EP2566613B1 - Verbindung für einen temperierbaren wechselblock - Google Patents

Verbindung für einen temperierbaren wechselblock Download PDF

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EP2566613B1
EP2566613B1 EP11722303.2A EP11722303A EP2566613B1 EP 2566613 B1 EP2566613 B1 EP 2566613B1 EP 11722303 A EP11722303 A EP 11722303A EP 2566613 B1 EP2566613 B1 EP 2566613B1
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EP
European Patent Office
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receiving device
undercut
spring
connection
block
Prior art date
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Active
Application number
EP11722303.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2566613A1 (de
Inventor
Henner Tasch
Ute Mahlstedt
Arne Scharfrinski
Manuel Mayer
Rüdiger HUHN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
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Publication date
Application filed by Eppendorf SE filed Critical Eppendorf SE
Publication of EP2566613A1 publication Critical patent/EP2566613A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2566613B1 publication Critical patent/EP2566613B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/92—Heating or cooling systems for heating the outside of the receptacle, e.g. heated jackets or burners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/30—Mixing the contents of individual packages or containers, e.g. by rotating tins or bottles
    • B01F29/34—Constructional details of holders for the individual packages or containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/20—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes
    • B01F31/22—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes with supporting means moving in a horizontal plane, e.g. describing an orbital path for moving the containers about an axis which intersects the receptacle axis at an angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
    • B01L9/523—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for multisample carriers, e.g. used for microtitration plates

Definitions

  • the present invention relates to a device for mixing and tempering of laboratory vessel contents with a receiving device, releasably connected to a removable block for receiving and tempering laboratory vessels, and with a drive, can be set by the recording device in a mixing movement, and with a tempering device for tempering the exchange block.
  • cryo vessels for falcon vessels (eg 1.5 ml and 50 ml), for glass vessels and beakers, for containers, for microtiter plates with eg: 96 and 384 vessels (MTP), for deep well Plates (DWP), for slides and for PCR plates with 96 wells.
  • MTP microtiter plates with eg: 96 and 384 vessels
  • DWP deep well Plates
  • slides and for PCR plates with 96 wells This list is not exhaustive, but it does indicate the wide variety of laboratory vessels for which the mixers should be suitable.
  • a mixing movement oscillating in a circular translatory manner has established itself for the known mixers, which proceeds essentially in a horizontal plane.
  • a balancing drive which is preferably driven by an electric motor, responsible for a "table" (a receiving device on which a removable block is attached) to put in this circular movement.
  • Such mixers are driven at a rotational frequency of 200 rpm to 3,000 rpm, but also rotational frequencies of 100 rpm to 10,000 rpm are possible .
  • the frequency is usually adjustable.
  • the mixing device also has a tempering to not only mix the laboratory vessel contents but also to temper
  • a receiving device in which a heat source or sink of the tempering heats at least one contact surface on the top and this contact surface in heat conduction connection with the exchange block mounted thereon, by directly contacting it on its underside.
  • the contact surface of the receiving device and underside of the exchange block, which contacts the contact side are flat or almost flat.
  • the slope of the surface usually deviates a maximum of 10 ° from the horizontal.
  • the contact surface of the receiving device can make up the entire surface of the receiving device, but only a certain proportion, usually of at least 70%.
  • a plurality of removable blocks can be mounted on a receiving device, for example, 2, 4, 6, 8 or 9.
  • the removable blocks have an underside of the same size.
  • exchange blocks which usually consist of highly thermally conductive materials such as metals, in particular aluminum or silver, wherein the block may be solid or may have an eroded structure, the weight only to facilitate still structures for the test recording and a good heat transfer from the bottom of the bill of exchange to the vessels, known to be screwed on the receiving device.
  • the screws can be relatively easily solved with the help of a tool such as a screwdriver, so that the exchange block can be replaced, for example, against a removable block for laboratory vessels of other sizes.
  • the closest prior art (where 2008/135565 A2 and US 3,944,188 A ) shows that devices for the simultaneous tempering and mixing of laboratory vessel contents are known.
  • WO 2008/135565 A2 discloses a device having a removable block with a detachable connection to a receiving device made by magnetic elements.
  • US 3,944,188 A discloses a device with a removable block with a releasable connection to a receiving device, made by a unscrewable shaft with a knurled knob.
  • the present invention has for its object to provide a mixing device for mixing and heating of contents of vessels, which are arranged in a removable block, whose handling is improved.
  • a mixing device for mixing and heating of contents of vessels, which are arranged in a removable block, whose handling is improved.
  • the mixing device for mixing and tempering of laboratory vessel contents has a receiving device with a change block, a Mischschulsantrieb and a tempering.
  • the receiving device is in detachable connection with the exchange block, which is set up for receiving and tempering laboratory vessels.
  • the drive is set up to put the recording device in a mixing movement together with the exchange block.
