, und zwar über die Schraubenmutter 44. Das untere Ende des Führungsstabes 72 ist in der Nabe 60 gehalten, so daß bei einer Drehung des Motors 38 der Treib­ riemen 56 die Nabe 60 dreht, wobei der Führungsstab 72 genau die Sonde so positioniert, wie die Nabe 60 gedreht wird. Der Motor 40 kann nach dem Motor 38 bewegt werden, um die Position des Armes 26 auf der Spindel 28 beizube­ halten, wenn die Positionierung des Armes 26 auf der Spin­ del 28 kritisch ist. Wenn es zugelassen wird, daß der Arm 26 in geringem Maße sich aufwärts und abwärts bewegt, wenn der Arm von dem Motor 38 gedreht wird, dann muß der Motor 40 nicht aktiviert werden. Wenn dann die Nabe 60 die Spin­ del 28 rotiert, dann wird der Arm 26 etwas nach oben oder unten um die Spindel 28 bewegt, weil die Schraubenmutter 44 auf den Windungen 42 gedreht wird, während der Arm 26 durch den Führungsstab 72 geschwenkt wird.

Die Aufwärtsbewegung des Armes 26 und der Sonde 24 wird gesichert durch eine optische Leseeinrichtung 90, welche auf dem Arm 26 angebracht ist und einen konventionellen U- oder C-förmigen Lichtschalter aufweist, der ein Signal abgibt, sobald der Lichtstrahl zwischen den Armen durch den Reiter 92 unterbrochen wird, welcher von dem oberen Lager­ stück 76 abragt (nähere Einzelheiten hierzu in Fig. 4). Die untere Position des Armes 26 und der Sonde 24 wird durch einen zweiten optischen Schalter 94 gesichert, welcher auf dem Arm 26 unterhalb des Schalters 90 angeordnet ist und von einem Reiter 96 aktiviert wird, welcher an dem Stab 72 befestigt ist. Die Reiter 92 und 96 können fest an­ gebracht oder einstellbar ausgebildet sein je nachdem, wie die oberste und die unterste Stellung des Armes 26 und der Sonde 24 sein sollen.

Die von dem Reiter 92 definierte Position stellt die oberste Stellung dar, in welche die Sonde 24 von irgendeinem der Gefäße oder Vertiefungen, in denen sie angeordnet sein kann, bewegt wird, so daß dann eine Drehung ohne Beschädigung der Sonde 24 möglich ist. Die unterste, von dem Reiter 96 defi­ nierte Position entspricht der tiefsten Position, in welche die Sonde 24 gebracht werden kann und welche dadurch fest­ gelegt ist, wie der gewünschte Abstand oberhalb des Bodens der Küvette 20 oder in der Wascheinrichtung 34 sein soll. Um die Übertragungseinrichtung 10 flexibel zu gestalten, können auch andere Anschläge oder Leseeinrichtungen benutzt werden, um andere Positionen festzulegen. Diese Leseein­ richtungen könnten in der Nähe der Leseeinrichtung 94 ange­ ordnet werden und Reiter aufweisen, die in vertikaler Rich­ tung aufwärts parallel zu dem Führungsstab 72 verlaufen und auf dem Stab 72 oder der Nabe 60 befestigt sind.

Die winkelmäßige Stellung des Armes 26 wird durch den hori­ zontalen Antriebsmotor 38 festgelegt und wird genauer be­ stimmt durch eine Codescheibe 98, welche an einem ent­ sprechenden Flansch 100 der Nabe 60 mittels eines unteren Kugellager-Halterings 102 gehalten ist. Die Codescheibe 98 rotiert zusammen mit der Nabe 60, und die winkelmäßige Po­ sition der Codescheibe 98 und somit des Armes 26 und der Sonde 24 wird erfaßt durch eine optische Leseeinrichtung 104, welche auf der Platte 48 durch einen Lagerbock 106 gehalten ist. Die Codescheibe 98 kann benutzt werden, um die winkelmäßige Bestimmung der Sonde 24 durchzuführen; es ist aber auch möglich, sie nur als Überprüfungseinrichtung einzusetzen, um die Position zu bestätigen, welche von der Anzahl der Antriebsimpulse festgelegt wird, die dem Motor 40 zugeführt werden. Weil die beiden Motoren 38 und 40 vorzugsweise Schrittmotoren sind und in eine bestimmte Lage durch jeden einzelnen Antriebsimpuls gebracht werden, kann die vertikale und die Drehposition der Sonde 24 allein durch die Anzahl der Pulse bestimmt werden, welche den Mo­ toren 38 und 40 zugeführt werden. Die Reiter 92 und 96 und die Codescheibe 98 werden dann nur zur Überprüfung der von den Antriebsmotoren bestimmten Position herangezogen.

Die Sonde 24 ist am besten in den Fig. 2 und 3 dargestellt und enthält eine zentrale Öffnung 108, die sich über die volle Länge der Sonde erstreckt und am oberen Ende in einer Bohrung 110 endet, in welche ein Flüssigkeits-Anschlußstück 112 eingebracht wird, an welches ein normaler Schlauch 114 angeschlossen ist. Die Öffnung 108 wird zweckmäßig durch ein nicht reaktives Plastikmaterial gebildet und erstreckt sich bis zum Bodenende 160, wo sie sich öffnet. Dieser Teil ist dann derjenige Teil, in welchen der entsprechende Anteil an Flüssigkeit angesaugt oder abgegeben wird. Das Ende 116 und ein Paar elektrischer Leitungen 118 und 120 ragen aus einer im Bodenbereich befindlichen, nichtleitenden Umhüllung 122 heraus. Die Umhüllung 122 ist so dimensioniert, daß sie noch in die lichte Weite der Küvette 20, der Ver­ tiefungen 22 und der Wascheinrichtung 34 hineinpaßt.

