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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlageinrichtung
mit dem Schwenkhebel mittels eines reversibel verkürzbaren Verbindungselements verbunden
ist. Durch die Verbindung der am einen Ende der Führung vorgesehenen Anschlageinrichtung
mit dem zwischen zwei Anschlägen eine genau definierte Winkelbewegung ausführenden
Schwenkhebel mittels des reversibel verkürzbaren Verbindungselements wird der Vorteil
erzielt, daß der Betätigungsweg der Anschlageinrichtung von der durch die beiden
Anschläge begrenzten Bewegung des Schwenkhebels unabhängig ist. Auf diese Weise
kann die mittels des Schlittens betätigte Anschlageinrichtung noch eine Bewegung
ausführen, während der Schwenkhebel bereits an einem der beiden Anschläge anliegt
und nicht mehr weiterbewegt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Zustelleinrichtung
kann die Anschlageinrichtung also
mit einem konstanten Auslöse-
bzw. Betätigungsweg ausgebildet sein.
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Das reversibel verkürzbare Verbindungselement kann ein ausgewölbtes
federndes Teil sein. Bei diesem federnden Teil kann es sich bspw. um einen Draht
oder um ein Band in Form einer Blattfeder handeln. Dieses federnde Teil ist mit
seinem einen Ende an der Anschlageinrichtung und mit seinem zweiten Ende an dem
um die Mikrometerspindel schwenkbaren Schwenkhebel befestigt.
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Bei einer anderen Ausbildung der Zustelleinrichtung ist das Verbindungselement
ein Teleskopgestänge mit einem rückstellenden Federelement. Dabei kann es sich bspw.
um eine Stange und um ein Rohr mit einem Sacklochboden handeln, wobei die Stange
im Rohr teleskopartig verschiebbar ist. Das Federelement kann als Druckfeder ausgebildet
und im Innern des Rohres zwischen dem Sacklochboden und der inneren Stirnseite der
Stange angeordnet sein.
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Bei einer Verkürzung der Spannweite des Teleskopgestänges wird das
Federelement mechanisch vorgespannt. Eine derartige Verkürzung der Spannweite tritt
ein, wenn die Anschlageinrichtung mittels des Schlittens betätigt wird, d. h. wenn
der Schlitten über die Anschlageinrichtung hinweggleitet und der Schwenkhebel sich
vom einen Anschlag wegbewegt und am zweiten Anschlag anliegt. Sobald der entlang
der Führung verschiebbare Schlitten sich während eines Schnittes von der Anschlageinrichtung
wieder wegbewegt, wird das vorgespannte Verbindungselement wieder entspannt, so
daß der Schwenkhebel sich vom zuletzt genannten Anschlag zum ersten Anschlag zurückbewegt
und wieder seine Ausgangsposition einnimmt, bis der Schlitten nach Durchführung
einer Schnittbewegung und einer Rückstellbewegung wieder mit der Anschlageinrichtung
in Kontakt kommt. Auf diese Weise ist es mittels des Schlittens, der Anschlageinrichtung,
dem Schwenkhebel und dem Verbindungselement möglich, die Schnittdicke während der
Durchführung von Dünnschnitten jeweils automatisch zuzustellen.
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Der Schwenkhebel kann zwei Arme aufweisen, wobei das Verbindungselement
am einen Arm angeschlossen ist und der zweite Arm in den Abschnitt zwischen den
beiden Anschlägen hineinragt, und am zweiten Arm kann ein Federelement angreifen,
dessen Federkraft der Federkraft des Verbindungselements entgegenwirkt.
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Durch das am zweiten Arm angreifende Federelement wird der Schwenkhebel
dann gegen den einen die Schnittdicke bestimmenden Anschlag gedrückt, wenn sich
der Schlitten in einer beliebigen, von der Anschlageinrichtung entfernten Position
befindet. Nur wenn mit dem Schlitten die Anschlageinrichtung betätigt wird, wird
mittels des Verbindungselements die Federkraft des am zweiten Arm des Schwenkhebels
angreifenden Federelements überwunden, so daß der Schwenkhebel um die Mikrometerspindel
eine durch den zweiten Anschlag begrenzte, genau definierte Winkelbewegung ausführt.
