DE8230199U1

DE8230199U1 - Abdunkelbare messstation eines photometers

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Publication number: DE8230199U1
Application number: DE19828230199U
Authority: DE
Original assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Current assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-03-24
Also published as: US4586818A

Description

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¹¹ Äbd unkelbare Meßstation eines Photometers"

Die Erfindung bezieht sich auf eine abdunkelbare Meßstation eines Photometers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Meßstation für solche Anwendungsfälle handeln, wie sie in der DE-OS 2 9 01 919 beschrieben sind. Infrage kommt dabei auch die Photometrie auf Basis von Flüssigszintillation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ab-^ dichtung der Öffnung der Meßkammer zu erreichen, durch welche -eineProbe bzw. ein Probengefäß in die Meßkammer eindringbär bzw. aus der Meßkammer wieder herausführbar ist. Besonders ist dabei an den Fall gedacht, daß ein Probengefäß, wie ein Reagensglas o.dgl., auf einem Innenbund oder Innenabsatz eines Halters auflagerbar ist, so daß der lichte Querschnitt des Halters oberhalb des Innenabsatzes bzw. -bundes größer ist als unterhalb. Wenn dann ein Hubstempel durch den Halter hindurchführbar ist, um das Probengefäß in die Meßkammer nach oben zu überführen, muß ein solcher Hubstempel normalerweise einen kleineren Innenquerschnitt haben als das Reagenzgefäß bzw. die Eintrittsöffnung der Meßkammer für das Reagenzgefäß, so daß Probleme einer angemessenen Lichtabdichtung zwischen Hubstempel und öffnung bestehen. Man könnte dabei daran denken, diese Abdichtung durch eine in der öffnung angeordnete lamellenblendenartige Dichtung vorzunehmen- die bei eingefahrenem Hubstempel

radial nach innen ausgefahren Wird. Eine solche Anordnung ist jedoch relativ aufwendig„

Aber auch bei anderen Anordnungen kann es zweckmäßig seih, wenn ein in die öffnung einführbarer Stempel zunächst eine kleinere Ausdehnung hat als die öffnung selbst/ z*B₄ zur Vermeidung ünerv/ünschter Reibung. Dies gilt auah für den denkbaren Fall, daß das Probengefäß vertikal nach unten aus dem Halter herausgeführt wird und ein Stempel in die iiintrittsöffnung nachgeführt wird.

Eine Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgäbe ergibt sich bei einer gattungsgemäßen Meßstation aus dem Kennzeichen von Anspruch 1 .

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Maßnähme der Ansprüche 4 und 5, die besonders einfache Konstruktionen erlaubt. Es hatte sich beispielsweise gezeigt, daß auch im Dauerbetrieb die Elastizität eines normalen O-Ringes (vgl. Anspruch 6) ausreicht, die erforderliche Rückstellkraft selbsttätig aufzubringen. Man braucht dann lediglich noch zwangsweise Mittel für die Spreizung der Umfangsdichtung vorzusehen, deren Ausmaß relativ klein rein kann (beispielsweise 10 % der radialen Ausdehnung in Grundstellung gemäß Anspruch 12). Von besonderer Bedeutung ist ferner die Möglichkeit, die Betriebsstellung des Probengefäßes durch ein Betätigungselement des Stempels fest einzustellen und die Spreizung durch ein relativ zu diesem axial verschiebliches zweites Element vorzunehmen (vgl. Anspruch 13). Eine besonders schonende übertragung der Spreizkraft erhält man dabei durch Zwischenschaltung eines Federelements (vgl. Anspruch 14). Sowohl eine sichere Spreizbetätigung und Feststellung der Spreizstellung unter Abdichtung nicht nur gegenüber der Öffnung, sondern auch

gegenüber dem Stempel erhält man dabei dann, wenn die Umfangsdichtung zwischen axial relativ zueinander verschiebbaren und vorzugsweise einstellbaren Spreizelementen gehalten ist, deren Dichtflächen sich von radial innen nach radial außen öffnen und dabei zugleich jeweils eine Dichtfläche zwischen ümfangsdichtung und Stempel bilden. Wenn die ümfangsdichtung ein O-Ring ist, kann dann dieser beispielsweise etwa aus einem Kreisquerschnitt eines O-Rings in eine im wesentlichen rechteckige Form verformt werden, deren Basis an der Dichtfläche an der Öffnung anliegt und dessen beide Schenkel mit den Dichtflächen an den Spreizelementen des Stempels zusammenwirken (vgl. insbesondere Ansprüche 5 bis 9 und 13).