  • the tempering device has a heat source or sink, which is in contact with the change block by contact surfaces on the receiving device on the one hand and on the change block on the other hand in heat conduction. The contact surfaces are adjacent to each other.
  • the contact surface of the receiving device and the exchange block are flat or almost flat.
  • the slope of the surface deviates by a maximum of 10 °, preferably by at most 3 ° and particularly preferably by only at most 1 ° from the horizontal.
  • the contact surface of the receiving device can make up the entire surface of the receiving device, but also only a certain proportion of> 70%, preferably> 80% or particularly preferably> 90%.
  • a plurality of removable blocks can be mounted on a receiving device, preferably 2, 4, 6, 8 or 9.
  • the removable blocks have an underside of the same size.
  • the detachable connection of the receiving device with the exchange block is held by a spring element that biases a first undercut horizontally into one another in at least one first direction by its spring force.
  • the undercut is on the side of the change block, which is opposite to the side where the spring element engages.
  • the spring force applied by the spring element used is usually 30 to 150 N, preferably 50 to 100 N and particularly preferably 65 to 85 N. This ensures on the one hand a secure connection between receiving device and exchange block and on the other hand, the force is only so great that you from a Users can also be applied.
  • connection according to the invention ensures a positive connection in the Z direction at least through the first undercut.
  • the spring element by means of its spring force, biases one of the two mutually undercutting form elements into the other and thus secures the connection in this horizontal direction.
  • the one form element is arranged on the receiving device and the other associated form element on the exchange block.
  • the undercut form element is arranged at the bottom of the exchange block.
  • the spring force of the spring element preferably engages down on the exchange block.
  • the compound against any horizontal movement is completely, and advantageously set backlash.
  • the clamping into each other in the second horizontal direction can be effected either by the spring force of a second spring element or by the spring force of the first spring element.
  • the spring element can be designed so that its spring force acts on the mold elements in such a way that it is vectorially decomposed into a component acting in the first horizontal direction and into a component acting in the second horizontal direction.
  • two spring elements are provided for the one horizontal direction or for both directions, in which the spring forces act horizontally, so that the forces that clamp the exchange block, split on these spring elements.
  • connection of the first undercut and the at least one spring element, which acts in a horizontal direction can be done by an angle hooking into the undercut and then low folding the block.
  • FIG. 1 is a receiving device 2, which can be offset from a drive, not shown, in a horizontal mixing movement shown.
  • the (not completely shown) mixing device further has a (only partially shown) tempering with a heat source, not shown, which can heat the receiving device 2 .
  • the receiving device is in thermal conduction connection with a removable block 4, which is mounted on the receiving device 2 .
  • the heat conduction connection is effected by contact surfaces 6, 8 which lie substantially horizontally on top of one another, on the one hand 6 on the upper side of the receiving device 2 and on the other hand 8 on the underside of the interchangeable block 4.
  • the receiving device and the removable block are detachably connected by a spring element 10, namely a side pressure piece 10 .
  • Side pushers are known construction elements which have a head 12 which can be laterally resiliently deflected about a pivot point 14 in any direction.
  • the side pressure piece 10 biases by its spring force a first undercut 16 - namely, an inclined plane 16 as positive engagement effective surface of one of the 18 undercut mold elements 18, 20 at the change block 4 - in a first horizontal direction (in the figure to the left) in the other 20 of the mutually undercutting form elements, namely an inclined plane 16 as positive engagement active surface on the receiving device. 2
  • the inclined planes 16 on the two form elements 18, 20 are oriented so that the clamping of the change block by means of the side pressure piece 10, 12 (in the figure to the left), the biasing force acting on the inclined plane 16 of the form-fitting active surface of the element 20 form the receiving device 18 converts into a reaction force having a vertical force component.
  • This vertical force component acts as a contact force of the horizontally abutting contact surfaces 6, 8 and thus advantageously produces a secure heat conduction connection between the contact surfaces 6, 8.
  • the releasable connection is secured on the one hand by the undercut 16 described and on the other hand by the side pressure piece.
  • the horizontally abutting contact surfaces 6, 8 press apart by means of a lever device 22 .
  • Characterized the head 12 of the side pressure piece 10 along first guide surfaces 24 is pressed on the change block 4 to the side (in the figure to the right) and finally snaps from the bifurcation 26 in exchange block in which it is closed connection (horizontally contiguous contact surfaces 6, 8) stuck, off.
  • connection between the exchange block and the receiving device could be releasable in that a lever (not shown) directly engages the head 12 of the side pressure 10 and pivots it (in the figure to the right), that the clamping of the mold elements 16, 18th is solved.
  • connection Another (also not shown) alternative for releasing the connection could be formed in that the receiving device molding element 20 by a suitable lever (not shown) laterally (in the figure to the left) from the undercut 20 is movable out.
  • the illustrated releasable connection can, once solved, easily restore, characterized in that the change block 4 with its undercut-form element 10 (and optionally the non-illustrated, above already mentioned second Undercut form element) is inserted into the complementary undercut form elements 20 of the receiving device 2 , wherein the side pressure piece 12 (and optionally the above-mentioned second side pressure piece) rest on the edges of the respective associated fork 26 in the exchange block.