Die oberen Enden der Leitungen 118 und 120 werden zu einer Flüssigkeits-Fühlschaltung (Fig. 8) geführt, welcher eine Spannungsquelle und einen Detektor enthält, mit denen der Zustand erfaßt wird, wenn die äußeren bodenseitigen Enden der Leitungen 118 und 120 mit einer Flüssigkeitsoberfläche zusammentreffen, so daß ein Pegelfühler für die Übertra­ gungseinrichtung 10 entsteht. Der Boden der Sonde 116 und die Enden der Leitungen 118 und 120 sind räumlich so angeordnet, daß der Boden 116 einen minimalen Kontakt mit der Flüssig­ keit in den Vertiefungen 22 und 32 hat, so daß ein minimaler Betrag von Übertrag an der Außenseite der Sonde 24 erhal­ ten wird und eine genaue Flüssigkeitsmenge auf diese Weise angesaugt oder abgegeben werden kann.

Die Sonde 24 ist durch eine Öffnung 124 in einer Führung 126 angeordnet. Die Führung 126 enthält einen Trägerblock 128, der gleichzeitig mit dieser ausgeformt ist oder darauf be­ festigt wird und der seinerseits eine Gewindebohrung 130 auf­ weist, in die ein Federkolben 132 eingebracht werden kann, welcher die genaue Ausrichtung der Sonde 24 gewährleistet. Der Federkolben 132 läßt es zu, daß die Sonde 24 quer und längs bewegt werden kann, sofern die Sonde gegen ein festes Objekt stoßen sollte, um so eine Beschädigung der Sonde 24 und der Einrichtung 10 zu vermeiden. Die vertikale Positio­ nierung der Sonde 24 wird durch eine Feder 134 erreicht, welche um einen mit einem Gewinde versehenen Ansatz 136 auf dem Trägerblock 128 an einem Ende aufgeschraubt ist. Am anderen Ende ist diese Feder auf einen ebenfalls mit einem Gewinde versehenen Ansatz 138 der Sonde 24 aufgeschraubt. Wenn somit die Sonde 24 gegen einen festen Gegenstand bei einer Bewegung nach unten stoßen sollte, dann wird die Sonde 24 durch die Öffnung 124 nach oben bewegt, und so eine Beschä­ digung der Einrichtung 10 vermieden. Eine derartige fehler­ hafte Arbeitsweise könnte, ohne daß bei dem Mechanismus 10 ein Fehler auftritt, beispielsweise dadurch hervorgerufen werden, daß der Probenvorrat 14 die Vertiefungen 22 nicht in die passende Position bringt oder dadurch, daß der Rotor 18 die Küvetten 20 nicht in die richtige Position bringt oder eine der Küvetten 20 blockiert ist.

Die Sonde 24 wird oszillierend hin- und herbewegt, um auf diese Weise die Flüssigkeit in den Küvetten 20 umzurühren, und zwar mittels der Führung 126 durch den Motor 30. Die Arbeitsweise des Motors 30, der Konstruktion der Führung 126 und der Befestigung an dem Arm 26 ist am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Die Führung 126 enthält ein Paar von Rillen 140 und 142 auf jeder Seite, welche sich über die ganze Länge erstrecken. Der obere Teile des Armes 26 enthält einen Kanal 144, in welchen die Führung 126 mit einem gewissen Abstand zwischen den Seiten des Kanals 144 und den Rillen 140 und 142 paßt. Die Seiten des Kanals 144 enthalten eine Reihe von Bohrungen 146, welche einen ersten größeren Außendurchmesser und einen zweiten kleineren Innen­ durchmesser zu dem Kanal 144 hin enthalten. Die Bohrungen 146 enthalten jeweils eine Kugel, welche in den ersten Dimensions­ bereich eingesetzt ist und sich teilweise bis in den Kanal 144 erstreckt, wo die Kugel in die entsprechenden Rillen 140 und 142 eingreift. Die ein Kugellager bildenden Kugeln 148 werden in den Öffnungen 146 durch ein Paar von Feder­ platten 150 und 152 gehalten.

Die Federplatten 150 und 152 sind an dem Arm 26 durch eine Anzahl von Schrauben 154 gehalten, die über Öffnungen 156 in den Platten 150 und 152 in Gewindebohrungen 158 einge­ schraubt sind. Der Arm 26 enthält weiterhin ein Unterteil 160, in das die Öffnung 46 für die Schraubenmutter einge­ lassen ist und auch die Lagerbuchse 88. Das Unterteil 160 kann Nuten oder Schlitze 162 aufweisen, in denen die Lei­ tungen für die Drähte 118 und 120 sowie der Schlauch 114 sicher untergebracht werden können. Die Führung 126 wird in dem Kanal 144 durch den Motor 30 mittels einer exzen­ trischen Welle hin- und herbewegt, die sich durch eine Öff­ nung oder einen Schlitz 164 in der Platte 126 erstreckt.

Eine andere Ausführungsform der Übertragungseinrichtung 10 einschließlich einer Sonde 24′ ist in Fig. 7 dargestellt. Die Einrichtung 10 nach Fig. 7 und die Sonde 24′ führen die gleichen Arbeitsgänge aus, wie sie vorstehend beschrieben worden sind. Im wesentlichen gleiche Bauteile werden hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den Fig. 1 bis 6, wobei jeweils ein Strich hinzugefügt worden ist, um kleinere Modifikationen zu kennzeichnen. Dagegen wurden andere Bezugszeichen verwendet, wenn Elemente in ihrem Auf­ bau vollständig geändert wurden.