Während dieser Winkelbewegung ist die Freilaufeinrichtung blockiert, so daß die
mit der Freilaufeinrichtung starr verbundene Mikrometerspindel eine entsprechende,
genau definierte Winkelbewegung ausführt. An der Mikrometerspindel ist die eine
Hülse mit einer Mikrometermutter aufweisende Objekthalteeinrichtung in an sich bekannter
Weise angeordnet. Die Hülse ist in Längsrichtung der Mikrometerspindel axial verschiebbar,
sie ist jedoch gegen Verdrehungen um die Mikrometerspindel gesichert. Auf diese
Weise wird eine Drehung der Mikrometerspindel entsprechend einer
Schwenkbewegung
des Schwenkhebels in eine axiale Bewegung der mit der Mikrometermutter versehenen
Hülse der Objekthalteeinrichtung umgewandelt. Diese axiale Bewegung beträgt jeweils
eine genau definierte Strecke. Diese Strecke bildet die Schnittdickenzustellung.
Da mittels der Freilaufeinrichtung nur eine Schwenkbewegung des Schwenkhebels in
einer Drehrichtung eine schrittweise Drehung der Mikrometerspindel ergibt, während
eine Drehung des Schwenkhebels in der entgegengesetzten Drehrichtung infolge der
gelösten Freilaufeinrichtung keine entsprechende Drehung der Mikrometerspindel bedingt,
ergibt sich nur eine schrittweise Schnittdickenzustellung um das durch die beiden
Anschläge gegebene Maß. Durch die Ausbildung der Zustelleinrichtung mit einem reversibel
verkürzbaren Verbindungselement und einem am zweiten Arm des Schwenkhebels angreifenden
Federelement, dessen Federkraft der Federkraft des Verbindungselements entgegenwirkt,
ergibt sich in vorteilhafter Weise ein progressives Federungsverhalten der am einen
Ende der Führung für den Schlitten vorgesehenen Anschlageinrichtung. Zu diesem Zweck
weist das am zweiten Arm des Schwenkhebels angreifende Federelement vorzugsweise
eine Federkraft auf, die kleiner ist als die Federkraft des Verbindungselements.
Damit ist es möglich, daß mittels des zwischen der Anschlageinrichtung und dem Schwenkhebel
vorgesehenen Verbindungselements die Federkraft des am zweiten Arm des Schwenkhebels
vorgesehenen Federelements bei einer Betätigung der Anschlageinrichtung überwunden
wird und der Schwenkhebel von seiner am einen Anschlag anliegenden Ruhestellung
in die durch den zweiten Anschlag gegebene Schnittdickenzustell-Position verstellt
wird.
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Der eine Anschlag kann ortsfest und der zweite Anschlag kann in Bezug
zum ortsfesten Anschlag verstellbar und als Nockenscheibe ausgebildet sein, wobei
die Nockenscheibe mit einem Einstellknopf zur Schnittdikkeneinstellung verbunden
sein kann. Mittels einer derartigen an sich bekannten Nockenscheibe ist es möglich,
dan Abstand zwischen dem ortsfesten und dem zweiten Anschlag durch Verdrehung der
Nockenscheibe wunschgemäß zu verändern. Eine solche Veränderung des Abstandes zwischen
den beiden Anschlägen entspricht einer Änderung der Schnittdicke. Die Schnittdikke
kann bspw. in Schritten von 1 um einstellbar sein. Zu diesem Zweck kann die Nockenscheibe
mit einer gezahnten Scheibe verbunden sein, in die ein federndes Rastelement eingreift.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Schwenkhebel mittels
einer manuellen Betätigungseinrichtung unter Überwindung der Federkraft des am zweiten
Arm angreifenden Federelements bewegbar ist.
