EP0861689A2 - Laboratory centrifuge - Google Patents

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EP0861689A2
EP0861689A2 EP97117570A EP97117570A EP0861689A2 EP 0861689 A2 EP0861689 A2 EP 0861689A2 EP 97117570 A EP97117570 A EP 97117570A EP 97117570 A EP97117570 A EP 97117570A EP 0861689 A2 EP0861689 A2 EP 0861689A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
locking
drive motor
laboratory centrifuge
speed
Prior art date
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Granted
Application number
EP97117570A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0861689A3 (en
EP0861689B1 (en
Inventor
Eckhard Tödteberg
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Sigma Laborzentrifugen GmbH
Original Assignee
Sigma Laborzentrifugen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sigma Laborzentrifugen GmbH filed Critical Sigma Laborzentrifugen GmbH
Publication of EP0861689A2 publication Critical patent/EP0861689A2/en
Publication of EP0861689A3 publication Critical patent/EP0861689A3/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B13/00—Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B04B13/003—Rotor identification systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges

Definitions

  • the invention relates to a laboratory centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • Laboratory centrifuges are used, for example, in medical-pharmaceutical Area used and serve the decomposition of mixtures of substances Given the different density of their components, the Separation process depending on the properties of the to be treated Substances expire under defined thermal conditions.
  • substances are introduced into individual vessels, which in turn is used in prepared recordings of the rotor from which they will also return after performing the procedure be removed.
  • the rotor is connected to a drive motor and is oscillatable together with it within a housing arranged.
  • an interlocking locking device is essential, over which the rotor in a defined angular position is noticeable.
  • This angle of rotation position is expedient set up to interact with a robot-like Handling device is suitable.
  • the locking process is by means of the control assigned to the centrifuge anyway carried out. This contains information about the speed of the rotor and - on the evaluation of, from the detection or sampling the signal carrier resulting signal pattern - also information available via the current angular position of the rotor, with this information the braking process and - with participation the locking device also trigger the locking.
  • the mechanical constructive structure of the locking device is designed extraordinarily simple, largely using components is made with a conventional laboratory centrifuge drive are present anyway.
  • the features of claim 4 are to further specify the Arrangement of the actuator in a laboratory centrifuge directed.
  • the already existing information carrier for the Signal body is used at the same time as a carrier of the holes a part of the locking devices used according to the invention form, there is a particularly simple structure in which a largely Use of existing components is given. Same thing applies to the arrangement of the actuators as such, which are also attached to a component that is already present is and for attaching the interacting with the signal carriers Serves as a transformer.
  • the signal carriers can correspond to the features of claim 5 designed according to different physical principles of action be for use in connection with the subject matter of the invention only one property is essential, namely suitability to generate information regarding the current angle of rotation position of the rotor, as this information is part of the centrifuge control is required to initiate the locking process.
  • the invention further relates to a method for operating an inventive Laboratory centrifuge, which is based on the task Locking process and in particular the locking position safely and perform in a reproducible manner.
  • FIG. 1 denotes the drive motor of a laboratory centrifuge, whose axis 2 extends vertically and at its top End with a centrifuge rotor 3, which is only indicated in the drawing communicates.
  • the system of rotor 3 and drive motor 1 is in also not shown in the drawing within a housing arranged to oscillate.
  • the rotor 3 carries in a known manner in its peripheral area a series of interchangeably arranged vessels that are used to hold by centrifugation in components of different densities certain fabrics are set up, the housing continues to do so can be designed that the process of centrifuging under selectable thermal conditions can expire. This is said to will not be discussed in more detail below.
  • At 4 is a disc-like, with the centrifuge rotor in fixed Connected, arranged rotationally symmetrical to axis 2
  • Designated information carrier which among other things intended for rotor identification and is set up.
  • the rotor 3 is replaceable Way in connection with the drive motor 1 and it is everyone Rotor each assigned rotor-specific maximum speeds that are being considered the comparatively high speeds with which these rotors are operated for safety reasons allowed to.
  • the information carrier is on its bottom 5 with a contactlessly scanned, for example magnetic Provide coding, which in connection with a parent Controlling the commissioning of the laboratory centrifuge the maximum permissible speed.
  • the information carrier 4 is on one first pitch circle 6 with the radius R2 with a distribution of individual Magnetic body 7 provided, which according to predetermined Angular positions are located along this pitch circle 6.
  • the magnetic body can be of the same polarity, so that it all that matters is their distribution along the pitch circle - they However, they can also be of different polarity in a defined manner be.
  • an electromagnetic scanning system also comes for example an optical one, on light passage or System based on light reflection. This is said to not be discussed in more detail. It is only essential that a bit pattern is formed by the input signal, which at least the maximum permissible speed of the rotor used in the input circuit of the transformer.
  • the speed of the drive motor 1 is contactless scanning speed sensor, for example a tachometer generator referred to, also in connection with the control mentioned stands.
  • a tachometer generator referred to, also in connection with the control mentioned stands.
  • the output side an electrical measurement signal corresponding to the measured speed generated.
  • FIG. 3 and 4 are components that with those of FIG. 1st and 2 match, numbered accordingly, so that on a related repeated description can be omitted.
  • the essential feature of the actuating device used in each case is a Drive system for transferring the locking bolt 11 between the above Positions.
  • This drive system can work in both directions be effective - however, it can also be one-way spring loaded Act system so that one of the two positions is through the restoring force of a spring is defined. It can be a Electromechanical, but also a pressure-operated drive system act.
  • 3 and 4 is an example of an electromechanical one trained actuator 13 'shown, in which the movement of the locking bolt 11 is generated by means of a lever 15.
  • the distribution of the magnetic body 7 along the pitch circle due to the fixed angular relationship between these magnetic bodies on the one hand and the insertion or Mounting positions of the vessels of the rotor also include the angle of rotation position the vessels are encoded. This in turn opens up a particularly advantageous one Possibility of zeroing the rotor in a simple and in particular reproducible to find with high positioning accuracy and if necessary, stop the rotor in this position and lock.
  • the bit pattern according to FIG. 5 is continuously monitored as part of a higher-level control system, and when the rotor is to be stopped in the 0 0 position, braking is first carried out to a defined minimum speed v u , whereupon by means of the Actuating device 13 of the locking bolt 11 is extended and triggers the standstill of the rotor as a result of snapping into the next bore 10.
  • This position can be the 0 ° position, but it can also be the 90 0 position, the 180 0 position, etc.
  • the number of these locking positions corresponds to the number of insertion or hanging positions of the vessels of the rotor.
  • a laboratory centrifuge equipped in this sense is special Dimensions for interaction with robot-like handling devices suitable, for example, when it comes to the task of a certain one Take the vessel from the mounting position of the rotor and for this process a defined position of this vessel is to be provided.
  • the centrifuge equipped in the above sense can be controlled accordingly that the rotor is braked to a standstill and it is locked that a certain vessel is in the zero position or another defined angular position and for a Removal from the rotor by means of a robot-like device for Available.
  • the latter facility can thus do so trained or controlled that only a certain, centrifuge-specific removal position must be observed, which the movement of the robot-like device is simplified.