Die Sonde 24′ enthält eine nichtrostende Aufnahme- und Abgabesonde 166, welche in einer nichtleitenden Führung 168 durch ein Gewindestück 170 gehalten ist. Die Sonde 166 enthält eine bodenseitige Spitze 172, welche die Öffnung für die Aufnahme und Abgabe der Flüssigkeit enthält und auch als eine Leitung einer kapazitiven Fühleranordnung dient, deren Schaltung in Fig. 8 beschrieben ist. Die elektrische Verbindung zu der Sonde 166 wird durch einen Block 174 her­ gestellt, welcher angeschweißt oder anderweitig elektrisch mit dem oberen Ende 176 der Sonde 166 verbunden ist und eine elektrische Leitung (Fig. 8) enthält, die in üblicher Weise angeschlossen ist.

Das obere Ende 176 der Sonde 166 weist einen Flüssigkeits­ schlauch auf, der entsprechend angeschlossen ist. Die Füh­ rungshülse 168 ist in einer Führung 126′ angeordnet, welche an ein konventionelles Kugellager 178 (von dem nur der Seitenteil in der Figur gezeigt ist) angeschraubt oder in anderer Weise befestigt ist und das in dem Arm 26′ unter­ gebracht ist. Der Motor 30 hat ebenfalls eine exzentrische Antriebswelle 180, welche in den Schlitz 164 der Führung 126′ eingreift. Der Motor 38 dreht eine Riemenscheibe 58′, und zwar mittels des Treibriemens 56. Die Nabe 60′ ist an dem Treibriemen 58′ befestigt und rotiert zusammen mit der Riemenscheibe 58′ um ein Paar von Kugellagern 182 und 184, welche auf einer nichtrotierenden Nabe 186 angebracht sind, die an der Basisplatte 48 befestigt ist.

Die mit einer Schnecke versehene Spindel 28′ ist auf einem Paar von Kugellagern 188 und 190 gelagert, die an der Innen­ seite der Nabe 186 angeordnet sind. Die Kugellager 182 und 188 sind durch eine Kappe 192 gesichert, welche durch Schrauben oder anderweitig an der Nabe 186 befestigt ist. Die Spindel 28′ ist in den Kugellagern 188 und 190 durch ihr unteres Ende 68′ gehalten. Dieses untere Ende 68′ der Spindel 28′ ist an die Antriebswelle 70 des Motors 40 durch eine flexible Kupplung 194 angeschlossen. Die Kupplung 194 ist in Drehrichtung fest, jedoch in axialer Richtung flexibel mit der Spindel 28 verbunden, um so Vibrationen des Motors zu eliminieren und deren Einfluß von der Ein­ richtung 10 fernzuhalten.

Die Nabe 60′ enthält einen Flansch 196, an dem ein mit einem Code versehener Rand 198 vorgesehen ist, der teilweise oder ganz um die Nabe herumreicht, und zwar in Abhängigkeit davon, wie groß der maximale Rotationswinkel ist, um den der Arm 26′ gedreht werden soll. Der mit einem Code ver­ sehene Rand 198 kann durch eine optische Leseeinrichtung 200 gelesen werden, die an einer Platte 202 befestigt ist, die ihrerseits auf der Basisplatte 48 aufliegt. Die Code- Leseeinrichtung 200 kann wiederum dazu benutzt werden, die Anzahl der dem Motor 40 zugeführten Steuerimpulse zu über­ prüfen und so sicherzustellen, daß die richtige Position von der Sonde 24′ erreicht worden ist. Der Code kann aber auch als primärer Positionsgeber für den Arm 24′ herange­ zogen werden, falls dies wünschenswert erscheint.

Der Arm 26′ enthält die Schraubenmutter 44, welche in die Spindel 28′ eingreift. Das obere Ende der Spindel 28′ greift nicht in das obere Lagerstück 76′ ein. Dieses obere Lager­ stück 76′ enthält weiterhin den nach unten ragenden Reiter 92, welcher mit der Leseeinrichtung 90 zusammenarbeitet, die ihrerseits von dem Arm 26′ getragen wird. Der Führungsstab 72′ ist in der Nabe 60′ gehalten und wird von dem Lager­ stück 76′ aufgenommen. Um den Arm 26′ leichtgängig auf dem Führungsstab 72′ aufwärts und abwärts bewegen zu können, ist eine Lagerbuchse 86, vorzugsweise in der Art einer Kupplungs-Leerlaufbuchse vorgesehen.

Ein zweiter Führungsstab 204 ist mit einem Ende in der Nabe 60′ befestigt und greift mit dem anderen Ende in das Lagerstück 76′ ein. Der Führungsstab 204 ist durch eine Öffnung 206 in dem Arm 26′ hindurchgeführt, welche eine Führung enthalten oder auch ohne eine solche ausgebildet sein kann. Mit den beiden parallelen Führungsstäben 72′ und 204 könnte das obere Ende der Spindel 28′ eine Bewegung des Armes 26′ veranlassen in Eingriff zu kommen, wenn das obere Ende in dem Lagerstück 76′ aufgenommen wäre. Der zweite Führungsstab 204 stellt außerdem sicher, daß die Sonde 24′ zuverlässig versorgt wird, und die Einrichtung 10 die notwendige Lebensdauer und Zuverlässigkeit erreicht.

Die unterste Position des Armes 26′ ist durch eine strich­ punktierte Darstellung angedeutet und mit 208 bezeichnet. Die Position 208 kann entweder erreicht werden durch Zäh­ lung der Antriebsimpulse für den Motor 40, so wie es vor­ stehend beschrieben worden ist. Es ist aber auch möglich dies durch optische Leseeinrichtungen an dem Arm 26′ fest­ zustellen, die ähnlich aufgebaut sind wie die Leseeinrich­ tung 90, jedoch räumlich von dieser getrennt werden müssen und mit entsprechenden Reitern (nicht dargestellt) auf der Nabe 60′ zusammenarbeiten.