  • Second baffles 28 on the heads 12 of the side bolsters are oriented to snap the releasable connection from this pre-position (not shown) vertically to the horizontally abutting contact surfaces by pressing vertically, then passing the heads 12 of the side bolsters 10 through the bifurcations 26 slide through and snap.
  • FIGS. 2 and 3 is shown in a spatial view (partially cut away) a device that the FIG. 1 is very similar (functionally similar elements have the same reference numerals as in FIG. 1 ): also in FIGS. 2 and 3 the detachable connection between the change block 4 and the receiving device 2 is formed by a side pressure piece 10 as a spring element, which clamps a first undercut in the form of an inclined plane 16 with its lateral (horizontal) spring force.
  • FIG. 1 is the side pressure piece 10 in FIGS. 2 and 3
  • attached to the removable block 4 and the bifurcation 26 (as the head 12 of the side pressure piece 10 complementary active surface) on the receiving device 2 (and not vice versa as in FIG. 1 ).
  • FIG. 1 can be identical on FIGS. 2 and 3 read.
  • FIGS. 4 and 5 differs more strongly from the two embodiments described so far (here are functionally comparable elements but with the same reference numerals as in Figure 1 to 3 designated, even if they have a different shape): more schematically here the receiving device 2 is indicated by a base plate having along its one edge 3 two vertically upstanding pins 23 which have a circumferential groove 26 just below its upper end. There pushes laterally positively a spring wire 10, as soon as the bill of exchange 4 was placed from above on the receiving device 2 , that the horizontal contact surfaces 6, 8 of the receiving device 2 and the removable frame 4 are adjacent ( FIG. 5 ).
  • the two pins 23 extend through holes 25 on the billet 4 through, looking on the top of the holes 25 also, so that the grooves 26th exactly flush with the lower edge of the holes 25 are - and the spring wire 10 engages, pushed in there by its elastic force, laterally into the grooves 26th
  • the receiving device 2 and the interchangeable block 4 prepositioned form-locking, connecting elements 32, which also ensure by an undercut and lateral stops that the removable block 4 and receiving device 2 are not vertically moved away from each other (on Reason of the undercut of the elements 32) and can not move horizontally (in the direction of the edges 3, 30) (due to the lateral stops of the elements 32).
  • the determination of the remaining degrees of freedom is due to the positive connection between the pin 23 and the holes 25 and due to the undercut between the spring wire 10 and the grooves 26th
  • This detachable connection between receiving device 2 and changing block 4 can be released by a pushbutton 22 which pushes out the spring wire 10 from the grooves 26 .
  • FIGS. 6 and 7 With a view to FIGS. 6 and 7 is only for intuition a change block 40 ( FIG. 6 ) shown in the prior art, which can be releasably secured by means of two screws 42 two threaded holes 44 on a receiving device 46 of a mixing device 48 according to the prior art.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Temperieren von Laborgefäß-Inhalten mit einer Aufnahmevorrichtung, lösbar verbunden mit einem Wechselblock zum Aufnehmen und Temperieren von Laborgefäßen, und mit einem Antrieb, durch den sich die Aufnahmevorrichtung in eine Mischbewegung versetzen lässt, und mit einer Temperiervorrichtung zum Temperieren des Wechselblocks.
  • Mischvorrichtungen, in denen Gefäßinhalte vermengt werden, sind hinlänglich bekannt. Insbesondere für Labore gibt es Mischer, die auch kleine Flüssigkeitsmengen dadurch mischen können, dass kleine Behälter in geeigneten Haltern, so genannten "Wechselblöcken" (Vorrichtungen zur Aufnahme von Gefäßen, die auch zur Temperierung verwendet werden können) auch in sehr großen Gruppen zwei-, drei- oder sogar vierstelliger Anzahl zusammengefasst sind. Solche Gefäße und die zugehörigen Aufnahmen in den Wechselblöcken können genormt sein. So gibt es zum Beispiel Gefäße mit 0,2 ml, 0,5 ml, 1,5 ml und 2,0 mm Inhalt - sowie jeweils Wechselblöcke mit geeigneten Aufnahmen standarisiert dazu. Ferner gibt es zum Beispiel Wechselblöcke für Cryo-Gefäße, für Falcon-Gefäße (z.B. 1,5 ml und 50 ml), für Glasgefäße und Bechergläser, für Behälter, für Microtiterplatten mit z.B: 96 und 384 Gefäßen (MTP), für Deep Well Platten (DWP), für Slides und für PCR-Platten mit 96 Gefäßen (wells). Diese Aufzählung ist nicht abschließend, deutet aber an, in welcher großen Vielfalt Laborgefäße existieren, für die die Mischer geeignet sein sollten.
