WO1998007507A1 - Process and device for the mixing or separation of substances of varying mass and/or density - Google Patents

Process and device for the mixing or separation of substances of varying mass and/or density Download PDF

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WO1998007507A1
WO1998007507A1 PCT/DE1997/001776 DE9701776W WO9807507A1 WO 1998007507 A1 WO1998007507 A1 WO 1998007507A1 DE 9701776 W DE9701776 W DE 9701776W WO 9807507 A1 WO9807507 A1 WO 9807507A1
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container
drive unit
reversal points
areas
along
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PCT/DE1997/001776
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German (de)
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Inventor
Norbert Krämer
Original Assignee
Kraemer Norbert
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/10Control of the drive; Speed regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/20Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes
    • B01F31/23Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes by pivoting the containers about an axis

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for mixing / separating substances of different mass and / or density located in at least one container, which is held in a holder which is moved by a drive unit while taking the container with it, according to the preambles of claims 1 and 4th
  • samples must be examined that consist of liquids that contain particles of different weights. Often, particles of different weights have to be intimately mixed with one another or mixed particles also separated, for which purpose these samples are filled into containers and stirred or whisked or shaken according to the known state of the art, or, if desired, the samples are centrifuged by rapid movement on a circular path be centrifuged. With separation, the heavier components move outwards and the lighter components remain closer to the center of the circular movement.
  • centrifugation it is known that a long period of constant force on the samples, as is the case with centrifugation, is disadvantageous for a number of substances.
  • DE-2354368-A1 discloses a device for the centrifugal separation of a liquid in fractions of different densities, which has a separation container which is attached to a centrifuge motor and is moved by it on an orbit about a first axis.
  • a housing enclosing the separation container is arranged rotatably about a second axis, so that both rotary movements overlap with respect to the separation container.
  • Each point of the separation container always remains the same distance from the first axis.
  • DE-1432853-A1 discloses a method and a device for separating substances by gyrofugation, in which a closed container rotates about two different axes.
  • a centrifuge for separating and regrouping particles has become known from US Pat. No. 2,222,266-A.
  • the centrifuge has several drivable axes around which the particles to be centrifuged can rotate simultaneously, so that the particles pass through a superimposed, composite path curve.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus for mixing or separation of substances to be mixed or separated according to the type mentioned, which allow improved mixing or separation of components that are otherwise difficult to are mixed or have only a slight difference in specific weight when separated, the method and the device being intended to permit improved sample treatment for many applications.
  • This object is achieved according to the invention in a method for mixing, separating substances of different mass and / or density in at least one container, which is held in a holder which is moved by a drive unit while driving the container, in that the container or the holder moves substantially tangentially back and forth along a cyclically traversed open or closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature or at least two reversal points with large path acceleration taking place in these areas or reversal points, with the exception of rotation of the container becomes.
  • a device for carrying out the method is characterized in that the container or the holder by means of the drive unit along a cyclically traversed open or closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature or at least two reversal points with a large path taking place in these areas or reversal points - Acceleration, excluding rotation of the container, is guided substantially tangentially back and forth.
  • the invention makes use of the effect that the acceleration forces acting on the particles become very large in reversal points or in parts of strongly changing path curvatures and even go towards infinity for a reversal of movement by 180 degrees, if only - - The time for the reversal of movement is made sufficiently short. Therefore, in the method according to the invention and when using the device even with very poorly mixing substances or with the separation of mixed substances even with small differences in mass and or density, an optimal mixing or separation is guaranteed.
  • the method and the device according to the invention are particularly suitable for mixing substances of different masses and or densities that are difficult to mix.
  • the invention is also suitable for separating substances by mass and / or density, in which case a brief force to separate particles, interrupted by phases without significant force, as made possible by the device according to the invention, none or practically none negative influences, but in many cases can have an advantageous effect on the samples with regard to further analysis or post-treatment.
  • the container is elongated in the form of a sample glass and extends in its longitudinal extent in the direction of the movement path on the holder, the sample glass essentially tangentially on an open movement path along part of a circular arc with a predetermined radius (r) and is moved back and forth with two reversal points or along a straight line with two reversal points in the ends of the movement path.
  • r predetermined radius
  • the container can also along an ellipse or along an "oo" with two areas of strong change in path curvature on a closed trajectory or along a semi-ellipse with a region of strong curvature change and two reversal points on an open trajectory and each with a predetermined radius (r) on one Ball socket can be moved essentially tangentially back and forth.
  • the long axis to short axis ratio is preferably a large number.
  • the holder can be guided along a semi-ellipse with a region of strong change in path curvature and two reversal points.