Eine Ausführungsform der Steuerschaltung 210 für die Ein­ richtung 10 ist in Fig. 8 dargestellt. Die Steuerschaltung 210 kann ein Teil der größeren Steuereinrichtung des Ana­ lysiergerätes 12 sein; es ist aber auch möglich hierfür eine spezielle Steuereinrichtung vorzusehen, und zwar für eine oder mehrere der Einrichtungen 10 je nach Wunsch. Im vorliegenden Beispiel wird die Steuerschaltung 210 so be­ schrieben, daß sie mit der den Flüssigkeitspegel durch einen Fühler erfassenden Sonde 24′ bei der Einrichtung 10′ zusammenarbeitet und außerdem so, daß die Sonde 24′ mit der Einrichtung 10′ und die Sonde 24 mit der Einrichtung 10′′ zusammenarbeitet. Im allgemeinen wäre das Analysiergerät 12 mit im wesentlichen gleichen Einrichtungen 10, 10′ und 10′′ ausgestattet und demnach gäbe es nur eine Art von Sonden, nämlich entweder 24 oder 24′. Weiterhin könnte, wie bereits beschrieben, nur eine Einrichtung 10 vorgesehen sein, die mit der Steuerschaltung 210 zusammenarbeitet.

Die Einrichtung 10 arbeitet mit einer Fühlerschaltung zu­ sammen, welche einen Oszillator 212 aufweist, der ein hoch­ frequentes Ausgangssignal auf zwei Leitungen 214 und 216 gibt. Es könnte auch jeweils ein getrennter Oszillator 212 mit jeder der Sonden 24′ bei den beiden Einrichtungen 10 und 10′ verbunden werden. Die Leitung 214 überträgt das Hochfrequenzsignal durch einen Kondensator 218 an die Sonde 24′ über eine Leitung 220 und zu einem Widerstand 222. Wenn die Sonde 24′ ihre Spitze 172 über der Flüssigkeitsober­ fläche 224 hat, dann besteht ein Strompfad über den Konden­ sator 218 und den Widerstand 222 nach Masse. Dieser Strom­ pegel oder eine ihm proportionale Spannung wird durch einen Detektor 226 über eine Leitung 228 erfaßt, die an den Verbin­ dungspunkt der Leitung 220 und des Widerstandes 222 ange­ schlossen ist. Wenn die Spitze 172 der Sonde die Flüssig­ keitsoberfläche 224 in einer der Vertiefungen 22 erreicht, dann wird ein zweiter Strompfad geschlossen, der über den Kondensator 218, die Leitung 220, die Sonde 24′ und die Flüssigkeit in der Vertiefung 22 läuft, welche einen Flüssig­ keitswiderstand 230 aufweist. Hierzu kann die Vertiefung 22 aus leitendem Material bestehen oder aber elektrisches Massepotential nahe hierzu angeordnet sein, welches dann in etwa der gleichen Weise wirkt wie die im Zusammenhang mit der Einrichtung 10′ beschriebene Schaltung.

Wenn der Widerstand 222 so ausgelegt ist, daß er in seiner Größe wesentlich verschieden ist von dem Flüssigkeits-Wider­ stand 230, dann wird der Detektor 226 in dem Augenblick, in welchem die Sondenspitze 172 die Flüssigkeitsoberfläche erreicht, den Stromwechsel erfassen und ein Pegel-Anzeige­ signal an die Steuereinrichtung 210 über die Leitung 232 ab­ geben. Die Steuereinrichtung 210 kann dieses Signal dazu be­ nutzen, um den Motor 40 so zu steuern, daß dieser das wei­ tere Eindringen der Sondenspitze 172 in die Flüssigkeit an­ hält. Es ist aber auch möglich, die Sonde in einem präzisen Abstand unter der Flüssigkeitsoberfläche 224 anzuhalten. In diesem Fall könnte die Sonde 24′ dazu benutzt werden, Flüs­ sigkeit aus der Vertiefung 22 anzusaugen oder aufzunehmen, und zwar ohne daß die Sondenspitze 172 vollständig in die Flüssigkeit eintaucht, ohne Rücksicht auf den Flüssigkeits­ pegel 224 in der Vertiefung 22.

Der Detektorkreis mit dem Pegel ist im Zusammenhang mit der Einrichtung 10′ und der Sonde 24′ bei einem der Reagensbe­ hälter 32 beschrieben, welcher in typischer Weise aus Glas oder anderen nichtleitenden Materialien geformt ist. In diesem Fall wird das Hochfrequenzsignal von z. B. etwa 100 kHz auf der Leitung 216 über den Kondensator 234 an einen Widerstand 236 übertragen und von dort über eine Leitung 238 zu der Sonde 24′ und der Spitze 172. Wenn die Sonde 24′ oberhalb der Oberfläche 240 des Reagens angekommen ist, dann fließt der Strom über den Widerstand 236 nach Masse, was von dem Detektor 244 über die Leitung 242 erfaßt wird. Der Detektor 244 kann ein spezieller Detektor sein oder könnte einen Teil des Detektors 226 bilden. Wenn die Spitze 172 der Sonde die Flüssigkeitsoberfläche 240 kontak­ tiert, dann ist ein zweiter Stromkreis gebildet, der durch die Reagenzflüssigkeit fließt, welche einen Flüssigkeits­ widerstand 246 aufweist.