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Abstract

In the laboratory centrifuge appts., a stop system gives a shape fit locking grip to the rotor (3), connected to the control. The control operates the stop system to brake and stop the rotor (3) at a defined angular position according to the rotary speed of the drive motor (1), and monitor signals which indicate the angular position of the rotating rotor. Also claimed is a rotor braking operation where, according to the rotor (3) speed and the angular position monitoring signals, the rotor speed is reduced to a slower rate. On reaching the slower speed level, the locking bolt (11) is moved into a setting towards its locking position to engage a drilling (10). The locking position of the bolt (11) is checked by an attempt to drive the motor (1) by the control.

Description

Die Erfindung bezieht sich eine Laborzentrifuge entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a laboratory centrifuge according to the preamble of claim 1.

Laborzentrifugen werden beispielsweise im medizinisch-pharmazeutischen Bereich eingesetzt und dienen der Zerlegung von Stoffgemischen nach Maßgabe der unterschiedlichen Dichte ihrer Komponenten, wobei das Trennverfahren in Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu behandelnden Stoffe unter definierten thermischen Bedingungen abläuft. Diese Stoffe werden zur Durchführung des Verfahrens in einzelne Gefäße eingebracht, die ihrerseits in vorbereitete Aufnahmen des Rotors eingesetzt werden, aus denen sie nach Durchführung des Verfahrens auch wieder entnommen werden. Der Rotor steht mit einem Antriebsmotor in Verbindung und ist zusammen mit diesem innerhalb eines Gehäuses schwingfähig angeordnet.Laboratory centrifuges are used, for example, in medical-pharmaceutical Area used and serve the decomposition of mixtures of substances Given the different density of their components, the Separation process depending on the properties of the to be treated Substances expire under defined thermal conditions. This To carry out the process, substances are introduced into individual vessels, which in turn is used in prepared recordings of the rotor from which they will also return after performing the procedure be removed. The rotor is connected to a drive motor and is oscillatable together with it within a housing arranged.