  • Weil diese Wechselblöcke meistens so aufgebaut sind, dass die Einzelgefäße von oben dort hinein gesteckt werden, hat sich für die bekannten Mischer bevorzugt eine kreisförmig translatorisch oszillierende Mischbewegung etabliert, die im wesentlichen in einer horizontalen Ebene abläuft. Zu diesem Zweck ist bei den bekannten Mischern in aller Regel ein Umwuchtantrieb, der bevorzugt durch einen Elektromotor angetrieben wird, dafür zuständig, einen "Tisch" (eine Aufnahmevorrichtung, auf der ein Wechselblock befestigt ist) in diese kreisförmige Bewegung zu versetzen. Üblicherweise werden solche Mischer mit einer Drehfrequenz von 200 U/min bis 3.000 U/min angetrieben, es sind aber auch Drehfrequenzen von 100 U/min bis 10.000 U/min möglich. Die Frequenz ist in aller Regel einstellbar.
  • Wenn nun die Mischvorrichtung auch eine Temperiervorrichtung aufweist, um die Laborgefäß-Inhalte nicht nur zu mischen sondern auch temperieren zu können, gibt es eine Aufnahmevorrichtung, bei der eine Wärmequelle oder -senke der Temperiervorrichtung zumindest eine Kontaktfläche auf der Oberseite erwärmt und diese Kontaktfläche in Wärmeleitungsverbindung mit dem darauf montierten Wechselblock stehen, und zwar durch direktes Anliegen an an seiner Unterseite.
  • Üblicherweise sind die Kontaktfläche der Aufnahmevorrichtung und Unterseite des Wechselblocks, die die Kontaktseite berührt, flach ausgeprägt oder nahezu flach. Dabei weicht die Steigung der Fläche gewöhnlich maximal um 10° aus der Horizontalen ab. Die Kontaktfläche der Aufnahmevorrichtung kann die vollständige Fläche der Aufnahmevorrichtung ausmachen, aber auch nur einen gewissen Anteil, üblicherweise von mindestens 70%.
    Außerdem können auch mehrere Wechselblöcke auf einer Aufnahmevorrichtung angebracht werden, zum Beispiel 2, 4, 6, 8 oder 9. Bevorzugt haben die Wechselblöcke dabei eine Unterseite gleicher Größe. Um den wärmeleitenden Kontakt mit der temperierten Kontaktseite der Aufnahmevorrichtung herzustellen, sind solche Wechselblöcke, die üblicherweise aus gut wärmeleitenden Werkstoffen wie Metallen bestehen, insbesondere aus Aluminium oder Silber, wobei der Block massiv aufgebaut sein kann oder eine erodierte Struktur aufweisen kann, die zur Gewichtserleichterung nur noch Strukturen für die Probeaufnahme und einen guten Wärmetransport von der Unterseite des Wechselblocks zu den Gefäßen, bekanntlich auf der Aufnahmevorrichtung festgeschraubt. Die Schrauben lassen sich relativ einfach mit Hilfe eines Werkzeugs wie eines Schraubenziehers lösen, so dass der Wechselblock ausgetauscht werden kann zum Beispiel gegen einen Wechselblock für Laborgefäße anderer Größe.
    Der nächstliegende Stand der Technik ( Wo 2008/135565 A2 und US 3 944 188 A ) zeigt, dass Vorrichtungen zum gleichzeitigen Temperieren und Mischen von Laborgefäß-Inhalten bekannt sind. WO 2008/135565 A2 offenbart ein Gerät mit einem Wechselblock mit einer lösbaren Verbindung zu einer Aufnahmevorrichtung, hergestellt durch Magnetelemente. US 3 944 188 A offenbart ein Gerät mit einem Wechselblock mit einer lösbaren Verbindung zu einer Aufnahmevorrichtung, hergestellt durch eine abschraubbare Welle mit einem Rändelknopf.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Mischvorrichtung zum Mischen und Erwärmen von Inhalten von Gefäßen, die in einem Wechselblock angeordnet sind, zu schaffen, deren Handhabung verbessert ist. Insbesondere soll es dem Nutzer möglich sein, die Wechselblöcke auf der Mischvorrichtung mit der bloßen Hand zu befestigen und auch wieder zu lösen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einer Mischvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung zum Mischen und Temperieren von Laborgefäß-Inhalten hat eine Aufnahmevorrichtung mit einem Wechselblock, einen Mischbewegungsantrieb und eine Temperiervorrichtung. Die Aufnahmevorrichtung steht in lösbarer Verbindung mit dem Wechselblock, welcher zum Aufnehmen und Temperieren von Laborgefäßen eingerichtet ist. Der Antrieb ist eingerichtet, die Aufnahmevorrichtung zusammen mit dem Wechselblock in eine Mischbewegung zu versetzen. Die Temperiervorrichtung hat eine Wärmequelle oder -senke, die durch Kontaktflächen an der Aufnahmevorrichtung einerseits und am Wechselblock andererseits in Wärmeleitungsverbindung mit dem Wechselblock steht. Die Kontaktflächen sind aneinander liegend.