Der Behälter 32 jedoch ist aus nichtleitendem Material auf­ gebaut, beispielsweise aus Glas und bildet deshalb eine Kapazität 248. Die Behälter 32 können in einem metallischen Behälter untergebracht oder gegen eine metallische Boden­ fläche angeordnet werden, und zwar innerhalb des Vorrates 16, um so den elektrischen Kreis zu schließen. Auch hier ist der Widerstandswert des Widerstandes 236 so gewählt, daß er we­ sentlich verschieden ist von dem Flüssigkeits-Widerstand 246 und der Behälter-Kapazität 248. Wenn der Stromkreis durch Erreichen der Sonde 172 beim Kontakt mit der Flüssig­ keitsoberfläche 240 geschlossen ist, dann erfaßt der Detek­ tor 244 die Stromdifferenz und gibt ein Pegel-Anzeigesignal über die Leitung 250 an die Steuereinrichtung 210. Auch hier kann die Steuereinrichtung 210 die Spitze 172 so weit unter die Oberfläche 240 eintauchen lassen, wie es für eine praktische Arbeitsweise erwünscht ist. Die Kondensatoren 218 und 234 und das Wechselstrom-Signal schützen vor einer et­ waigen Elektrolyse der Flüssigkeiten.

Die Einrichtung 10′′ ist zusammen mit einer Fühler-Sonde 24 dargestellt, welche elektrische Leitungen 116 und 118 auf­ weist. Eine dieser Leitungen, beispielsweise 118, ist an eine Signalquelle 252 angeschlossen, welche identisch sein könnte mit dem Oszillator 212, falls dies wünschenswert wäre. Im vorliegenden Fall ist die Leitung 120 an einen Detektor 254 angeschlossen, welcher kein Signal erhält, wenn die Sonde 24 und die Enden der Leitungen 118 und 120 noch oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 256 sich befinden. Wenn die Leitungen 118 und 120 mit der Flüssigkeitsoberfläche 256 in dem Reagensbehälter 32 in Kontakt kommen, dann wird das Signal von der Spannungsquelle 252 auf der Leitung 118 über die Flüssigkeit zu der Leitung 120 übertragen und wird von dem Detektor 254 erfaßt. Der Detektor 254 gibt dann ein Pegel-Anzeigesignal über eine Leitung 258 an die Steuer­ einrichtung 210, welches anzeigt, daß die Spitze 116 eine bekannte Position in Bezug auf die Flüssigkeitsoberfläche 256 erreicht hat, und zwar abhängig von der Anordnung der Leitungen 118 und 120.

Die anderen Funktionen der Steuereinrichtung 210 sind schematisch für eine Sonde 24 dargestellt. Die Steuerung 210 gibt die entsprechende Anzahl von Antriebsimpulsen an den Motor 38 über eine Leitung 260, so daß der Arm und somit die Sonde 24 in die entsprechende Aufnahmestellung gebracht werden. Nimmt man beispielsweise an, daß es sich dabei um eine der Proben-Vertiefungen 22 handelt, dann geht die Steuereinrichtung 210 davon aus, daß die Sonde 24 in den entsprechenden Abstand gedreht worden ist. Diese Posi­ tion kann zusätzlich bestätigt werden, um zu überprüfen, daß der Arm 26 und damit die Sonde 24 tatsächlich in der passenden Position angekommen sind. Dies kann dadurch er­ folgen, daß die Position mittels der Codescheibe 98 durch eine Leseeinrichtung 104 abgelesen wird. Nachdem die Steuer­ einrichtung 210 festgestellt hat, daß die Sonde 24 in der richtigen Position oberhalb der Vertiefung 22 angekommen ist, die sich in der Aufnahmeposition für die Einrichtung 10 befindet, dann werden Antriebsimpulse über eine Leitung 262 zu dem Motor 40 dafür sorgen, daß sich die Sonde 24 nach unten bis zur Flüssigkeitsoberfläche bewegt.

Der Pegeldetektor erzeugt ein Signal, sobald die Spitze der Sonde den Flüssigkeitspegel erreicht, wobei dieses Signal an die Steuereinrichtung 210 gegeben wird. Die Steuerung beendet dann die Abgabe der Antriebsimpulse auf die Leitung 262, wobei die Spitze der Sonde bei oder etwas unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche sich befindet. Die Steuerein­ richtung 210 aktiviert dann über eine Leitung 266 eine Quelle 264, welche die Bewegung der Flüssigkeit veranlaßt.

Diese Quelle 264 für die Bewegung der Flüssigkeit kann eine Spritze oder eine andere Bewegungseinrichtung sein, welche über entsprechende Ventile an die Flüssigkeitsleitung 114 gekoppelt ist. Die Spritze wird in einen entsprechenden Zustand bewegt, so daß sie einen entsprechenden Betrag auf­ nehmen oder ansaugen kann, wobei die Flüssigkeit in das Innere 108 der Sonde gelangt.

Die Dimensionen der Sonden 24 und 24′ werden so gewählt, daß das Volumen der Probenflüssigkeit oder der Reagens­ flüssigkeit vollständig in den Durchgang 108 oder die Sonde 166 aufgenommen wird. Dies eliminiert jegliche Übertragungs­ probleme, wenn die Sonden in der Wascheinrichtung 34 gerei­ nigt werden. Wenn einmal die Sonde 24 das gewünschte Flüs­ sigkeitsvolumen aufgenommen hat, dann gibt die Steuerein­ richtung 210 über die Leitung 262 Impulse an den Motor 40, um ihn nach oben zu bewegen, bis der Schalter 90 durch den Reiter 92 betätigt wird, was anzeigt, daß die Sonde 24 und der Arm 26 in der obersten Position sich befinden. Wenn der Arm und damit die Sonde 24 die oberste Position er­ reicht haben, dann wird die Steuereinrichtung 210 eine ent­ sprechende Anzahl von Antriebsimpulsen auf die Leitung 260 zu dem Motor 38 geben, um die Sonde 24 in die Abgabeposition oberhalb der Küvette 20 oder oberhalb anderer Reaktions­ gefäße zu drehen, die sich in der entsprechenden Eingabeposi­ tion befinden. Die winkelmäßige Position kann wiederum durch die Codescheibe 98 überprüft werden.