Manchmal ist es zweckmäßig, das Probengefäß nach der Messung nicht mehr voll bis auf den Innenbund oder Innenabsatz des Halters zurückzustellen, etwa um den Probenrest leicht dekantieren zu können. Hierzu gibt Anspruch 11 eine Möglichkeit an.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Meßkammer gemäß der Erfindung mit zugeordneter Hubeinrichtung für ein Probengefäß in einer Stellung, in der sich das Probengefäß außerhalb der Meßkammer befindet, und

Fig. 2 die entsprechende Ansicht in einer solchen Stellung, in welcher sich das Probengefäß innerhalb der Meßkammer mit Abdichtung des Hubstempels gegenüber der Eintritts- und Austrittsöffnung befindet.

Die Meßstation 2 weist einen Gehäuseblock 4 auf, in welchem vertikal ein Futter 6 eingesetzt ist. Der Innendurchmesser dieses Futters 6 ist zylindrisch und entspricht mit geringem Spiel dem Außendurchmesser eines als Probengefäß dienenden Reagenzröhrchens 8. Das Futter 6 ist in Anpassung an j verschiedene Außendurchmesser von Reagenzröhrchen 8 im [

Gehäuseblock 4 austauschbar. Axial oben ist das Futter 6 in nicht dargestellter Weise lichtdicht dauerhaft ver- j

schließbar. Seitlich ist im Futter 6 und im Gehäuseblock 4 J ein Fenster 10 ausgebildet, an dem eine photometrische Meß- j einrichtung anschließbar ist, welche durch den im Gehäüseblock 4 gehaltenen Dichtring 12 lichtdicht dauerhaft anschließbar ist.

Die Meßkammer ist somit in dem zylindrischen Innenraum 13 des Futters 6 ausgebildet.

Die Meßstation 2 ist über einem Arbeitstisch 14 angeordnet, auf dem kettenförmig ineinandergreifende Halter 16 schrittweise unter die Meßstation 2 führbar sind. Die einzelnen Probengefaße sind dabei auf einem ringförmig umlaufenden

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Innenabsatz oder Innenbord 18 aufgesetzt, wenn sie unter der Meßkammer ankommen. Ein oberhalb des Innenabsatzes 18 angeordneter, beispielsweise punktförmiger, Innenvorsprung kann dabei reibschlüssig am Mantel des Probengefäßes 3 anliegen. Wenn das Probengefäß aus der Meßkammer wieder in den Halter zurückkommt, kann dabei das Probengefäß 8 auf dem Innenvorsprung 20 lose aufsitzen, so dab ein Dekantieren der nicht mehr benötigten Probe erleichtert ist.

Im Arbeitstisch 14 ist ein Hubstempel 22 mittels eines Ritzels 24 axial auf- und abwärts verschiebbar. Das Ritzel greift dabei in eine zylindrische Zahnstange 26 ein, deren Zahnung in Gestalt von in Axialrichtung aufeinderfolgenden ümfangskerben ausgebildet ist. Die Zahnstange 26 bildet dabei einen Außenstempel, innerhalb dessen ein Innenstempel relativ zum Außenstempel 26 axial verschiebbar ist.

Der als Zylinderstange ausgebildete Innenstempel ragt mit einem Fortsatz 39 aus dem Außenstempel 26 oben hervor und trägt an seinem oberen Ende einen an ihm befestigten Kopf 32, welcher an seiner Stirnseite eine zum Boden des Probengefäßes 8 etwa komplementäre Stützfläche bildet und so bemessen ist, daß er auch im Bereich des Innenabsatzes oder Innenbordes 18 des Halters 16 axial durch diesen hindurchpaßt. Unterhalb des Kopfes 32 ist auf dem Fortsatz 30 eine Hülse 34 axial verschiebbar geführt, deren radiale Ausdehnung der radialen maximalen Ausdehnung des Kopfes 32 entspricht und die in Richtung des Kopfes 32 durch eine schraubenförmige mechanische Druckfeder 36 vorgespannt ist, die zwischen der Hülse 34 und dem dieser zugewandten Ende des Außenstempels 26 um den Fortsatz 30 herum angeordnet ist.