  • Bevorzugt sind die Kontaktfläche der Aufnahmevorrichtung und des Wechselblocks flach ausgeprägt oder nahezu flach. Dabei weicht die Steigung der Fläche maximal um 10°, bevorzugt um höchstens 3° und besonders bevorzugt nur um höchstens 1° aus der Horizontalen ab. Die Kontaktfläche der Aufnahmevorrichtung kann die vollständige Fläche der Aufnahmevorrichtung ausmachen, aber auch nur einen gewissen Anteil von >70%, bevorzugt >80 % oder besonders bevorzugt >90%. Außerdem können auch mehrere Wechselblöcke auf einer Aufnahmevorrichtung angebracht werden, bevorzugt 2, 4, 6, 8 oder 9. Bevorzugt haben die Wechselblöcke dabei eine Unterseite gleicher Größe.
  • Erfindungsgemäß ist die lösbare Verbindung der Aufnahmevorrichtung mit dem Wechselblock durch eine Federelement gehalten, dass durch seine Federkraft einen ersten Hinterschnitt in mindestens einer ersten Richtung horizontal ineinander spannt. Hierbei besteht der Hinterschnitt zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Wechselblock. Bevorzugt liegt der Hinterschnitt auf der Seite des Wechselblocks, die der Seite gegenüberliegt, wo das Federelement angreift. Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft ein sicheres formschlüssiges Verbinden des Wechselblocks mit der Aufnahmevorrichtung, auch wenn dieser den Belastungen der zuvor genannten Mischbewegungen ausgesetzt ist. Die Verbindung ist zum einen leicht handhabbar herzustellen und wieder zu lösen und zum anderen durch die Federvorspannung spielfrei. Insbesondere kann das Verbinden und Lösen des Wechselblocks durch den Nutzer mit der bloßen Hand vorgenommen werden.
  • Die vom verwendeten Federelement aufgebrachte Federkraft beträgt üblicherweise 30 bis 150 N, bevorzugt 50 bis 100 N und besonders bevorzugt 65 bis 85 N. Hierdurch ist einerseits eine sichere Verbindung zwischen Aufnahmevorrichtung und Wechselblock sichergestellt und andererseits ist die Kraft nur so groß, dass Sie von einem Nutzer auch aufgebracht werden kann.
  • Um den Wechselblock auf der Aufnahmevorrichtung sicher zu befestigen, muss er in den beiden horizontalen Raumrichtungen (X- und Y-Richtung) festgelegt sein sowie senkrecht dazu (in Z-Richtung). Die erfindungsgemäße Verbindung stellt eine formschlüssige Verbindung in Z-Richtung mindestens durch den ersten Hinterschnitt sicher. In mindestens einer ersten Richtung (zum Beispiel X oder Y) spannt das Federelement durch seine Federkraft das eine der beiden einander hinterschneidenden Formelemente in das andere und legt so die Verbindung in dieser horizontalen Richtung fest. Hierbei ist das eine Formelement an der Aufnahmevorrichtung angeordnet und das andere zugehörige Formelement am Wechselblock. Bevorzugt ist das hinterschneidende Formelement unten am Wechselblock angeordnet. Ebenso greift die Federkraft des Federelements bevorzugt unten am Wechselblock an.
  • Durch bevorzugtes Ineinanderspannen der beiden einander hinterschneidenden Formelemente auch eines zweiten Hinterschnitts in einer zweiten horizontalen Richtung (die linear unabhängig von der ersten horizontalen Richtung ist), wird die Verbindung gegen jegliche horizontale Bewegung vollständig, und zwar vorteilhaft spielfrei, festgelegt. Das Ineinanderspannen auch in der zweiten horizontalen Richtung kann entweder durch die Federkraft eines zweiten Federelements oder auch durch die Federkraft des ersten Federelements bewirkt sein. In letzterem Falle kann das Federelement so ausgebildet sein, dass seine Federkraft so auf die Formelemente wirkt, dass sie vektoriell in eine in der ersten horizontalen Richtung wirkende Komponente und in eine in der zweiten horizontalen Richtung wirkende Komponente zerlegt ist.
  • Bevorzugt sind für die eine horizontalen Richtung oder für beide Richtungen, in den die Federkräfte horizontal wirken, zwei Federelemente vorgesehen, so dass sich die Kräfte, die den Wechselblock einspannen, auf diese Federelemente aufteilen. Dies macht das Betätigen und Lösen der Federelemente durch den Nutzer wesentlich leichter. Entsprechend können natürlich für eine oder beide horizontale Richtungen auch noch mehr Federelemente vorgesehen sein. Eine zu große Zahl der Federelemente, die betätigt werden müssen, machen jedoch das Befestigen und Lösen des Wechselblocks wiederum aufwändig.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, in der zweiten horizontalen Richtung keinen Hinterschnitt vorzusehen, sondern einen horizontalen Anschlag, z.B. einen Zentrierzapfen. Dann kann die Verbindung aus dem ersten Hinterschnitt und dem mindestens einem Federelement, das in einer horizontalen Richtung wirkt, durch ein angewinkeltes Einhaken in den Hinterschnitt und anschließendes Niederklappen des Blockes erfolgen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden mit Bezug auf die beigefügten Figuren, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung darstellen, beschrieben.