Die Sonde 24 wird daraufhin nach unten in ihre tiefste Abgabeposition bewegt, welche durch einen Schalter, bei­ spielsweise in Form des Reiters 96 oder durch eine Anzahl von Antriebsimpulsen festgelegt wird, welche an den Verti­ kalmotor 40 gegeben werden. Die Steuereinrichtung 266 zeigt dann der Quelle 264 für die Bewegung der Flüssigkeit an, daß die Sonde 24 in der Eingabeposition ist, worauf die Quelle 264 die Flüssigkeit aus der Sonde 24 herausgibt.

Durch eine entsprechende Anordnung von Ventilen kann auch ein bestimmter Wert an Verdünnung der Probenmenge in der Küvette 20 hinzugefügt werden. Die Steuereinrichtung 210 aktiviert dann den oszillierenden Motor 30 über eine Lei­ tung 268, um so die Sonde 24 hin- und herzubewegen und auf diese Weise die Flüssigkeit in der Küvette 20 umzurühren. Die Steuereinrichtung 210 schaltet den Motor 30 wieder ab und bewegt dann die Sonde 24 in die oberste Position, und zwar durch Abgabe von Antriebsimpulsen an den Motor 40. Die Sonde 24 wird dann durch den Motor 38 in eine Position oberhalb der Wascheinrichtung 34 gebracht, wo sie von dem Motor 40 nach unten in die Wascheinrichtung hineinbewegt wird, worauf der äußere Waschvorgang für die Sonde in der Wascheinrichtung 34 beginnt. Die Sonde 24 kann in ihrem Inneren durch die Zuführung einer Waschflüssigkeit von einer Quelle 264 durch den Sondendurchgang 108 und 166 ge­ waschen werden. Die Sonde wird dann wieder durch den Motor 40 nach oben in ihre oberste Position bewegt, wo sie für den nächsten Zyklus in Wartestellung steht.

In Fig. 9 ist eine andere Ausführungsform der Übertragungs­ einrichtung nach der Erfindung dargestellt, die insgesamt mit I bezeichnet ist. Der zugehörige Arm trägt das Bezugs­ zeichen II. Die Armkonstruktion, wie sie besonders aus den Explosionszeichnungen nach Fig. 10A und 10B hervorgeht, enthält eine obere Trägerplatte 301 und eine Bodenträger­ platte 302, welche zusammen mit Schraub-Abstandsstücken 303 drei wesentliche Komponenten enthalten: ein Traglager 304 mit einem Lager 305, das in jedes Ende für die Aufnahme der Welle eingepreßt ist, wie es später noch beschrieben wird, eine Schraubenmutter 306 und eine Rührmotoranordnung 307, welche eine exzentrisch angeordnete Kugellageranordnung 307a trägt.

Der Arm 308 für die Aufnahme der Sonde ist an der oberen Tragplatte 301 durch vier Schrauben befestigt. Der Arm 308 dient im wesentlichen dazu, eine linear oszillierende An­ ordnung aufzunehmen, die von dem Rührmotor 307 angetrieben wird und an der Unterseite des Armes 308 durch zwei kleine Plastikblöcke gehalten wird, deren frontseitiger Block 309 und deren rückseitiger Block 310 Träger führen, wie es am besten in der Explosionszeichnung nach Fig. 10A ersicht­ lich ist. Die lineare Oszillationsanordnung bewegt sich nach vorne und nach hinten entsprechend der exzentrischen Bewegung, die von der Rührmotoranordnung 307 ausgeht.

Wie aus Fig. 10A ersichtlich ist, weist die lineare Oszilla­ tionsanordnung eine Greifbacke 312 auf, die zwei Löcher ent­ hält, in denen die Führungsrohre 313 für die Sonde ange­ bracht sind. Diese Rohre werden an der Greifbacke 312 durch Kleben und am anderen Ende mit dem Exzenter-Verbindungs­ stück 314 durch einen Schraubensatz 315 verbunden. Das Exzenter-Verbindungsstück 314 überträgt die Antriebskraft von dem Rührmotor 307 zu der festgehaltenen Sonde 311, und zwar mittels der Rohre 313.

Im Inneren eines oder beider Führungsrohre 313 verlaufen eine oder mehrere Leitungsdrähte 316, welche als elektri­ scher Anschluß von der Sonde 311 zu einem entsprechenden elektrischen, den Flüssigkeitspegel fühlenden Schaltkreis führen, durch den die Oberfläche von Proben oder Reagenzien in der vorstehend beschriebenen Weise abgetastet wird. Der Draht 316 ist an eine Anschlußklemme 317 geführt, welche am sondenseitigen Ende weiterhin an einen mit einem Gewinde versehenen Stutzen 318 angeschraubt wird, der seinerseits mit Silberlot an die Sonde 311 angelötet ist, welche die Flüssigkeit ansaugt und abgibt. Das entgegengesetzte Ende der Leitung 316 ist zu einer gedruckten Verdrahtungsplatte 319 ge­ führt, welche hinter dem Arm durch eine Metallklammer 320 gehalten ist, wie sich aus Fig. 10C ergibt.

Der Gewindestutzen 318 ist durch Silberlöten mit der Sonde 311 verbunden und außerdem in das Sondengehäuse 321 eingeschraubt, welches dazu dient, die Sonde 311 vor Be­ schädigung zu schützen, und was auch dazu hilft, daß deren Geradeerstreckung für den Eintritt in die schmalen Öffnungen der Küvetten beibehalten wird.

