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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Technik
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf automatisierte, chemische Analysatoren
bzw. Analysiervorrichtungen, wie sie beispielsweise aus EP-A 0 571
032 bekannt sind, und speziell auf eine Inkubatorstation für automatisierte,
chemische Analysatoren bzw. Analysiervorrichtungen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Immunodiagnostische
Instrumente werden weit verbreitet in klinischen Chemieprobennahme- und
-analysieranwendungen verwendet und bedingen häufig das Inkubatorverfahren
zum Durchführen verschiedener
Untersuchungen. In herkömmlichen Immunoassay-Systemen
sind Rotationsinkubatorräder
eingeführt
worden. Jedoch werden die meisten Rotationsinkubatorräder des
Standes der Technik durch eine zentrale Drehachse bzw. Schwenkwelle gedreht
bzw. rotiert. Diese zentralen Schwenk- bzw. Drehräder werden üblicherweise
durch Synchronriemen angetrieben. Diese herkömmliche Konstruktion bzw. Ausführung verursacht
häufig
Synchronriemen-Spannungsprobleme und/oder Riemen- bzw. Gurtverschleißprobleme.
Außerdem
ruft es häufig Probleme
mit einer außenliegenden
Kantenauflage hervor, wenn irgendeine Form von Druck angewendet
wird.
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Ein
weiteres Problem bei herkömmlichen Drehtisch-Inkubatorstationen
ist, daß die
Reaktionsgefäße bzw.
-behälter
in maschinell bearbeiteten Rillen gezogen werden, die halbrechtwinkelig
geformt sind. Außerdem
kann jedesmal, wenn ein Reaktionsgefäß über irgendeinen Typ eines Übergangs gezogen
wird, das Reaktionsgefäß aufprallen,
was ein Spritzen der Inhalte innerhalb des Reaktionsgefäßes bewirkt.
Deshalb müssen
die Übergangsflächen bzw. -bereiche
genau gesteuert bzw. geregelt werden.
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Andere
Probleme herkömmlicher
Inkubatorstationen beinhalten begrenzte Anordnungs- bzw. Stufengebiete,
komplizierte Konstruktionen bzw. Ausführungen und begrenzte Erreichbarkeit
bzw. Zugänglichkeit.
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Deshalb
ist es wünschenswert,
eine neue Drehtisch-Inkubatorstation zur Verfügung zu stellen, die die Probleme
der herkömmlichen
Inkubatorstationen überwindet
und vorteilhafte Merkmale für
den Inkubationsprozeß der
automatisierten Untersuchungen bzw. Arrays zur Verfügung stellt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neuartige
und einzigartige Drehtisch-Inkubatorstation für automatisierte, chemische
Analysatoren bzw. Analysiervorrichtungen, wie ein immunodiagnostisches
Instrument, zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Ziele bzw. Gegenstände
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in einer Drehtisch-Inkubatorstation
erreicht bzw. erlangt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte
Ausführungsformen
werden in den abhängigen
Unteransprüchen beschrieben.
Die Drehtisch-Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung hat zwei
Drehräder.
Das erste bzw. primäre
Rad ist ein Inkubations- und Speicherrad. Das zweite bzw. sekundäre Rad ist
ein Wasch- und Leserad.
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Das
Inkubations- und Speicherrad hat mehrfach ineinander geschachtelte
Abschnitte bzw. Bereiche für
Gefäße bzw.
Be hälter
und verwendet ein Geradstirnrad bzw. -ritzel als einen Antriebsmechanismus.
Das Rad wird horizontal durch festgelegte Positionslager positioniert,
um sicherzugehen, daß das Rad
nach Entfernen und Ersatz an demselben Ort lokalisiert bzw. angeordnet
wird. Die horizontale Spannungseinrichtung wendet eine federbelastete
Spannung an dem Rad an, so daß es
an den festgelegten Positionslagern ineinander schachtelt bzw. sich
einfügt.
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Das
Inkubator- bzw. Inkubations- und Speicherrad wird in der vertikalen
Richtung durch vertikale Drucklager weiter stabilisiert und positioniert.
Ein Druck wird auf das Rad mit einem federbelastete Druckdichtring
ausgeübt,
der Teil der Stationsabdeckkappe ist.
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Das
Wasch- und Leserad hat eine ähnliche Antriebs-
und Lageranordnung wie das Inkubations- und Speicherrad, mit der
Ausnahme, daß es
in einer Richtung im Uhrzeigersinn mit einer unterschiedlichen Synchronisierung
rotiert. Beide Räder
sind sehr leicht vertikal abzunehmen bzw. zu entfernen, da nur die
horizontale Spannungslageranordnungen die Räder enthalten.