Eine O-ringförmige Umfangsdichtung 38 ist zwischen dem Kopf 32 und der Hülse 34 gelagert, wobei die entspannte !Stellung in Fig. 1 zu erkennen ist. Man sieht, daß dabei die Umfangsdichtung an einer Zylinderfläche 40 des Kopfes

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radial innen anliegt und dabei unten der oberen Stirnfläche eines hülsenförmigen Portsatzes der Hülse 34 gegenüberliegt, während radial oben eine sich nach oben zu konisch erweiternde Dichtfläche 44 am Kopf 32 folgt. Alternativ kann auch die Zylinderfläche 40 und die Stirnfläche des hülsenförmigen Fortsatzes 42, die beide als Dichtflächen dienen, durch eine ebenfalls konisch nach unten zu verlaufende Dichtfläche an der Hülse 34 ersetzt sein. Die Grundstellung der ümfangsdichtung 38 ist dabei durch entsprechende Einstellung von Muttern 46 am unteren Ende des Innenstempels 28 einstellbar. Unmittelbar darüber befindet sich am Innenstempel 28 ein Anschlagring 48. Die«er hat eine doppelte Funktion. Einerseits wirkt er mit einer konisch nach unten angeschrägten Schaltfläche 50 mit einem ersten Endschalter 52 zusammen, welcher die untere Betriebsstellung des Stempels bestimmt.

Andererseits wirkt er als Anschlag an einer zum Arbeitstisch gehörigen und gegebenenfalls als Führung für den Hubstempel ausgebildeten Begrenzungsplatte 54 in maximal angehobener

Stellung des Hubstempels gemäß Fig. 2 und beschreibt dabei

ί die Betriebsstellung des Probengefäßes 8 . Wenn diese obere

Stellung erreicht ist, ist der Außenstempel 2 6 mittels des

s! Ritzels 24 noch weiter nach oben verschiebbar, bis der zweite

ί Endschalter 56 mit der verjüngten Schaltfläche 58 am äußeren

Hubstempel 26 in Eingriff kommt und auch dessen Aufwärtsbe- '

Γ wegung beendet.

Bei der Aufwärtsbewegung des äußeren Hubstempels 26 gegenüber dem inneren Hubstempel 2 8 wird, gedämpft über das Federelenient 36, die Gleithülse 34 unter Spreizung der Umfangsaichtung 38 noch oben geschoben· wobei Spreizelemente durch das Zusammenwirken der Gleithülse 34 mit der konischen Fläche am Kopf 32 gebildet sind. Die Umfangsdichtung kommt dabei an der zylindrischen Innenfläche des Futters 6 zur Anlage. Die öffnung 6 0 der Meßkammer ist dabei durch deren zylindrischen lichten Querschnitt beschrieben, der sich lediglich an der unteren Eintrittsseite, wie bei 62 gezeigt, konisch nach außen erweitert.

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In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung ist die Um= fangsdichtüng 38 insbesondere mit einer Solchen radialen Ausdehnung versehen, daß sie problemlos durch die engsten Stellen des Halters 16 hindürchfühirbar ist. In der in Fig.-dargestellten Betriebsstellung ist dann die Umfängsdichtüng bis in Anlage an die zylindrische Innenfläche des Futters und damit der öffnung 60 gespreizt, wodurch die Meßkammer im Bereich der zum Einbringen und Ausfahren des Probengefäßes 8 bestimmten Öffnung lichtdicht abgeschlossen ist. Die Druckfeder 36 bewirkt dabei nicht mir ein gleichmäßiges und schonendes Spreizen der (^ringförmigen Umfängsdichtüng des Stempels, sondern auch eine größere Toleranz des Abschaltpunktes des zweiten Endschalters 56. Dadurch wird auch gewährleistet, daß die UmfangsdichtSing 38 beim Spreizvorgang nicht vertikal bewegt wird, was eirte besonders hohe Stand- " zeit der Abdichtung und damit auch der ganzen Meßstation 2 zur Folge hat*

Unter einer Meßstation eines Photometars werden im vorliegenden Zusammenhang nicht nur Photometer in Form lichtabsorbierender Einrichtungen angesprochen, sondern allgemein Lichtmeßeinrichtungen, sei es nur aufgrund von Lichtstreuung, Lumineszenz o.dgl. Derartige Photometer werden manchmal auch als Luminometer bezeichnet.