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Mit Hilfe der manuellen Betätigungseinrichtung ist es möglich, die
Schnittdicke manuell fein oder wahlweise durch eine oder durch mehrere Betätigungen
grob einzustellen, ohne daß der Schlitten an der Anschlageinrichtung zur Anlage
kommen muß. Die zuletzt genannte Vorgehensweise hat sich insbesondere beim Anschneiden
von dünnzuschneidenden Objekten als vorteilhaft erwiesen, da hierbei durch kleine
Schnittbewegungen zeitsparend und schnell vom dünnzuschneidenden Objekt Schichten
abgeschnitten werden können, bevor mit der eigentlichen Dünnschnittarbeit begonnen
wird.
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Außer der Schnittdickenzustellung in kleinen, genau definierten Schritten,
bzw. der schrittweisen gröberen Schnittdickenzustellung in der Größenordnung von
10 >um oder größer ist es mit dem erfindungsgemäßen Mikrotom auch möglich, die
Obj ekthalteeinrichtung
nicht schrittweise, sondern kontinuierlich
grob zuzustellen. Zu diesem Zweck kann die Mikrometerspindel außer den oben beschriebenen
Komponenten auch mit einem Kegelrad ausgebildet sein, in dessen Zahnung ein zweites
Kegelrad eingreift. Mit dem an der Mikrometerspindel befestigten Kegelrad ist ein
Element verbunden, mit dessen Hilfe die an der Mikrometerspindel vorgesehene Freilaufeinrichtung
in beiden Drehrichtungen der Mikrometerspindel gelöst wird, so daß der durch die
beiden Anschläge in seiner Beweglichikeit begrenzte Schwenkhebel eine Drehung der
Mikrometerspindel mittels der Kegelräder weder in der einen noch in der anderen
Drehrichtung behindert Auf diese Weise ist es mittels der beiden Kegelräder möglich,
die Objekthalteeinrichtung nicht nur grob vorzustellen, sondern auch in die Ausgangsposition
zurück.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Mikrotoms.
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Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer Zustelleinrichtung eines Schlittenmikrotoms,
das zum Teil geschnitten und zum verbleibenden Teil von oben dargestellt ist, F
i g. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie ll-ll aus Fig. 1, F i g. 3 ein reversibel
verkürzbares Verbindungselement in Form eines Teleskopgestänges, das zwischen einem
abschnittweise dargestelltem Schwenkhebel und einer abschnittweise dargestellten
Anschlageinrichtung angeordnet ist, und F i g. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie
IV-IV ausFig.1.
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F i g. 1 zeigt ein Mikrotom 10 von oben, das eine Führung 12, einen
entlang der Führung 12 linear verschiebbaren Schlitten 14 und eine Objekthalteeinrichtung
16 aufweist. Von der Objekthalteeinrichtung 16 ist in dieser F i g. nur eine Mikrometerspindel
18, ein an der Mikrometerspindel 18 angeordneter Freilauf 20 und ein Schwenkhebel
22 weist zwei Arme 24 und 26 auf. Der Arm 26 ragt in einen durch zwei Anschläge
28 und 30 begrenzten Bereich hinein. Zwischen dem Arm 26 und dem Gehäuse des Mikrotoms
10 ist ein Federelement 32 eingespannt, das als Zugfeder ausgebildet ist. Außerdem
ist am Arm 26 ein Gestänge 34 mit seinem einen Ende befestigt, dessen zweites Ende
an einem Betätigungshebel 36 befestigt ist. Der Betätigungshebel 36 erstreckt sich
durch eine Öffnung 38 im Gehäuse des Mikrotoms 10 hindurch. Er ist um eine ortsfeste
Achse 40 in Richtung des Pfeiles 42 schwenkbar gelagert.