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Zusammenfassend
beinhaltet die Drehtisch-Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung
ein allgemein kreisförmiges,
ringförmiges,
außenliegendes
Rotations- bzw. Drehrad, das an einer stationären Plattform positioniert
ist und eine Mehrzahl von ineinander geschachtelten Aufnahmestellen
zum Waschen und Lesen von Behältern
aufweist, und ein allgemein kreisförmiges, scheibenförmiges,
innenliegendes Drehrad, das auf der Plattform innerhalb des außenliegenden
Drehrads positioniert ist und eine Mehrzahl von ineinander geschachtelten
Stellen für die
Inkubation und Speicherung der Behälter aufweist. Die Drehtisch-Inkubatorstation
verwendet Geradstirnradmechanismen zum Drehen des außenliegenden
und innenliegenden Drehrads, um eine genaue Steuerung bzw. Regelung
der jeweiligen Rotation bzw. Drehung des außenliegenden und innenliegenden
Drehrads zu ermöglichen.
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Von
so einer Anordnung ist gefunden worden, daß sie eine Anzahl von Vorteilen
zur Verfügung stellt.
Wie in größerem Detail
unten erklärt
wird, verwendet die Drehtisch-Inkubatorstation der vorliegenden
Erfindung Geradstirnrad-angetriebene Räder, welche eine positive bzw.
zwangsläufige
nicht-nachgiebige Antriebsbewegung aufweisen. Die Ausführung bzw.
Konstruktion mit zwei Rädern
der Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung erzeugt auch einen
sehr kompakten Bereich für
eine Inkubationsspeicherung, welche weniger Oberfläche für eine thermische
bzw. Wärmesteuerung
bzw. – regelung erfordert.
Die Drehradkonstruktion stellt auch einen schnellen Zugang bzw.
Zutritt zur Verfügung,
da das Inkubator- und Speicherrad für einen vollen Zugriff auf
die Behälter,
die auf dem Rad angeordnet sind, nur begrenzte Grade zu rotieren
braucht.
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Die
Erfindung ist in ihrem ausführlichsten Umfang
in den beiliegenden Ansprüchen
definiert und wird unten in ihren bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben.
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Beschreibung
der Figuren
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Die
oben erwähnten
und anderen Merkmale bzw. Eigenschaften dieser Erfindung und die
Art und Weise, diese zu erreichen, wird offensichtlicher werden
und wird am besten verstanden werden unter Bezugnahme auf die folgende
Beschreibung, in Verbindung mit der (den) beiliegenden Zeichnung(en) genommen.
Diese) Zeichnungen) beschreibt (beschreiben) nur eine typische Ausführungsform
der Erfindung und begrenzt (begrenzen) deshalb nicht ihren Anwendungsbereich.
Die Zeichnung(en) dient (dienen), um Spezifität und Detail hinzuzufügen, in welchen:
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1A eine
erläuternde,
perspektivische Ansicht von entsprechenden Abschnitten bzw. Bereichen
eines automatischen, chemischen Analysators bzw. einer Analysiervorrichtung
ist, der (die) die Inkubations- bzw. Inkubatorstation der vorliegenden
Erfindung und zwei Aufnahme- und Plazierungsanordnungen zeigt;
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1B eine
erläuternde
Draufsicht auf entsprechende Abschnitte des automatischen, chemischen
Analysators ist, der die Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung
und zwei Aufnahme- und Plazierungsanordnungen zeigt;
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2A eine
erläuternde,
perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Inkubatorstation
der vorliegenden Erfindung mit Codiereinrichtungen und Magneten
ist;
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2B eine
erläuternde,
gesonderte, perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform
der Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung ist; und
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3 eine
erläuternde,
gesonderte, perspektivische Ansicht der Inkubatorstation der vorliegenden
Erfindung mit abgenommener Abdeckkappe ist, um die zwei Rotations-
bzw. Drehräder
zu zeigen.
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4 ist
eine gesonderte Draufsicht auf die Inkubatorstation der vorliegenden
Erfindung, wobei beide Räder
abmontiert sind, um die Orte der horizontalen Lager- und Spannungseinrichtungen,
vertikalen Lagern, Geradstirnräder
und Schrittmotoren zu zeigen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine neue Inkubatorstation gerichtet,
die zusammen mit einem automatisierten, chemischen Analysator, wie
einem immunodiagnostischen Instrument, verwendet wird. Die Inkubations-
bzw. Inkubatorstation führt
die Aufgabe eines Inkubierens bzw. Brütens, Lesens und Waschens von
Gefäßen bzw.
Behältern
als ein Teil des Test- bzw. Untersuchungsvorgangs bzw. -prozesses
durch.