Im Zuge einer fortschreitenden Automatisierung industrieller Arbeitsabläufe besteht auch ein Bedürfnis, die Vorgänge des Einsetzens von Gefäßen in die Rotoren von Laborzentrifugen sowie des Entnehmens von Gefäßen aus diesen Rotoren unter Verwendung von Industrierobotern oder ähnlichen mechanisierten und programmgesteuerten Handhabungseinrichtungen durchzuführen. Diese Vorgänge setzen r koordinierte Bewegungen, insbesondere Haltepunkte der Bewegungsbahn einer Handhabungseinrichtung einerseits und des Standortes sowie der Drehwinkelposition des Rotors andererseits voraus, um für die Vorgänge des Ergreifens eines Gefäßes sowie des unmittelbaren Einsetzens reproduzierbare Ausgangslagen bereitzustellen. Aus Kostengründen sollten die hierbei einzusetzenden Systeme sowie die durchzuführenden Bewegungen so einfach wie möglich gehalten werden.As automation of industrial workflows progresses there is also a need to understand the processes of inserting Tubes in the rotors of laboratory centrifuges and the removal of Vessels made from these rotors using industrial robots or similar mechanized and program-controlled handling devices perform. These processes set r coordinated movements, in particular stops of the movement path of a handling device on the one hand and the location and the angle of rotation position of the rotor, on the other hand, in order for the processes of gripping one Vessel and the immediate onset reproducible starting positions to provide. For cost reasons, they should do this systems to be used and the movements to be carried out so easily be kept as possible.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Laborzentrifuge der eingangs bezeichneten Art in einfacher Weise mit Hinblick auf ihre Tauglichkeit zur Verwendung in Verbindung mit roboterartigen Handhabungseinrichtungen auszugestalten. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Laborzentrifuge durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.It is the object of the invention to begin with a laboratory centrifuge designated type in a simple manner with regard to their suitability for use in connection with robot-like handling devices to design. This task is solved with such a laboratory centrifuge by the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach eine formschlüssig wirkende Arretieeinrichtung, über welche der Rotor in einer definierten Drehwinkelposition feststellbar ist. Diese Drehwinkelposition ist zweckmäßigerweise derart eingerichtet, daß sie zum Zusammenwirken mit einer roboterartigen Handhabungseinrichtung geeignet ist. Der Arretierungsvorgang wird mittels der, der Zentrifuge ohnehin zugeordneten Steuerung durchgeführt. In dieser stehen Informationen über die Drehzahl des Rotors und - über die Auswertung des, sich aus der Erfassung bzw. Abtastung der Signalträger ergebenden Signalmusters - auch Informationen über die augenblickliche Drehwinkelposition des Rotors zur Verfügung, wobei mit diesen Informationen der Bremsvorgang und - unter Mitwirkung der Arretiereinrichtung auch die Arretierung ausgelöst werden. Der mechanisch konstruktive Aufbau der Arretiereinrichtung gestaltet sich außerordentlich einfach, wobei weitestgehend von Bauelementen Gebrauch gemacht wird, die bei einem herkömmlichen Laborzentrifugenantrieb ohnehin vorhanden sind. Dies bedeutet, daß sich der technische Aufwand zum Nachrüsten einer Laborzentrifuge im erfindungsgemäßen Sinne verhältnismäßig einfach gestaltet. Die formschlüssige Arretierung gewährleistet eine besonders stabile und eindeutig reproduzierbare Stillstandsposition des Rotors, welches für ein Zusammenwirken mit einer roboterartigen Handhabungseinrichtung wesentlich ist. Eine Drehwinkelsteuerung unter Verwendung eines Schrittmotors bzw. eines Inkrementalgebers würden demgegenüber in jeder Hinsicht wesentlich aufwendiger ausfallen.According to the invention, an interlocking locking device is essential, over which the rotor in a defined angular position is noticeable. This angle of rotation position is expedient set up to interact with a robot-like Handling device is suitable. The locking process is by means of the control assigned to the centrifuge anyway carried out. This contains information about the speed of the rotor and - on the evaluation of, from the detection or sampling the signal carrier resulting signal pattern - also information available via the current angular position of the rotor, with this information the braking process and - with participation the locking device also trigger the locking. The mechanical constructive structure of the locking device is designed extraordinarily simple, largely using components is made with a conventional laboratory centrifuge drive are present anyway. This means that the technical effort for retrofitting a laboratory centrifuge in the sense of the invention designed relatively simple. The positive locking ensures a particularly stable and clearly reproducible Standstill position of the rotor, which is for interaction with a robot-like handling device is essential. An angle control using a stepper motor or an incremental encoder would be much more complex in every respect fail.

Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf die nähere Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung gerichtet. Diese ist in jedem Fall ein motorisch betätigbares Element, dessen wesentliche Komponenten aus einem Arretierbolzen und einem diesem zugeordneten Antrieb bestehen, wobei der Arretierbolzen zum Zusammenwirken mit einer Bohrung oder einer Ausnehmung bestimmt ist und wobei die Bohrung und die Betätigungseinrichtung jeweils auf relativ zueinander bewegten Teilen angeordnet sind. Die Art der Bewegungsübertragung auf den Arretierbolzen, der zwischen einer Verriegelungsposition, in welcher er sich im Eingriff mit der genannten Bohrung befindet und einer Entriegelungsposition bewegbar ist, in welcher ein solcher Eingriff nicht gegeben ist, kann grundsätzlich beliebig vorgenommen werden. Wesentlich ist, daß die Bohrungen oder die mit diesen vergleichbaren Ausnehmungen jeweils mit den Drehwinkelpositionen der Gefäße identisch sind, die die, durch Zentrifugieren zu behandelnden Stoffe aufnehmen. Indem somit der Rotor in solchen Drehwinkelpositionen arretierbar ist, befindet sich stets ein bestimmtes Gefäß in einer solchen Drehwinkelposition, die im Zugriffsbereich der roboterartigen Handhabungseinrichtung liegt.The features of claims 2 and 3 are based on the detailed design the actuator directed. In any case, this is a motor actuatable element, the essential components of one Locking bolt and a drive associated therewith exist, wherein the locking bolt to interact with a bore or Recess is determined and the bore and the actuator each arranged on relatively moving parts are. The type of motion transmission on the locking bolt, the between a locking position in which it is engaged is located with the bore and an unlocking position movable in which there is no such intervention basically be made arbitrarily. It is essential that the Bores or the recesses comparable with these each with the angular positions of the vessels are identical, which the, by Centrifuge absorb substances to be treated. By thus the rotor is lockable in such rotational angle positions, is always a particular vessel in such an angular position that is in the access area the robot-like handling device.