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Der Anschlag 28, an dem der Arm 26 des Schwenkhebels 22 in der normalen
Ruhestellung infolge der Federkraft des Federelementes 32 anliegt, ist als Nockenscheibe
44 ausgebildet, wie auch aus F i g. 2 ersichtlich ist. Die Nockenscheibe 44 ist
exzentrisch mit einer Achse 46 und mit einer gezahnten Scheibe 48 verbunden. An
der Achse 46 ist ein Drehknopf 50 befestigt, der zur Einstellung einer gewünschten
Schnittdicke vorgesehen und zu diesem Zweck mit einer Skala versehen ist. In die
gezahnte Scheibe 48 greift ein federndes Rastelement 52 ein, das mittels einer Befestigungsschraube
54 am Gehäuse des Mikrotoms 10 befestigt ist. Mit der Bezugsziffer 56 ist in F i
g. 1 eine Distanzscheibe bezeichnet. Durch die gezahnte Scheibe 48 und das Rastelement
52 kann der Drehknopf 50 stufenweise verstellt und die gewünschte Schnittdicke eingestellt
werden.
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Der zweite Anschlag 30 ist durch eine Schraube 58 gebildet, die durch
einen mit einer Gewindebohrung
versehenen Ansatz 60 des Gehäuses des Mikrotoms 10
durchgeschraubt ist. Bei diesem zweiten Anschlag 30 handelt es sich um einen ortsfesten
Anschlag. Durch eine Drehung des Drehknopfes 50 wird also der Abstand zwischen den
beiden Anschlägen 28 und 30 wunschgemäß eingestellt. Durch die beiden Anschläge
28 und 30 wird der Winkel festgelegt, in dem der Schwenkhebel 22 um die Mikrometerspindel
18 in der einen oder in der entgegengesetzten Drehrichtung verschwenkbar ist.
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Wenn der Schlitten 14, an dem ein Schneidmesser 62 befestigt ist,
sich nach hinten, d. h. in F i g. 1 nach oben bewegt, kommt er mit einer Anschlageinrichtung
64 in Berührung. Die Anschlageinrichtung 64 weist eine Rolle 66 auf, die an einer
Stange 68 gelagert ist. Die Stange 68 ist in einem Lager 70 im Gehäuse des Mikrotoms
10 in Längsrichtung verschiebbar gelagert.
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An dem der Rolle 66 entgegengesetzten Ende der Stange 68 ist der
eine Arm 72 eines Winkelhebels 74 gelagert. Am zweiten Arm 76 des um eine Achse
78 schwenkbaren Winkelhebels 74 ist das eine Ende eines Verbindungselementes 80
befestigt. Das zweite Ende des verkürzbaren Verbindungselementes 80 ist an dem Arm
24 des Schwenkhebels 22 der Objekteinspanneinrichtung 16 befestigt. Bei dem in Fig.
1 dargestellten verkürzbaren Verbindungselement handelt es sich um einen ausgewölbten
Federdraht.
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Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, kann das verkürzbare Verbindungselement
80' auch als Teleskopgestänge 82, 84 mit einem Federelement 86 ausgebildet sein.
Das Element 82 ist am Winkelhebel 74 befestigt, der um die Achse 78 drehbar gelagert
ist, und das Element 84 des reversibel verkürzbaren Verbindungselementes 80' ist
am in dieser F i g. abschnittweise dargestellten Arm 24 des Schwenkhebels der Objekteinspanneinrichtung
bebefestigt Bei dem im zentralen Hohlraum des Elementes 84 des Teleskopgestänges
angeordneten Federelement 86 handelt es sich um eine Druckfeder. Mit der Bezugsziffer
68 ist auch in dieser F i g. abschnittweise die Stange der Anschlageinrichtung bezeichnet.
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F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Objekthalteeinrichtung 16
entlang der Schnittlinie IV-IV aus F i g. 1. In dieser Fig. ist das Gehäuse des
Mikrotoms 10 abschnittweise dargestellt. Mit dem Gehäuse des Mikrotoms 10 ist eine
Führungseinrichtung 88 verbunden, in der eine Hülse 90 in axialer Richtung der Mikrometerspindel
18 verschiebbar aber gegen Drehungen um die Längsachse der Mikrometerspindel 18
gesichert ist. Mit der Hülse 90 ist eine Mikrometermutter 92 verbunden.