Wenn sie in das Sondengehäuse 321 eingeschraubt ist, dann kann die Sonde 311 in sicherer Weise in der Greifbacke 312 der linearen Oszillationsanordnung festgeklemmt werden. Die Sonde 311 und die lineare Oszillationsanordnung können nun eingestellt werden für die Positionierung bei der Auf­ nahme und bei der Abgabe der Flüssigkeit, und zwar durch Befestigungsschrauben, welche die Trägerblöcke 309 und 310 durch entsprechende geschlitzte Löcher in der Oberfläche des Armes 308 befestigen, wie sowohl aus Fig. 9 als auch aus Fig. 10A hervorgeht.

Wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich ist, wird ein Sensor- Unterbrecher 322 vorzugsweise auf der Rückseite des Armes 308 angeflanscht, so daß dieser Unterbrecher in vertikaler Richtung zwischen den Armen der U-förmig ausgebildeten Licht- Emitter-Dioden (L. E. D.) des Sensors 323 hindurchbewegt wird und so die Lichtübertragung unterbricht, wodurch eine bestimmte vertikale Position des Armes 308 und damit der Spitze der Sonde 311 angezeigt wird. Die Sensoren 323 werden durch eine geschlitzte vertikale Sensorklammer 324 in ihrer Position gehalten, welche es zuläßt, daß die Sen­ soren unabhängig voneinander vertikal justiert werden können, so wie es in den Fig. 9 und 10B dargestellt ist.

Während der Arm 308 und der zugehörige Unterbrecher 322 in vertikaler Richtung sich bewegen, bleiben die Sensoren 323 und die Anschlüsse der elektrischen Leitungen 323a vertikal stationär auf der Klammer 324 gehalten und stellen so sicher, daß die Leitungen 323a während der vertikalen Be­ wegung des Armes 308 nicht geknickt werden. Derartige Knickungen waren ein stets wiederkehrendes Problem bei automatisch arbeitenden Einrichtungen dieser Art, bei denen die Leitungen von elektrischen Komponenten auf dem bewegten Arm angeordnet waren. Dabei verursachte die Be­ wegung des Armes oder seiner Komponenten stets ein Ver­ wickeln oder Knicken längs der Leitungslängen der elek­ trischen Leitungen. Bei extremen Situationen kann sogar die Bewegung der Leitungen einen Widerstand oder eine Störung gegenüber der normalen gewünschten Bewegung des Armes verursachen.

Die Struktur des Antriebsystems für die vertikale und die horizontale Bewegung des Armes 308 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 9, 10B und 10C beschrieben.

Die vertikale Bewegung wird verursacht durch den Schritt­ motor 325, welcher die Schneckenwelle 326 antreibt, und zwar über eine verlängerte Welle 327 und eine Kupplung 328, die eine gewisse seitliche Flexibilität aufweist, um ge­ wisse Abweichungen in Querrichtung sowie winkelmäßig bei der Welle 326 während deren Rotation zuzulassen.

Die horizontale Bewegung des Armes 308 wird durch einen Schrittmotor 329 bewirkt, der auf einer Motor-Trägerplatte 330 angeordnet ist. Bei einer Drehung der Riemenscheibe 331 über einen gezahnten Treibriemen 332 und eine entsprechende Riemenscheibe 333 wird eine Übersetzung von vorzugsweise 4 zu 1 erzielt. Die unteren Enden der beiden Stäbe 334 und 334a werden in der Riemenscheibe 331 befestigt und gehen durch die Lagerbuchse 304 und das Kugellager 346 hin­ durch, um so die Platten 301 und 302 und den Arm 308 zu schwenken. Auf diese Weise arbeitet die Riemenscheibe 331 auch als Haupttraglager für die horizontale Bewegung des Armes 308. Die Riemenscheibe 331 liegt auf einem dünnen Lager- und Dichtungsring 335 auf, welcher die Abnutzung und die Reibung zwischen der Riemenscheibe 331 und der Motorträgerplatte 330 verringert.

Die mittlere Öffnung 331a der Riemenscheibe 331 nimmt die äußere Oberfläche einer geschmierten Lagerbuchse 336 aus nichtrostendem Stahl auf, die ihrerseits in einer flachen Platte 337 gehalten ist, die die Basis für ein Nabenlager bildet. Die Platte 337 ist mit einem Einschnitt versehen, um im zusammengebauten Zustand die gegenüberliegenden Öff­ nungen der Lagerbuchse 336 zu sichern, welche Kopfschrau­ ben 338 aufnehmen, die als mechanische Anschläge für die horizontale Bewegung der Riemenscheibe 331 dienen. Die räumliche Sicherung wird erreicht durch einen schmalen Stift 339, welcher in die Wandung der Lagerbuchse 336 eingepreßt wird und der in eine entsprechende Vertiefung 337a in der Platte 337 paßt. Die Trägerplatte 337 dient als Halterung für den vertikalen Schrittmotor 325 und als Verbindung für die gesamte Flüssigkeits-Übertragungsstruktur I zu dem Hauptrahmen oder ähnlichen Strukturen, die hier nicht näher dargestellt sind. Die Platte 337 ist an der Vorderseite mit zwei Gewindelöchern versehen, in denen vertikale Ab­ standsstücke 340 und 341 untergebracht werden können, die eine Trägerplatte 342 halten, an der geschlitzte Sensoren 343 einer Lichtfühlereinrichtung befestigt sind, wie aus Fig. 10C hervorgeht. Wie am besten aus Fig. 12 ersichtlich ist, sind die Photosensoren 343 vom L. E. D.-Typ und dienen dazu, um den codierten Bereich 344 abzulesen, welcher die horizontale Position der Spitze der Sonde 311 bei der Flüs­ sigkeitsaufnahme, bei der Flüssigkeitsabgabe, beim Wasch­ vorgang und bei den Oszillations-Positionen feststellt. Der optische codierte Bereich 344 ist über schmale Abstands­ stücke 345 an der mit Gewinde versehenen Unterfläche der Riemenscheibe 331 befestigt und rotiert bei einer Drehung der Riemenscheibe 331 in horizontaler Richtung. Die Abstand­ stücke 345, welche den optisch codierten Bereich 344 tragen, dienen auch als Kontaktpunkte für die mechanischen Anschläge 338, welche die Bewegung der Riemenscheibe 331 innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches begrenzen.