Die Merkmale des Anspruchs 4 sind auf die weitere Konkretisierung der Anordnung der Betätigungseinrichtung bei einer Laborzentrifuge gerichtet. Indem der ohnehin vorhandene Informationsträger für die Signalkörper gleichzeitig als Träger der Bohrungen verwendet wird, die einen Teil der erfindungsgemäß eingesetzten Arretierungseinrichtungen bilden, ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, bei dem eine weitestgehende Nutzung ohnehin vorhandener Bauelemente gegeben ist. Gleiches gilt für die Anordnung der Betätigungseinrichtungen als solcher, die ebenfalls an einem Bauteil angebracht sind, welches ohnehin vorhanden ist und zur Anbringung der mit den Signalträgern zusammenwirkenden Übertrager dient.The features of claim 4 are to further specify the Arrangement of the actuator in a laboratory centrifuge directed. By the already existing information carrier for the Signal body is used at the same time as a carrier of the holes a part of the locking devices used according to the invention form, there is a particularly simple structure in which a largely Use of existing components is given. Same thing applies to the arrangement of the actuators as such, which are also attached to a component that is already present is and for attaching the interacting with the signal carriers Serves as a transformer.

Die Signalträger können entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 nach unterschiedlichen physikalischen Wirkungsprinzipien gestaltet sein, wobei für die Verwendung in Verbindung mit dem Erfindungsgegenstand nur eine Eigenschaft wesentlich ist, nämlich die Tauglichkeit zur Generierung von Informationen betreffend die augenblickliche Drehwinkelposition des Rotors, da diese Information im Rahmen der Zentrifugensteuerung zur Einleitung des Arretierungsvorgangs benötigt wird.The signal carriers can correspond to the features of claim 5 designed according to different physical principles of action be for use in connection with the subject matter of the invention only one property is essential, namely suitability to generate information regarding the current angle of rotation position of the rotor, as this information is part of the centrifuge control is required to initiate the locking process.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Laborzentrifuge, welchem die Aufgabe zugrunde liegt, den Arretierungsvorgang und insbesondere die Arretierungsposition sicher und in reproduzierbarer Weise durchzuführen.The invention further relates to a method for operating an inventive Laboratory centrifuge, which is based on the task Locking process and in particular the locking position safely and perform in a reproducible manner.

Die Merkmalskombination des Anspruchs 6 wird als notwendig zur Lösung dieser Aufgabenstellung angesehen.The combination of features of claim 6 becomes necessary for the solution viewed this task.

Wesentlich ist hiernach, daß mit Beginn der Auslösung des Arretierungsvorgangs zunächst eine Abbremsung mittels des Antriebsmotors durchgeführt wird, und zwar bis zum Erreichen einer unteren Geschwindigkeit vu. Es ist dies eine solche Geschwindigkeit bei deren Erreichen mittels der Betätigungseinrichtung der Verriegelungsbolzen in Richtung auf seine Verriegelungsposition hin bewegt wird, wobei er in schleifender Anlage an den Rotor gelangen kann und bei Erreichen der, der endgültigen Drehwinkelposition zugeordneten Bohrung in diese einrasten kann. Um einen einwandfreien Verrastungszustand festzustellen, wird nach erfolgtem Einrasten über die Steuerung automatisch ein Wiederanfahren des Antriebsmotors versucht und auf diesem Wege der endgültige Arretierungszustand sichergestellt, wobei davon ausgegangen wird, daß sich ein nicht einwandfreier Verrastungszustand infolge eines Wiederanfahrversuchs des Antriebsmotors lösen würde. Durch diese Maßnahme ist somit die endgültige Verrastungsposition des Rotors gesichert und es kann ein, diesen Zustand beschreibendes Signal dazu benutzt werden, um entsprechende Zustellbewegungen der genannten Handhabungseinrichtung auszulösen.It is essential here that when the locking process is triggered, braking is first carried out by means of the drive motor, namely until a lower speed v u . This is such a speed when it is reached by means of the actuating device that the locking bolt is moved in the direction of its locking position, whereby it can reach the rotor in abrasive contact and can snap into it when the bore associated with the final angle of rotation position is reached. In order to determine a perfect latching state, after the latching has taken place, the controller automatically tries to restart the drive motor and in this way the final locking state is ensured, assuming that an improperly latched state would be released as a result of an attempted restart of the drive motor. This measure thus secures the final locking position of the rotor and a signal describing this state can be used to trigger corresponding infeed movements of the handling device mentioned.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die zeichnerisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht des Antriebsabschnitts einer Laborzentrifuge;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht des Antriebsabschnitts entsprechend einer Ebene II-II der Fig. 1;
  • Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht des Antriebsabschnitts einer Laborzentrifuge;
  • Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Antriebsabschnitts in teilweiser Schnittdarstellung gemäß Fig. 3;
  • Fig. 5 eine, die Erkennung der Nullstellung des Rotors erläuternde Grafik.
    • The invention will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
  • 1 is a partial side view of the drive section of a laboratory centrifuge.
  • Fig. 2 is a sectional view of the drive section according to a plane II-II of Fig. 1;
  • 3 is an enlarged partial view of the drive section of a laboratory centrifuge;
  • FIG. 4 is an enlarged partial view of the drive section in a partial sectional view according to FIG. 3;
  • 5 shows a graphic which explains the detection of the zero position of the rotor.

    • Mit 1 ist in Fig. 1 der Antriebsmotor einer Laborzentrifuge bezeichnet, dessen Achse 2 sich vertikal erstreckt und der an seinem oberen Ende mit einem zeichnerisch lediglich angedeuteten Zentrifugenrotor 3 in Verbindung steht. Das System aus Rotor 3 und Antriebsmotor 1 ist in zeichnerisch ebenfalls nicht dargestellter Weise innerhalb eines Gehäuses schwingfähig angeordnet. 1 in FIG. 1 denotes the drive motor of a laboratory centrifuge, whose axis 2 extends vertically and at its top End with a centrifuge rotor 3, which is only indicated in the drawing communicates. The system of rotor 3 and drive motor 1 is in also not shown in the drawing within a housing arranged to oscillate.