    • Figur 1
    zeigt eine geschnittene Seitenansicht durch eine Aufnahmevorrichtung in lösbarer Verbindung mit einem Wechselblock als Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
    Figur 2
    zeigt eine teilweise geschnittene räumliche Ansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung in lösbarer Verbindung mit einem Wechselblock;
    Figur 3
    zeigt eine teilweise geschnittene räumliche Ansicht der Anordnung aus Figur 2 aus anderer Perspektive;
    Figur 4
    zeigt eine räumliche Ansicht einer anderen alternativen Ausgestaltung einer Aufnahmevorrichtung in lösbarer Verbindung mit einem Wechselblock;
    Figur 5
    zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausschnitts aus Figur 4 aus anderer Perspektive;
    Figur 6
    zeigt eine räumliche Ansicht eines Wechselblocks nach dem Stand der Technik und
    Figur 7
    zeigt eine Mischvorrichtung nach dem Stand der Technik ohne den Wechselblock aus Figur 6 .
  • In Figur 1 ist eine Aufnahmevorrichtung 2, die von einem nicht dargestellten Antrieb in eine horizontale Mischbewegung versetzt werden kann, dargestellt. Die (insgesamt nicht vollständig dargestellte) Mischvorrichtung hat ferner eine (nur teilweise dargestellte) Temperiervorrichtung mit einer nicht dargestellten Wärmequelle, die die Aufnahmevorrichtung 2 erwärmen kann. Die Aufnahmevorrichtung steht in Wärmeleitungsverbindung mit einem Wechselblock 4, der auf der Aufnahmevorrichtung 2 montiert ist. Die Wärmeleitungsverbindung erfolgt durch im Wesentlichen horizontal aufeinander liegende Kontaktflächen 6, 8, und zwar einerseits 6 an der Oberseite der Aufnahmevorrichtung 2 und andererseits 8 an der Unterseite des Wechselblocks 4.
  • Die Aufnahmevorrichtung und der Wechselblock sind lösbar durch ein Federelement 10, nämlich ein Seitendruckstück 10, miteinander verbunden. Seitendruckstücke sind bekannte Konstruktionselemente, die einen Kopf 12 aufweisen, der sich um einen Schwenkpunkt 14 in beliebiger Richtung seitlich federnd auslenken lässt. Das Seitendruckstück 10 spannt durch seine Federkraft einen ersten Hinterschnitt 16 - nämlich eine schiefe Ebene 16 als Formschluss-Wirkfläche des einen 18 der einander hinterschneidenden Formelemente 18, 20 am Wechselblock 4 - in einer ersten horizontalen Richtung (in der Figur nach links) hinein in das andere 20 der einander hinterschneidenden Formelemente, nämlich eine schiefe Ebene 16 als Formschluss-Wirkfläche an der Aufnahmevorrichtung 2.
  • Die schiefen Ebenen 16 an den beiden Formelementen 18, 20 sind so orientiert, dass das Hineinspannen des Wechselblocks mittels des Seitendruckstücks 10, 12 (in der Figur nach links) die nach links wirkende Vorspannkraft an der schiefen Ebene 16 der Formschluss-Wirkfläche des Formelements 20 der Aufnahmevorrichtung 18 in eine Reaktionskraft umsetzt, die einen vertikalen Kraftanteil aufweist. Dieser vertikale Kraftanteil wirkt als Anpresskraft der horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen 6, 8 und bewirkt so vorteilhaft eine sichere Wärmeleitungsverbindung zwischen den Kontaktflächen 6, 8.
  • Nicht separat abgebildet ist ein senkrechter Schnitt durch die Aufnahmevorrichtung und den Wechselblock rechtwinklig (in der Draufsicht) zu dem Schnitt in der Figur. Die Festlegung in dieser zweiten horizontalen Vorrichtung ist einfach durch seitliche senkrechte Begrenzungswangen an der Aufnahmevorrichtung gebildet, zwischen denen der Wechselblock formschlüssig geführt ist.
  • In senkrechter Richtung (Z-Richtung) ist die lösbare Verbindung einerseits durch den beschriebenen Hinterschnitt 16 und andererseits durch das Seitendruckstück gesichert.
  • Zum Lösen der lösbaren Verbindung zwischen dem Wechselblock und der Aufnahmevorrichtung lassen sich die horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen 6, 8 mittels einer Hebelvorrichtung 22 auseinander drücken. Dadurch wird der Kopf 12 des Seitendruckstücks 10 entlang erster Leitflächen 24 am Wechselblock 4 zur Seite gedrückt (in der Figur nach rechts) und schnappt schließlich aus der Gabelung 26 in Wechselblock, in der es bei geschlossener Verbindung (horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen 6, 8) steckte, aus.