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Die Verbindung der Mikrometermutter 92 mit der Hülse 90 erfolgt mittels
Befestigungsschrauben 94, von denen in dieser F i g. nur eine sichtbar ist.
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Die Mikrometermutter 92 weist einen radialen Schlitz auf, durch den
sich ein schraubenförmiges Spannelement 96 hindurch erstreckt. Mittels dieses Spannelementes
96 kann die Leicht- bzw. Schwergängigkeit der Durchschraubung der Mikrometerspindel
18 durch die Mikrometermutter 92 hindurch eingestellt werden.
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Durch eine derartige Ausbildung der Mikrometermutter 92 ist es in
einfacher Weise auch möglich, ein mögliches Gewindespiel zwischen der Mikrometermutter
92 und der Mikrometerspindel 18 auszugleichen. Die Mikrometerspindel 18 erstreckt
sich mit einem Abschnitt 98 durch einen Boden 100, der mittels Befestigungsschrauben
102 an der Führung 88 befestigt ist, hindurch.
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An diesem Abschnitt 98 der Mikrometerspindel 18 ist eine an sich bekannte
Freilaufeinrichtung 20 vorgesehen, die in der einen Drehrichtung des zweiarmigen
Schwenkhebels
22 zwischen dem Schwenkhebel 22 und der Mikrometerspindel 18 eine mechanisch feste
Verbindung herstellt, und die in der entgegengesetzten Dreh richtung die mechanische
Verbindung zwischen dem Schwenkhebel 22 und der Mikrometerspindel 18 aufhebt. Eine
derartige Freilaufeinrichtung 20 ist an sich bekannt, so daß es sich erübrigt, diese
näher zu beschreiben. Der Abschnitt 98 der Mikrometerspindel 18 ist außerdem mit
einem Kegelrad 104 mechanisch fest verbunden, das mit einem zweiten Kegelrad 106
kämmt.
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Das Kegelrad 106 ist mit einer Welle 108 verbunden, die mit einem
nicht dargestellten Handrad verbunden ist.
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Mit diesem Handrad ist es möglich, die Objekthalteeinrichtung 16 in
axialer Richtung der Mikrometerspindel 18 vor- und zurückzuverstellen. Bei dieser
Verstellung handelt es sich um eine kontinuierliche Grobzustellung der Objekthalteeinrichtung
16 in Bezug zur Schnittebene des Mikrotoms 10, die durch die Führung 12, den entlang
der Führung 12 verschiebbaren Schlitten 14 und durch das in einer am Schlitten 14
vorgesehenen Halteeinrichtung befestigten Schneidmesser 62 (s. F i g. 1) gegeben
ist.
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Um die Objekthalteeinrichtung 16 in axialer Richtung der Gewindespindel
18 vor- und zurückverstellen zu können, ist das Kegelrad 104 mit einem Element 110
verbunden, das den Freilauf 22 auch in der sonst gesperrten Drehrichtung löst, so
daß die Gewindespindel 18 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn zur kontinuierlichen
groben Zustellung verstellt werden kann. Mit der Bezugsziffer 112 ist in F i g.
4 eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen eines dünnzuschneidenden Probenkörpers schematisch
angedeutet. Diese Klemmeinrichtung 112 ist an der Hülse 90 angeordnet.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Mikrotoms
anhand der F i g. 1 und 4 beschrieben. Der entlang der Führung 12 verschiebbare
Schlitten 14, an dem in einer Messerhalterung das Schneidmesser 62 befestigt ist,
wird nach Durchführung eines Schnittes in die Ausgangsposition, d. h. in F i g.
1 nach rechts zurück verschoben. In der hinteren Endposition kommt der Schlitten
14 mit der Rolle 66 in Berührung.