    Der Rotor 3 trägt in an sich bekannter Weise in seinem peripheren Bereich eine Reihe von auswechselbar angeordneten Gefäßen, die zur Aufnahme von durch Zentrifugation in Komponenten unterschiedlicher Dichte bestimmte Stoffe eingerichtet sind, wobei das Gehäuse weiterhin dahingehend ausgestaltet sein kann, daß der Prozeß des Zentrifugierens unter wählbaren thermischen Bedingungen ablaufen kann. Hierauf soll jedoch im folgenden nicht näher eingegangen werden.The rotor 3 carries in a known manner in its peripheral area a series of interchangeably arranged vessels that are used to hold by centrifugation in components of different densities certain fabrics are set up, the housing continues to do so can be designed that the process of centrifuging under selectable thermal conditions can expire. This is said to will not be discussed in more detail below.

    Mit 4 ist ein scheibenartiger, mit dem Zentrifugenrotor in fester Verbindung stehender, zu der Achse 2 rotationssymmetrisch angeordneter Informationsträger bezeichnet, der u.a. zur Rotoridentifikation bestimmt und eingerichtet ist. Der Rotor 3 steht in auswechselbarer Weise mit dem Antriebsmotor 1 in Verbindung und es sind einem jeden Rotor jeweils rotorspezifische Höchstdrehzahlen zugeordnet, die in Anbetracht der vergleichsweise hohen Drehzahlen, mit denen diese Rotoren betrieben werden, aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden dürfen. Zu diesem Zweck ist der Informationsträger auf seiner Unterseite 5 mit einer berührungslos abtastbaren, beispielsweise magnetischen Kodierung versehen, welche in Verbindung mit einer übergeordneten Steuerung bei der Inbetriebnahme der Laborzentrifuge die Feststellung der jeweils höchstzulässigen Drehzahl ermöglicht.At 4 is a disc-like, with the centrifuge rotor in fixed Connected, arranged rotationally symmetrical to axis 2 Designated information carrier, which among other things intended for rotor identification and is set up. The rotor 3 is replaceable Way in connection with the drive motor 1 and it is everyone Rotor each assigned rotor-specific maximum speeds that are being considered the comparatively high speeds with which these rotors are operated for safety reasons allowed to. For this purpose, the information carrier is on its bottom 5 with a contactlessly scanned, for example magnetic Provide coding, which in connection with a parent Controlling the commissioning of the laboratory centrifuge the maximum permissible speed.

    Zum Zweck der Rotoridentifikation ist der Informationsträger 4 auf einem ersten Teilkreis 6 mit dem Radius R2 mit einer Verteilung einzelner Magnetkörper 7 versehen, die sich nach Maßgabe vorherbestimmter Winkelstellungen entlang dieses Teilkreises 6 befinden. Sie erzeugen bei einer vollen Umdrehung des Informationsträgers um die Achse 2 im Eingangskreis einer mit dem Gehäuse des Antriebsmotors 1 in fester Verbindung stehenden, einen geringen Abstand zu dem Informationsträger, insbesondere den Magnetkörpern 7 aufweisenden induktiven Übertrager 8 ein elektrisches Signal, welches nach entsprechender elektronischer Aufbereitung den in Fig. 5 gezeigten Verlauf aufweisen kann. For the purpose of rotor identification, the information carrier 4 is on one first pitch circle 6 with the radius R2 with a distribution of individual Magnetic body 7 provided, which according to predetermined Angular positions are located along this pitch circle 6. You generate with a full rotation of the information carrier about the axis 2 in Input circuit one with the housing of the drive motor 1 in fixed Connected, a short distance from the information carrier, in particular the inductive transformer having the magnetic bodies 7 8 an electrical signal, which according to the corresponding electronic Processing can have the course shown in FIG. 5.

    Die Magnetkörper können hierbei von gleicher Polarität sein, so daß es lediglich auf deren Verteilung entlang des Teilkreises ankommt - sie können jedoch auch in definierter Weise von unterschiedlicher Polarität sein. Anstelle eines elektromagnetisch wirksamen Abtastsystems kommt auch beispielsweise ein optisches, auf Lichtdurchgang oder Lichtreflexion basierendes System in Betracht. Hierauf soll jedoch nicht näher eingegangen werden. Wesentlich ist insoweit lediglich, daß durch das Eingangssignal ein Bitmuster gebildet wird, welches zumindest die höchst zulässige Drehzahl des jeweils eingesetzten Rotors im Eingangskreis des Übertragers darstellt.The magnetic body can be of the same polarity, so that it all that matters is their distribution along the pitch circle - they However, they can also be of different polarity in a defined manner be. Instead of an electromagnetic scanning system also comes for example an optical one, on light passage or System based on light reflection. This is said to not be discussed in more detail. It is only essential that a bit pattern is formed by the input signal, which at least the maximum permissible speed of the rotor used in the input circuit of the transformer.