  • Alternativ könnte die Verbindung zwischen dem Wechselblock und der Aufnahmevorrichtung dadurch lösbar sein, dass ein Hebel (nicht dargestellt) an dem Kopf 12 des Seitendrucks 10 direkt angreift und es so schwenkt (in der Figur nach rechts), dass das Ineinanderspannen der Formelemente 16, 18 gelöst wird.
  • Eine weitere (ebenfalls nicht dargestellte) Alternative zum Lösen der Verbindung ließe sich dadurch ausbilden, dass das Aufnahmevorrichtungs-Formelement 20 durch einen geeigneten Hebel (nicht dargestellt) seitlich (in der Figur nach links) aus dem Hinterschnitt 20 heraus bewegbar ist.
  • Die abgebildete lösbare Verbindung lässt sich, einmal gelöst, leicht wieder herstellen, dadurch dass der Wechselblock 4 mit seinem Hinterschneidungs-Formelement 10 (sowie gegebenenfalls dem nicht abgebildeten, oben schon erwähnten zweiten Hinterschneidungs-Formelement) in die komplementären Hinterschneidungs-Formelemente 20 der Aufnahmevorrichtung 2 eingesetzt wird, wobei das Seitendruckstück 12 (sowie gegebenenfalls das oben erwähnte zweite Seitendruckstück) auf den Rändern der jeweils zugeordneten Gabelung 26 im Wechselblock ruhen. Zweite Leitflächen 28 an den Köpfen 12 der Seitendruckstücke sind so orientiert, dass sie die lösbare Verbindung aus dieser Vorposition (nicht dargestellt) durch vertikales Anpressen senkrecht zu den horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen einschnappen lassen, indem dann die Köpfe 12 der Seitendruckstücke 10 durch die Gabelungen 26 hindurch gleiten und einschnappen.
  • In Figur 2 und 3 ist in räumlicher Ansicht (teilweise aufgeschnitten) eine Vorrichtung gezeigt, die der Figur 1 sehr ähnlich ist (funktional vergleichbare Elemente haben dieselben Bezugsziffern wie in Figur 1 ): auch in Figur 2 und 3 ist die lösbare Verbindung zwischen dem Wechselblock 4 und der Aufnahmevorrichtung 2 durch ein Seitendruckstück 10 als Federelement ausgebildet, welches mit seiner seitlichen (horizontalen) Federkraft einen ersten Hinterschnitt in Gestalt einer schiefen Ebene 16 ineinander spannt. Im Unterschied zu Figur 1 ist das Seitendruckstück 10 in Figur 2 und 3 allerdings am Wechselblock 4 angebracht und die Gabelung 26 (als zum Kopf 12 des Seitendruckstücks 10 komplementäre Wirkfläche) an der Aufnahmevorrichtung 2 (und nicht umgekehrt wie in Figur 1 ). Die übrige Beschreibung zu Figur 1 lässt sich identisch auch auf Figur 2 und 3 lesen.
  • Die lösbare Verbindung gemäß Figur 4 und 5 unterscheidet sich stärker von den beiden soweit beschriebenen Ausgestaltungen (auch hier sind funktional vergleichbare Elemente aber mit denselben Bezugsziffern wie in Figur 1 bis 3 bezeichnet, auch wenn sie eine andere Gestalt haben): stärker schematisch wird hier die Aufnahmevorrichtung 2 durch eine Grundplatte angedeutet, die entlang ihrer einen Kante 3 zwei senkrecht empor stehende Zapfen 23 aufweist, die kurz unter ihrem oberen Ende eine umlaufende Nut 26 haben. Dort hinein drückt sich seitlich formschlüssig ein Federdraht 10, sobald der Wechselblock 4 von oben so auf die Aufnahmevorrichtung 2 gelegt wurde, dass die horizontalen Kontaktflächen 6, 8 der Aufnahmevorrichtung 2 und des Wechselbocks 4 aneinander liegen ( Figur 5 ). In dieser Position erstrecken sich die beiden Zapfen 23 durch Bohrungen 25 am Wechselblock 4 hindurch, schauen oberseitig aus den Bohrungen 25 hinaus, so dass die Nuten 26 genau bündig mit dem unteren Rand der Bohrungen 25 sind - und der Federdraht 10 greift, durch seine elastische Kraft dort hineingedrückt, seitlich in die Nuten 26.
  • Durch diese seitliche Vorspannung wird also der Hinterschnitt, der einerseits durch den oberen Rand 16 der Nuten 26 und andererseits durch die Oberseite des Federdrahtes 10 gebildet ist, horizontal ineinander gespannt.