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Unter
Bezugnahme auf 1A und 1B ist
bzw. wird die Inkubatorstation 10 der vorliegenden Erfindung
gezeigt, welche als ein funktionelles bzw. Funktionsteil einer automatischen,
chemischen Analysiervorrichtung verwendet wird, wobei die Inkubatorstation 10 und
zwei Aufnahme- und Plazierungs- bzw. Abstellanordnungen 2 und 4 gezeigt
sind. Die Aufnahme- und Abstellanordnung 2 ist eine Inkubatoraufnahme-
und -abstellanordnung und die Aufnahme- und Abstellanordnung 4 ist
eine Waschaufnahme- und -abstellanordnung.
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Unter
Bezugnahme auf 2A und 2B wird
eine bevorzugte Ausführungsform
der Inkubatorstation 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt,
wobei ihre obere Abdeckung zum Teil weggeschnitten ist, wobei auch
die entsprechenden Orte des Motors mit Codiereinrichtungseinheiten 6 und
Magneten 8 gezeigt sind. Die Inkubatorstation 10 ist
eine Drehtischstation, die eine allgemein kreisförmige Plattform 11 zum
Stützen
zweier Drehtisch-Inkubatorräder
aufweist: ein allgemein kreisförmiges,
scheibenförmiges,
innenliegendes Rad 12, welches ein Inkubations- bzw. Inkubator-
und Speicherrad ist, und ein allgemein kreisförmiges, ringförmiges,
außenliegendes
Rad 14, welches ein Wasch- und Leserad ist. Die zwei Aufnahme-
und Abstellanordnungen 2 und 4 werden auch zum
Transferieren bzw. Übertragen
der Behälter
zwischen dem innenliegenden Rad 12 und dem außenliegenden
Rad 14 der Inkubatorstation 10 verwendet.
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Das
innenliegende Inkubator- und Speicherrad 12 hat eine Vielzahl
an dichtbesiedelten, ineinander geschachtelten Orten bzw. Aufnahmestellen 16 zum
Halten von Gefäßen bzw.
Behältern.
Auf diese Vielzahl an ineinander geschachtelten Orten 16 kann durch
die zwei Aufnahme- und Abstellanordnun gen 2 und 4 mit
nur einer begrenzten Rotation bzw. Drehung des innenliegenden Rads 12 zufällig zugegriffen
werden. Tatsächlich
muß, wenn
die zwei Aufnahme- und Anordnungs- bzw. Abstellanordnungen 2 und 4 gegenüberliegend
positioniert sind bzw. werden, das innenliegende Rad 12 nur
um ein Maximum von 180 Grad rotiert zu werden, um auf irgendeine der
Vielzahl an ineinander geschachtelten Aufnahmestellen 16 durch
eine der zwei Aufnahme- und Abstellanordnungen 2 und 4 zuzugreifen.
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In ähnlicher
Weise hat das außenliegende Wasch-
und Leserad 14 auch eine Vielzahl an ineinander geschachtelten
Aufnahmestellen 18 zum Halten von Behältern, auf welche wieder durch
die zwei Aufnahme- und Abstellanordnungen 2 und 4 mit
nur einer begrenzten Rotation des außenliegenden Rads 14 zufällig zugegriffen
werden kann. Die ineinander geschachtelten Aufnahmestellen 18 auf
dem Wasch- und Leserad 14 werden angelegt bzw. ausgebildet, um
die leichte Undichtheit zwischen diesen ineinander geschachtelten
Orten 18 zu minimieren.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird die Plattform 11 der
Inkubatorstation gezeigt, wobei sowohl das innenliegende Rad 12 als
auch das außenliegende
Rad 14 abgenommen sind, um die horizontalen Lager 22,
Spanneinrichtungen 24, vertikale Lager 26, Geradstirnräder 32 und
Drehbetätigungseinrichtungen
oder Schrittmotoren 34 an bzw. auf der Stationsplattform 11 zu
zeigen.
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Das
innenliegende Inkubator- und Speicherrad 12 ist bzw. wird
horizontal durch einige feststehende, horizontale Positionslager 22 positioniert,
um sicherzugehen, daß das
innenliegende Rad 12 an demselben Ort nach einer Entfernung
oder einem Ersatz angeordnet wird. Eine oder mehr horizontale Spanneinrichtung
en) 24 ist bzw. sind zur Verfügung gestellt, um eine federbelastete
Spannung auf das innenliegende Rad 12 aufzubringen bzw.
anzulegen, so daß es
an den feststehenden, horizontalen Positionslagern ineinander schachtelt
bzw. in diese einbettet.
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Das
innenliegende Rad 12 ist weiters vertikal durch eine Mehrzahl
von vertikalen Drucklagern 26 angeordnet, welche das innenliegende
Rad 12 in der vertikalen bzw. senkrechten Richtung positionieren und
dem innenliegenden Rad 12 Stabilität geben.