    Mit 9 ist ein weiterer, koaxial zu der Achse 2 verlaufender Teilkreis innerhalb des Teilkreises 6 bezeichnet, der in der 0° , der 90°, der 180° und der 270° Stellung mit Bohrungen 10 versehen ist. Es sind dies Arretierbohrungen, die zum Zusammenwirken mit einem Arretierbolzen 11 bestimmt sind, der mittels einer, im folgenden noch zu beschreibenden Betätigungseinrichtung zwischen einer, in eine Bohrung 10 eingeschobenen, somit die Drehung des Rotors arretierenden und einer, aus der Bohrung 10 zurückgezogenen, somit eine Drehung des Rotors freigebenden Position motorisch verschiebbar angeordnet ist.With 9 is a further pitch circle which extends coaxially to the axis 2 designated within the pitch circle 6, which in the 0 °, the 90 °, the 180 ° and the 270 ° position with holes 10 is provided. They are Locking bores that interact with a locking pin 11 are determined by means of a to be described below Actuating device between a, inserted into a bore 10, thus locking the rotation of the rotor and one from which Bore 10 retracted, thus releasing a rotation of the rotor Position is motor-displaceable.

    Mit 12 ist eine weitere, sich koaxial zu der Achse 2 erstreckende, jedoch mit dem Gehäuse des Antriebsmotors 1 in fester Verbindung stehende Lagerplatte bezeichnet, auf der neben dem Übertrager 8 auch eine Betätigungseinrichtung 13 für den Arretierbolzen 11 befestigt ist. Sowohl der Übertrager 8 als auch die Betätigungseinrichtung 13 stehen in zeichnerisch nicht näher dargestellter Weise mit einer übergeordneten Steuerung in Verbindung.With 12 is another, however, extending coaxially to the axis 2 with the housing of the drive motor 1 in fixed connection Designated bearing plate, on which in addition to the transmitter 8 also Actuator 13 for the locking bolt 11 is attached. Either the transmitter 8 and the actuator 13 are in not shown in the drawing with a parent Control in connection.

    Schließlich ist mit 14 ein die Drehzahl des Antriebsmotors 1 berührungslos abtastender Drehzahlgeber, zum Beispiel ein Tachogenerator bezeichnet, der ebenfalls mit der genannten Steuerung in Verbindung steht. Es kommt hier jedoch auch jede sonstige, vorzugsweise berührungslos wirkende Drehzahlmeßeinrichtung in Betracht, die ausgangsseitig ein der gemessenen Drehzahl entsprechendes elektrisches Meßsignal erzeugt.Finally, at 14 the speed of the drive motor 1 is contactless scanning speed sensor, for example a tachometer generator referred to, also in connection with the control mentioned stands. However, any other, preferably non-contact, comes here acting speed measuring device into consideration, the output side an electrical measurement signal corresponding to the measured speed generated.

    In den Fig. 3 und 4 sind Bauelemente, die mit denjenigen der Fig. 1 und 2 übereinstimmen, entsprechend beziffert, so daß auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.3 and 4 are components that with those of FIG. 1st and 2 match, numbered accordingly, so that on a related repeated description can be omitted.

    Wesensmerkmal der jeweils eingesetzten Betätigungseinrichtung ist ein Antriebssystem zur Überführung des Arretierbolzens 11 zwischen den genannten Positionen. Dieses Antriebssystem kann in beiden Richtungen wirksam sein - es kann sich jedoch auch um ein in einer Richtung federbelastetes System handeln, so daß eine der beiden Positionen durch die Rückstellkraft einer Feder definiert wird. Es kann sich um ein elektromechanisches, jedoch auch um ein druckmittelbetätigtes Antriebssystem handeln.The essential feature of the actuating device used in each case is a Drive system for transferring the locking bolt 11 between the above Positions. This drive system can work in both directions be effective - however, it can also be one-way spring loaded Act system so that one of the two positions is through the restoring force of a spring is defined. It can be a Electromechanical, but also a pressure-operated drive system act.

    Lediglich beispielhaft ist in den Fig. 3 und 4 eine elektromechanisch ausgebildete Betätigungseinrichtung 13' gezeigt, bei welcher die Bewegung des Arretierbolzens 11 mittels eines Hebels 15 erzeugt wird.3 and 4 is an example of an electromechanical one trained actuator 13 'shown, in which the movement of the locking bolt 11 is generated by means of a lever 15.

    Erfindungswesentlich ist nunmehr, daß durch die Verteilung der Magnetkörper 7 entlang des Teilkreises aufgrund der festen Winkelbeziehung zwischen diesen Magnetkörpern einerseits und dem Einsetz- bzw. Einhängepositionen der Gefäße des Rotors auch die Drehwinkelposition der Gefäße kodiert ist. Dies wiederum eröffnet eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, eine Nullstellung des Rotors in einfacher und insbesondere reproduzierbarer Weise bei hoher Positioniergenauigkeit aufzufinden und im Bedarfsfall den Rotor in eben dieser Stellung anzuhalten und zu arretieren. It is essential to the invention that the distribution of the magnetic body 7 along the pitch circle due to the fixed angular relationship between these magnetic bodies on the one hand and the insertion or Mounting positions of the vessels of the rotor also include the angle of rotation position the vessels are encoded. This in turn opens up a particularly advantageous one Possibility of zeroing the rotor in a simple and in particular reproducible to find with high positioning accuracy and if necessary, stop the rotor in this position and lock.