Bei der Montage gleitet die Riemenscheibe 331 über die Lagerbuchse 336 und wird gegen den Dichtungsring 335 ge­ drückt. Die Schneckenwelle 326, die Kupplung 328 und die Wellenverlängerung 327 werden miteinander verbunden und innerhalb der zentralen Öffnung der Lagerbuchse 336 justiert und entsprechend mittels Schrauben an der verti­ kalen Welle des Motors 325 gehalten.

Ein mit einem Flansch versehenes Kugellager 346 für die Welle 334a ist lose befestigt, und zwar mit einem Spreng­ ring 347, der sich auf der anderen Seite der Platte 301 befindet (vergl. Fig. 10A).

Wie sich aus Fig. 9 und 10A ergibt, sind die Führungs­ stäbe 334 und 334a an ihren Enden in einer Kappen-Platte 348 abgeschlossen. Zusätzlich zur Übertragung der Drehbe­ wegung der Riemenscheibe 331 ergeben die Führungsstäbe 334 und 334a eine Toleranzführung für die vertikale Bewegung des Armes 308. Eine Schulter-Dichtung aus Nylon 349, welche als vertikales Lager dient und eine Haltebuchse 350 führen in vertikaler Richtung verschiebbar die Spitze der Schnecken­ welle 326.

Wie aus Fig. 10A hervorgeht, paßt eine Abdeckung 351 mit einer seitlichen Öffnung 351a über die kappenförmige Platte 348 und wird mit einer Rändelschraube 352 an einer vorstehen­ den Gewindebuchse 348a in der kappenförmigen Platte 348 be­ festigt. Clips 353 sind durch Öffnungen in der Abdeckung 351 gehalten und sichern eine lose Ausdehnung der Leitung 354 bezüglich der Abdeckung 351. Das geringfügig geflansch­ te Ende der Leitung 354 ergibt eine Flüssigkeitszuführung zu der Sonde 311, welche oberhalb des Gewindestutzens 318 sich erstreckt und mit diesem verlötet ist. Die Leitung 354 ist an dem Stutzen 318 durch eine entsprechende Dich­ tungskappe 355 gehalten.

Wenn der Arm 308 in Tätigkeit gesetzt wird, dann bewegt sich die Leitung 316 während der oszillierenden Bewegung der Sonde 311 innerhalb der durch das Rohr 313 gebildeten Schutzhülle. Während einer vertikalen Bewegung des Armes 308 wird die Bewegung des Drahtes 316 und der Leitungen 356 des Rührmotors 307 durch eine Führung innerhalb der verti­ kalen Umhüllung 357 geschützt, welche vorzugsweise an der Sensor-Klammer 324 angebracht ist, wie aus Fig. 11 und 12 zu ersehen ist. Die Riemenscheibe 331 ist mit einer Durch­ trittsöffnung 331b versehen, welche einen Durchgang für die Drähte 316 und 356 innerhalb der Umhüllung 356 schafft und auch als Ausdehnung für die Zuführungsleitungen 323a des Sensors dient. Die Leitungsausdehnungen, welche durch die Durchtrittsstelle 331b hindurchtreten, bleiben im wesent­ lichen stationär bezüglich der Rotation des Armes 308 und der Riemenscheibe 331, weil die Durchtrittsstelle 331b räumlich sehr nahe an der Rotationsachse der Schneckenspindel 326 verläuft, und zwar infolge der entsprechenden Anordnung der Riemenscheibe 331.

Claims (5)

1. Automatisches Analysiergerät
mit einer Vorrichtung zum Überführen von Flüssigkeiten in ein Aufnahmebehältnis unter Mischen,
mit wenigstens einem höhenbeweglichen, um eine vertikale Achse horizontal hin- und herschwenkbaren Tragarm für eine vertikale Sonde, über deren in das Aufnahmebehältnis tauchendes Son­ denende bestimmte Flüssigkeitsmengen aufnehmbar und abgebbar sind,
sowie einem Antriebsmittel für die Bewegung des Armes zur Bewegung der Sonde zum Mischen der Flüssigkeiten in dem Aufnahmebehältnis,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (24, 24′, 311) an einem im Tragarm (26, 26′, 308) schiebbar geführten, linear hin- und herbewegbaren, durch Antriebsmittel (30, 307) angetriebenen Schieber (126, 126′, 313) befestigt ist und
zum Mischen der Flüssigkeit im Aufnahmebehältnis (20) zusammen mit dem Schieber (126, 126′, 313) eine geradlinig oszil­ lierende Bewegung durchführt.

2. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (126, 126′) durch einen Motor (30) mittels eines in eine Ausnehmung (164) des Schiebers greifenden Exzenters (180) angetrieben ist.

3. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schieber (313) von mindestens einem Führungsrohr geführt ist, das parallel zum Tragarm (308) verläuft,
daß am einen Ende des Führungsrohres ein Halter (312) für die Sonde (311) befestigt ist,
daß am anderen Ende ein Exzenterverbindungsstück (314) für einen linearen, oszillierenden Antrieb befestigt ist und daß das Führungsrohr über Führungsstücke (309, 310) am Tragarm (308) befestigt ist.

4. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr des Halters (312) und das Exzenterverbin­ dungsstück (314) unterhalb des Tragarmes (308) angeordnet sind.

5. Automatisches Analysiergerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Schwenkantrieb (38, 329) für den Tragarm (26, 26′, 308) zu Beginn der Schwenkbewegung eine Beschleunigungs­ phase und am Ende eine Verzögerungsphase aufweist.