  • Entlang der Kante 30, die der Kante 3 gegenüberliegt, haben die Aufnahmevorrichtung 2 und der Wechselblock 4 vorpositionierbare formschlüssige, Verbindungselemente 32, die ebenfalls durch einen Hinterschnitt sowie seitliche Anschläge dafür sorgen, dass der Wechselblock 4 und Aufnahmevorrichtung 2 sich vertikal nicht voneinander wegbewegen (auf Grund des Hinterschnitts der Elemente 32) und sich horizontal nicht (in Richtung der Kanten 3, 30) verschieben können (auf Grund der seitlichen Anschläge der Elemente 32). Die Festlegung der übrigen Freiheitsgrade geschieht auf Grund der formschlüssigen Verbindung zwischen den Zapfen 23 und den Bohrungen 25 sowie auf Grund des Hinterschnitts zwischen dem Federdraht 10 und den Nuten 26.
  • Lösen lässt sich diese lösbare Verbindung zwischen Aufnahmevorrichtung 2 und Wechselblock 4 durch einen Drucktaster 22, der den Federdraht 10 aus den Nuten 26 herausdrückt.
  • Mit Blick auf Figur 6 und 7 ist nur zur Anschauung ein Wechselblock 40 ( Figur 6 ) nach dem Stand der Technik gezeigt, der sich mittels zweier Schrauben 42 zwei Gewindebohrungen 44 auf einer Aufnahmevorrichtung 46 einer Mischvorrichtung 48 nach dem Stand der Technik lösbar befestigen lässt.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Mischen und Temperieren von Laborgefäß-Inhalten mit
    - einer Aufnahmevorrichtung (2) in lösbarer Verbindung mit einem Halter (4) zum Aufnehmen und Temperieren von Laborgefäßen und mit
    - einem Antrieb, durch den sich die Aufnahmevorrichtung (2) in eine Mischbewegung versetzen lässt, und mit
    - einer Temperiervorrichtung mit einer Wärmequelle oder -senke,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Halter ein Wechselblock (4) mit einer Kontaktfläche (8) ist,
    - die Temperiervorrichtung eine Kontaktfläche (6) an der Aufnahmevorrichtung (2) aufweist,
    - die Temperiervorrichtung und der Gefäßhalter dadurch in Wärmeleitungsverbindung stehen, dass die Kontaktflächen (6,8) aneinander liegen,
    - die lösbare Verbindung durch ein Federelement (10) gehalten ist, das durch seine Federkraft einen ersten Hinterschnitt (16) zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Wechselblock (4) in mindestens einer ersten Richtung horizontal ineinander spannt, wobei der Hinterschnitt (16) zwei einander hinterschneidenden Formelemente (18, 20) aufweist, und wobei
    - mindestens eines der beiden Formelemente (18, 20) des Hinterschnitts (16) eine Formschluss-Wirkfläche aufweist, die zu den horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen schief so orientiert ist, dass das horizontale ineinander Spannen eine vertikale Anpresskraft der horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen gegeneinander bewirkt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (6, 8) an der Aufnahmevorrichtung und im Wechselblock im Wesentlichen horizontal aneinander liegen.
  3. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) und/oder ein zweites Federelement durch seine Federkraft einen zweiten Hinterschnitt in einer zweiten Richtung horizontal ineinander spannt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden einander hinterschneidenden Formelemente (18, 20) des Hinterschnitts eine Formschluss-Wirkfläche aufweist, die zu den horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen (6, 8) schief so orientiert ist, dass das horizontale ineinander Spannen eine vertikale Anpresskraft der horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen gegeneinander bewirkt.
  5. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschluss-Wirkfläche eine schiefe Ebene (16) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement ein Seitendruckstück (10) ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen der Verbindung die horizontal aneinander liegenden Kontaktflächen (6, 8) sich mittels einer Hebelvorrichtung auseinanderdrücken lassen und dass erste Leitflächen an der Aufnahmevorrichtung (2) und an dem Wechselblock (4) so orientiert sind, dass sie die lösbare Verbindung durch das Auseinanderdrücken ausschnappen lassen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hebel (22) zum Lösen der Verbindung, mit dem mindestens eines der Federelemente (10) so bewegbar ist, dass die Federkraft, die das ineinander Spannen bewirkt, sich verringert.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen der Verbidung mindestens eines der beiden einander hinterschneidenden Formelemente (18, 20) des Hinterschnitts seitlich aus dem Hinterschnitt herausbewegbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Leitflächen an der Aufnahmevorrichtung (2) und dem Wechselblock (4) so orientiert sind, dass sie die lösbare Verbindung aus einer Vorposition durch vertikales Anpressen einschnappen lassen.
  11. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hinterschnitt (16) durch ein Formelement an der Aufnahmevorrichtung (2) und/oder ein Formelement am Wechselblock (4) erreicht wird.
  12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft des Federelements (10) zwischen 30 und 150 N liegt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft des Federelements (10) zwischen 50 und 100 N liegt.
  14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine horizontale Richtung zwei Federelemente (10) zum Einspannen des Wechselblockes (4) vorgesehen sind.
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