    Zu diesem Zweck wird das Bitmuster gemäß Fig. 5 laufend im Rahmen einer übergeordneten Steuerung überwacht, wobei dann, wenn der Rotor in der 00-Stellung angehalten werden soll, zunächst eine Abbremsung bis auf eine definierte Mindestgeschwindigkeit vu vorgenommen wird, woraufhin mittels der Betätigungseinrichtung 13 der Arretierbolzen 11 ausgefahren wird und infolge eines Einrastens in der jeweils nächsten Bohrung 10 den Stillstand des Rotors auslöst. Die Mindestgeschwindigkeit vu, der Zeitpunkt des Auslösens der Bremsung und die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 13, 13' werden in einer durch die genannte Steuerung zeitlich koordinierten Weise vollzogen, wobei ferner nach erfolgtem Einrasten anhand eines blockierten Weiterdrehversuchs ein sicherer Arretierungszustand des Rotors gesichert ist.For this purpose, the bit pattern according to FIG. 5 is continuously monitored as part of a higher-level control system, and when the rotor is to be stopped in the 0 0 position, braking is first carried out to a defined minimum speed v u , whereupon by means of the Actuating device 13 of the locking bolt 11 is extended and triggers the standstill of the rotor as a result of snapping into the next bore 10. The minimum speed v u , the time at which the braking is triggered and the actuation of the actuating device 13, 13 'are carried out in a time-coordinated manner by the control mentioned, and furthermore, after the engagement has taken place, a safe locking state of the rotor is ensured on the basis of a blocked further rotation attempt.

    Es kann sich bei dieser Position um die 0°-Stellung handeln, jedoch gleichermaßen auch um die 900-Stellung, die 1800-Stellung usw. Die Zahl dieser Arretierpositionen entspricht der Zahl der Einsetz- bzw. Einhängepositionen der Gefäße des Rotors.This position can be the 0 ° position, but it can also be the 90 0 position, the 180 0 position, etc. The number of these locking positions corresponds to the number of insertion or hanging positions of the vessels of the rotor.

    Eine in diesem Sinne ausgerüstete Laborzentrifuge ist im besonderen Maße zum Zusammenwirken mit roboterartigen Handhabungseinrichtungen geeignet, wenn es beispielsweise um die Aufgabe geht, ein bestimmtes Gefäß der Einhängeposition des Rotors zu entnehmen und für diesen Vorgang eine definierte Position eben dieses Gefäßes bereitzustellen ist. Die in obigem Sinne ausgerüstete Zentrifuge kann dahingehend gesteuert werden, daß der Rotor mit der Maßgabe bis zum Stillstand abgebremst und arretiert ist, daß sich ein bestimmtes Gefäß in der Nullstellung bzw. einer sonstigen definierten Winkelstellung befindet und für eine Entnahme aus dem Rotor mittels einer roboterartigen Einrichtung zur Verfügung steht. Letztgenannte Einrichtung kann somit dahingehend ausgebildet bzw. gesteuert werden, daß lediglich eine bestimmte, zentrifugenspezifische Entnahmeposition beachten werden muß, welches die Bewegung der roboterartigen Einrichtung vereinfacht. A laboratory centrifuge equipped in this sense is special Dimensions for interaction with robot-like handling devices suitable, for example, when it comes to the task of a certain one Take the vessel from the mounting position of the rotor and for this process a defined position of this vessel is to be provided. The centrifuge equipped in the above sense can be controlled accordingly that the rotor is braked to a standstill and it is locked that a certain vessel is in the zero position or another defined angular position and for a Removal from the rotor by means of a robot-like device for Available. The latter facility can thus do so trained or controlled that only a certain, centrifuge-specific removal position must be observed, which the movement of the robot-like device is simplified.

    Durch den formschlüssigen Eingriff des Arretierungsbolzens in der genannten Bohrung des Informationsträgers ist eine stabile Arretierungsposition gegeben, welche auch bei ungenauen Bewegungssteuerung der roboterartigen Einrichtung nicht verändert wird, so daß ein sicheres Ergreifen und Entnehmen des jeweiligen Gefäßes möglich ist.Through the positive engagement of the locking bolt in the above Drilling the information carrier is a stable locking position given which even with imprecise motion control of the robot-like Device is not changed, so that a safe grip and removal of the respective vessel is possible.

    Claims (6)