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Außerdem wird
ein Abwärtsdruck
an das innenliegende Rad 12 durch einen federgeladenen Druckdichtring
angebracht bzw. angewendet, der Teil der Inkubatorstations-Abdeckkappe
(nicht gezeigt) ist.
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Die
zwei Räder 12 und 14 der
Inkubatorstation 10 der vorliegenden Erfindung werden durch
einen Geradstirnrad-Antriebsmechanismus angetrieben. Das innenliegende
Rad 12 hat Geradstirnradzähne 30 an seinem Außenumfang,
welche mit einem Geradstirnradantrieb 32 mit einem Teilkreisdurchmesser-
bzw. Flankendurchmesserabstandsstück für eine richtige Getrieberadabstimmung
in Eingriff stehen. Ein Durchmesser einer glatten Oberfläche unter
den Geradstirnradzähnen
wird als eine Lageroberfläche
und eine Zwischenraum- bzw. Abstandsoberfläche verwendet, um den richtigen
abgestimmten Teilkreisdurchmesserkontakt für den Geradstirnradantrieb 32 festzulegen
bzw. einzustellen. Das innenliegende Rad 12 wird durch
den Geradstirnradantrieb 32 angetrieben, welcher wiederum durch
eine Drehbetätigungseinrichtung 34,
wie einen Schrittmotor, mit einer Erweiterungscodiereinrichtung zum
Positionieren angetrieben wird.
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Das
außenliegende
Wasch- und Leserad 14 hat eine ähnliche Antriebsanordnung wie
das innenliegende Inkubator- und Speicherrad 14. Das außenliegende
Rad 14 hat Geradstirnradzähne 40 an seinem Innenumfang,
welche mit einem Geradstirnradantrieb 36 in Eingriff sind
bzw. gelangen, welcher wiederum durch eine Drehbetätigungseinrichtung 38, wie
einen Schrittmotor, angetrieben wird, mit der Ausnahme, daß es in
einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des innenliegenden
Rads 12 und auch mit einem verschiedenen bzw. abweichenden
Timing rotiert.
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Die
Inkubations- bzw. Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung wird
mit den notwendigen elektrischen und elektronischen Mitteln für eine Energieversorgung,
Mikroprozessor-Steuerung
bzw. -Regelung und Verbindung mit dem Hauptsteuer- bzw. -regelsystem
der automatisierten Analysiervorrichtung für eine integrierte Steuerung
bzw. Regelung und Betätigung
versehen.
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Die
Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung hat viele einmalige
und vorteilhafte Merkmale bzw. Eigenschaften, die die Zweiradausführung beinhaltet,
die eine kompakte Anordnung zur Verfügung stellt, welche weniger
Oberflächenbereich
für eine Wärmesteuerung
bzw. -regelung erfordert und adaptierbar oder leicht modifizierbar
ist, um sich an verschiedenartige immunodiagnostische Instrumente anzupassen.
Außerdem
verwendet die Drehtisch-Inkubatorstation der vorliegenden Erfindung
Geradstirnradantriebsräder,
welche eine positive nichtnachgiebige Antriebsbewegung aufweisen,
und stellt einen raschen Zugriff bzw. Zugang zur Verfügung, da das
Inkubator/Speicherrad nur begrenzte Grade für einen vollen Zugriff auf
die Gefäße bzw.
Behälter
rotieren muß,
die auf dem Rad gespeichert sind. Ferner sind sowohl das innenliegende
als auch das außenliegende
Rad sehr leicht (vertikal bzw. senkrecht) abzunehmen, da nur die
horizontalen Spannlageranordnungen die Räder enthalten.
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- 2
- Aufnahme-
und Abstellanordnung
- 4
- Aufnahme-
und Abstellanordnung
- 6
- Codiereinrichtungseinheit
- 8
- Magnet
- 10
- Inkubations-
bzw. Inkubatorstation
- 11
- kreisförmige Plattform
- 12
- kreisförmiges,
scheibenförmiges,
innenliegendes Rad
- 14
- kreisförmiges,
ringförmiges,
außenliegendes Rad
- 16
- ineinander
geschachtelte(r) Ort bzw. Aufnahmestelle
- 18
- ineinander
geschachtelte(r) Ort bzw. Aufnahmestelle
- 22
- horizontales
Positionslager
- 24
- horizontale
Spanneinrichtung
- 26
- vertikales
Drucklager
- 30
- Geradstirnradzahn
- 32
- Geradstirnradantrieb
- 34
- Drehbetätigungseinrichtung
- 36
- Geradstirnradantrieb
- 38
- Drehbetätigungseinrichtung
- 40
- Geradstirnradzahn