Claims

ELISABETH JUNG dr. ριηιι* Dif Lchem. ; ; · : : . * ⁸⁰⁰O MÖNCHEN 40,

JÜRGEN SCHIRDEWAHN Ur. RER.ftÄT'..iJipL-PHYä· "" P.O.Box 4014 es

,GERHARD S C H M I TT-N I LS O N dr.-INQ. TELEFON: (089) 34 SO 87

GERHARD B. HAGEN dr.phil t teleqramm/cable: invent München

PETER HIRSCH dipl-ing. telex:5-29esa

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

u.Z.: S 023 Mal (Dr.S/we)

Laboratorium

Prof. Dr. Rudolf BERTHOLD

D-7547 Wildbad 1

27. Oktober 1982

"Abdunkelbare Meßstation eines Photometers"

Ansprüche

1. Abdunkelbare Meßstation eines Photometers mit mindestens einer die Meßkammer und die nicht abgedunkelte Umgebung verbindenden Öffnung, durch welche jeweils eine Probe in die Meßkammer ein- und/oder aus der Meßkammer herausführbar ist und in die ein Stempel einführbar ist, der mittels einer Dichteinrichtung gegen die Öffnung abdichtbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Stempel (22) eine Umfangsdichtung (38) trägt, daß die Umfangsdichtung eine Grundstellung aufweist, in der ihre Umrißlinie eine kleinere Fläche als den lichten Querschnitt der Öffnung (60) umschreibt, und daß die Umfangsdichtung bei in die Öffnung eingeführtem Stempel in Dichtungseingriff mit der Öffnung radial spreizbar ist.

2. Meßstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel ein Hubstempel (22) für ein Probengefäß (8) ist.

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f 3- Meßstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der radialen Spreizung der Uinfangs- \ dichtung (38) aus der Grundstellung in die Eingriffsstellung '" winkelinvariant ist.

4. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umfangsdichtung (38) aus der Eingriffsstellung in die Grundstellung selbsttätig zurückstellt.

5. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch I gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) aus elasio- \ merem Material besteht.

■ 6. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch -. gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) ein O-Ring ist.

I 7. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch I gekennzeichnet, daß die öffnung (60) eine zur Umfangsdichtung

I (38) des Stempels (22) achsparallele, vorzugsweise zylin-I drische, Dichtfläche aufweist.

\ 8. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Öffnung (60) in Eingriffsstellung \ zwischen zwei einander zugewandten umlaufenden Dichtflächen } am Stempel (22) sxial und radial gehalten ist.

: 9. Meßstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine Dichtfläche am Stempel (22), vorzugsweise konisch, von radial innen nach radial außen öffnet.

10. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengefäß (8) außerhalb der öffnung (60) auf einen Innenabsatz (18) eines Halters (16) aufff setzbar ist, der eine axial durchgehende Öffnung aufweist,

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durch welche der Stempel (22) mit in Grundstellung befindliche* üi'nfängsdichtüng' (38) hindürchführbär ist.

11. Meßstäiiöri nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) oberhalb des Innenabsatzes (18) einen nach innen weisenden Fortsatz (20) aufweist, der an der Mantelfläche des Probengefäßes (8) reibschlüssig angreift.

12. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) von der Grundstellung in die Eingriffsstellüng um etwa 10 % ihres Radius spreizbar ist*

13. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichf-jng (38) zwischen zwei relativ zueinander axial verstellbaren Spreizelementen (an 32 und 34) des Stempels (22) gehalten ist.

14. Meßstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spreizelement (an 34) über ein Federelement

(36) mit seinem axial verschiebbaren Betätigungselement (26) zusammenwirkt.

15. Meßstätion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spreizelement (an 34) an einem Kopf (3 2) eines Innenstempels (28) ausgebildet ist, auf dem ein Außenstempel (26) gleitbar ist, der über eine auf dem Innenstempel gehaltene Druckfeder (36) wirkmäßig mit einer auf dem Innenstempel geführten Gleithülse (34) in Verbindung steht, welche das andere Spreizelement trägt oder bildet.

16. Meßstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenstempel als Zahnstange (26) ausgebildet ist, in die ein Antriebsritzel (24) eingreift.

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17. Meßstätiöh nach Anspruch 16/ dadurch gekennzeichnet,-daß die Zahnung der Zahnstange (26) von einer Reihe axial aufeinander' folgender Ümfangskerben gebildet ist.

18* Meßstation nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innehstempel (28) in einer de£ Betriebsstellung des Probengefäßeä entsprechenden axialen Stellung feststellbar ist (mittels Endschalter 56).

'19. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 18,- dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung der Grundstellung der Umfangsdichtung (38) einsteilbar (mittels Muttern 46) ist,