    Laborzentrifuge, bestehend aus einem, im peripheren Bereich mit Aufnahmen für auswechselbar angeordnete, ein zu behandelndes Stoffgemisch aufnehmende Gefäße versehenen Rotor (3) und einem Antriebsmotor (1), welche beide in einem Gehäuse schwingfähig aufgenommen sind, wobei der Rotor (3) mit einer Anordnung von berührungslos erfaßbaren Signalträgern versehen ist, durch deren Anordnung entlang eines Teilkreises (6) zumindest die zulässige Höchstdrehzahl des Rotors (3) kodiert ist, wobei dem Antriebsmotor (1) eine Steuerung zugeordnet ist, die ihrerseits mit einem Übertrager (4) in Verbindung steht, der zum Zusammenwirken mit den Signalträgern bestimmt und eingerichtet ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotor (3) eine formschlüssig wirksame Arretiereinrichtung zugeordnet ist, die mit der Steuerung in Wirkverbindung steht und daß die Steuerung ausgehend von der Drehzahl des Antriebsmotors (1) und der über die Erfassung der Signalträger gegebenen Winkelposition zum Abbremsen und zum Arretieren des Rotors (3) mittels der Arretiereinrichtung in definierten Winkelpositionen bestimmt und eingerichtet ist.     Laboratory centrifuge, consisting of a rotor (3) provided in the peripheral area with receptacles for exchangeably arranged vessels receiving a substance mixture to be treated and a drive motor (1), both of which are accommodated in a housing so that they can vibrate, the rotor (3) having a Arrangement of contactlessly detectable signal carriers is provided, the arrangement of which along a pitch circle (6) encodes at least the permissible maximum speed of the rotor (3), the drive motor (1) being assigned a controller which in turn is connected to a transmitter (4) stands, which is designed and set up for interaction with the signal carriers,
    characterized, that the rotor (3) is assigned a positive locking device which is operatively connected to the control and that the control is determined and set up on the basis of the speed of the drive motor (1) and the angular position given by the detection of the signal carriers for braking and for locking the rotor (3) by means of the locking device in defined angular positions.     Laborzentrifuge nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiereinrichtung aus einer vorzugsweise an dem Antriebsmotor (1) angebrachten, einen Arretierbolzen (11) aufweisenden Betätigungseinrichtung (13, 13') besteht, dem Bohrungen (10) oder vergleichbare, zum Zusammenwirken mit dem Arretierbolzen (11) geeignete Ausnehmungen des Rotors (3) oder eines mit dem Rotor (3) in fester Verbindung stehenden Bauteils gegenüberliegend angeordnet sind.     Laboratory centrifuge according to claim 1,
    characterized, that the locking device consists of an actuating device (13, 13 '), which is preferably attached to the drive motor (1) and has a locking bolt (11), which has bores (10) or comparable recesses in the rotor (10) which are suitable for cooperation with the locking bolt (11). 3) or a component that is firmly connected to the rotor (3) are arranged opposite one another.     Laborzentrifuge nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) entlang eines Teilkreises (9) um die Achse (2) des Rotors (3) angeordnet sind und daß den Winkelpositionen der Bohrungen (10) entlang dieses Teilkreises (9) jeweils Winkelpositionen der Aufnahmen jeweils wenigstens eines Gefäßes entsprechen.     Laboratory centrifuge according to claim 2,
    characterized, that the bores (10) are arranged along a pitch circle (9) about the axis (2) of the rotor (3) and that the angular positions of the bores (10) along this pitch circle (9) each correspond to angular positions of the receptacles each of at least one vessel.     Laborzentrifuge nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) und die Signalträger in bzw. an einem kreisscheibenartigen, mit dem Rotor (3) in fester Verbindung stehenden Informationsträger (4) angeordnet sind und daß der wenigstens eine, den Signalträgern zugeordnete Übertrager sowie die Betätigungseinrichtung (13, 13') durch eine, an dem Gehäuse des Antriebsmotors (1) angeordnete, dem Informationsträger (4) mit geringem Abstand gegenüberliegende Lagerplatte (12) gehalten sind.     Laboratory centrifuge according to claim 2 or 3,
    characterized, that the bores (10) and the signal carriers are arranged in or on a circular disk-like information carrier (4) which is firmly connected to the rotor (3) and that the at least one transmitter assigned to the signal carriers and the actuating device (13, 13 ') are held by a bearing plate (12) which is arranged on the housing of the drive motor (1) and is at a short distance from the information carrier (4).     Laborzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Signalträger in an sich bekannter Weise durch Magnetkörper (7) oder optisch wirksame lichtdurchlässige oder lichtreflektierende Elemente gebildet werden und daß der Übertrager dementsprechend als induktiv wirksames oder als ein zum Lichtempfang eingerichtetes Element ausgebildet ist.     Laboratory centrifuge according to one of claims 1 to 4,
    characterized, that the signal carriers are formed in a manner known per se by magnetic bodies (7) or optically effective translucent or light-reflecting elements and that the transmitter is accordingly designed as an inductively effective element or as an element designed to receive light.     Verfahren zum Arretieren des Rotors (3) einer Laborzentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5 in wählbaren, jeweils den Aufnahmen der Gefäße entsprechenden 'Winkelpositionen,
    dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von den Meßwerten der Drehzahl des Rotors (3) und der über die Signalträger gegebenen Winkelpositionen eine Abbremsung bis auf eine untere Geschwindigkeit vu eingeleitet wird, daß nach Erreichen der unteren Geschwindigkeit vu mittels der Betätigungseinrichtung der Arretierbolzen (11) bis in eine solche Stellung in Richtung auf seine Verriegelungsstellung hin verschoben wird, in der bei Erreichen der jeweiligen Bohrung (10) ein Einrasten ausgelöst wird und daß die Verrastungsposition des Arretierbolzens (11) durch einen, mittel der Steuerung eingeleiteten Wiederanfahrversuch des Antriebsmotors (1) überprüft wird.     Method for locking the rotor (3) of a laboratory centrifuge according to one of the preceding claims 1 to 5 in selectable angular positions, each corresponding to the receptacles of the vessels,
    characterized, that starting from the measured values of the rotational speed of the rotor (3) and the angular positions given by the signal carriers, braking is initiated down to a lower speed v u , that after reaching the lower speed v u by means of the actuating device, the locking bolt (11) is displaced into such a position in the direction of its locking position in which a latching is triggered when the respective bore (10) is reached and that the latching position of the locking bolt (11) is checked by a restart attempt of the drive motor (1) initiated by the control.
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