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Zu diesem Zweck ist der Schlitten 14 mit einer Schrägfläche 114 ausgebildet.
Durch die Schrägfläche 114 und die Rolle 66 wird die in der Führung 70 verschiebbare
Stange 68 nach rechts verschoben, so daß der Schwenkhebel 74 um die Achse 78 eine
Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn ausführt Der Schwenkhebel 74 ist über das Verbindungselement
80 mit dem Arm 24 des Schwenkhebels 22 verbunden. Der Schwenkhebel 22 kann mit seinem
Arm 26 zwischen dem veränderbaren Anschlag 28 und dem ortsfesten Anschlag 30 eine
genau definierte begrenzte Winkelbewegung im Uhrzeigersinn ausführen. Bei dieser
genau definierten Winkelbewegung im Uhrzeigersinn ist der Freilauf 20 gesperrt,
so daß diese Winkelbewegung auf die Mikrometerspindel 18 übertragen wird. Diese
Winkelbewegung der Mikrometerspindel 18 bedingt eine genau definierte axiale Verstellung
der gegen Verdrehungen gesicherten Mikrometermutter 92 und damit eine genau definierte
axiale Verstellung der Hülse 90 mit der Klemmeinrichtung 112. Bei dieser genau definierten
axialen Verstellung handelt es sich um eine sog. Schnittdickenzustellung. Der Betrag
dieser Schnittdickenzustellung ergibt sich durch den Abstand zwischen dem ortsfesten
Anschlag 30 und dem mittels des Drehkopfes 50 einstellbaren, d. h. ortsveränderlichen
Anschlag 28. Nach dieser Schnittdickenzustellung kann der Schlitten 14 entlang der
Führung 12 die nächste Schnittbewegung ausführen,
wobei der Schlitten 14 sich von
der Anschlageinrichtung 64 wieder wegbewegt. Dabei wird das Federelement 32, das
zwischen dem Arm 26 des Schwenkhebels 22 und dem Gehäuse des Mikrotoms 10 vorgesehen
ist, wirksam. Da es sich bei diesem Federelement 32 um eine Zugfeder handelt, wird
der Arm 26 des Schwenkhebels 22 vom ortsfesten Anschlag 30 wieder zum Anschlag 28
zurückgestellt. Diese Rückstellung des Armes 26 entspricht einer Winkelbewegung
des Schwenkhebels 22 um die Mikrometerspindel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn. Bei
einer derartigen Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ist der Freilauf 20 gelöst,
so daß die Winkelbewegung des Schwenkhebels 22 im umgekehrten Uhrzeigersinn nicht
auf die Mikrometerspindel 18 übertragen wird. Das bedeutet, daß die Hülse 90 und
die Klemmrichtung 112 während einer derartigen Winkelbewegung im umgekehrten Uhrzeigersinn
in axialer Richtung keine Verstellung erfahren.
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Im Routinebetrieb bzw. bei Serienschnitten kleiner Präparate wird
die Bewegung des Schlittens 14 entlang der Führung 12 nicht bis zur Anschlageinrichtung
64 ausgeführt, so daß eine Schnittdickenzustellung über das Verbindungselement 80
nicht möglich ist. Um dennoch eine Schnittdickenzustellung zu ermöglichen, ist die
manuelle Betätigungseinheit vorgesehen, die aus dem Schwenkhebel 36 und dem Gestänge
34 besteht.
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Durch Betätigung des Schwenkhebels 36 in Richtung des Pfeils 42 ist
es über das Gestänge 34 möglich, den Arm 26 zwischen den beiden Anschlägen 28 und
30 hin und her zu bewegen und dabei den Schwenkhebel 22 jeweils um einen definierten
Winkel im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um die Mikrometerspindel 18
zu verschwenken. Dabei wirkt der Freilauf 20 im weiter oben beschriebenen Sinn,
so daß es mittels der Betätigungseinrichtung 36, 34 ebenfalls möglich ist, die Objekthalteeinrichtung
und damit die Schnittdicke zuzustellen.
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