  • the container is elongated in the form of a sample glass and extends in the longitudinal direction in the direction of the movement path on the holder; by means of the drive unit, the container is on an open trajectory along part of a circular arc with a given radius (r) and with two reversal points or along a straight line with two reversal points or along a spatial semi-ellipse with a region of strong change in curvature and two reversal points or on a closed trajectory guided tangentially back and forth along a spatial ellipse with two areas of strong change in path curvature and a given radius (r).
  • the drive unit consists of at least two eccentrically rotatably mounted eccentric wheels or eccentric rollers which are driven synchronously and which form a constant gap, within which a carrier is guided, which is pivotally supported at its lower end below the gap and which carries the holder for the container at its upper end above the gap, the gap rotating when the eccentric wheels rotate walks back and forth with the carrier.
  • the drive unit can consist of two gear wheels, the axes of rotation of which are rotatably supported in walls at a distance from one another and are driven synchronously by means of a toothed belt, on each Gear with the same eccentricity an eccentric is arranged, which define the constant gap between them, within which the carrier is guided, which defines the length of the radius (r) from its lower pivot point to the holder of the container, the container being tangential is arranged to the carrier.
  • a second drive unit of this type with eccentric rollers can be arranged offset by 90 degrees, in each case between the lower and upper eccentric rollers of the carrier is guided, which is designed as a round rod and is gimbally fastened at its lower end, whereby when the eccentric rollers rotate, the respectively formed lower and upper gap, mutually offset by 90 degrees, partly overlap and take the Hike back and forth; the roller pairs rotate on the gap.
  • the drive unit comprises a DC motor, preferably with speed control.
  • the DC motor is advantageously designed for speeds between 30 and 500 revolutions per minute, preferably between 60 and 300 revolutions per minute. Taking the translation of the rotary movement into a double stroke movement of the carrier with the sample containers, these rotational speed values result in an optimal number of movements per unit of time, which is preferably between 100 and 200 double strokes per minute. Double stroke means the movement from a reversal point on the open movement path of the carrier to the other reversal point and back again to the first reversal point. A motor revolution preferably results in a double stroke of the carrier.
  • a memory device contains a program which queries the operating elements and controls the drive unit in accordance with their position.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a device
  • FIG. 2 shows a front view of the device of FIG. 1, in which operating elements are shown
  • Figure 3 is a view of the drive unit
  • Figure 4 is a view of the drive unit in three different
  • Movement positions Figure 5 is a partial view of the top view of the drive unit
  • Figure 6 is a top view of the housing with the omission of the
  • Drive unit Figure 7 shows another drive unit to enable an Egyptian
  • Movement Figure 8 different possible movements of the container.
  • the device shown by way of example in FIG. 1 consists of a housing 1 with an inclined front wall 1 a and with side walls 1 b and 1 c, a support 2 standing vertically upwards and a mounting frame 3, preferably detachably mounted on the support 2, as a holder for sample containers 7, 7 '. , 7 ", 7" ', 7 “", preferably centrifuge glasses, which are firmly but releasably held within the receiving frame, which is arranged horizontally.
  • the receiving frame 3 can in principle be designed for any number of containers.
  • the housing 1, which is preferably made of a light but stable material, such as aluminum, contains a drive unit 12 for the movement of the carrier 2 and also an associated control, preferably on an electronic basis.
  • the area in which the carrier 2 protrudes from the housing 1 is designed to allow the movement of the carrier 2 as an elongated hole to enable the movement of the carrier 2 and to prevent the ingress of dirt or moisture with an elastic bellows 4, preferably made of rubber , covered.
  • the carrier 2 is preferably driven by the drive unit 12, which comprises a DC motor with speed control.
  • the carrier 2 is mounted in the housing 1 in such a way that the receiving frame 3 always moves back and forth on a section of an arc between two opposite reversal points.
  • the receiving frame 3 always moves back and forth on a section of an arc between two opposite reversal points.
  • very high forces act on the particles in the liquids in the reversal points, which may be in the sample containers, which ensures good mixing of different substances or liquids.
  • the carrier 2 is pivotally mounted at its lower end about a pivot point 8 and can be driven by means of a drive unit 12, which essentially consists of two synchronously driven drive wheels 10, 11.
  • a drive unit 12 which essentially consists of two synchronously driven drive wheels 10, 11.
  • the container 7 is pivoted back and forth on a circular arc with the radius r, the container 7 being directed tangentially and horizontally with respect to its movement path in the rest position.
  • the operating elements can advantageously be provided on the inclined front wall 1 a. As shown in FIG. 2, these are designed for easy input of any desired number of engine revolutions or of double strokes of the carrier per unit of time as a number keyboard 5 with keys from 0 to 9. The correct entry can then be confirmed via a separate entry key 5a.
  • an on / off switch 5 b is integrated in the keyboard in the example shown.
  • a switch key 5c is provided in order to be able to switch between different operating modes - operation via the keyboard 5, 5a or control via an interface, for example via a computer - a switch key 5c is provided. Pressing a mode key 5d causes the device to be switched to a mode in which the desired number of revolutions per minute or the number of double strokes per minute can be entered via the numeric keypad 5.
  • Additional operating status keys 5e, 5f allow the switchover to operating states for test runs over a number of revolutions that can be selected again via the keyboard 5 or over a specific period of time, as well as a switchover to the input and editing mode for the number of revolutions or time for the actual one Operation with the respective samples, the values entered via the keyboard 5 to 5f, the respective current operating state of the device, possibly error messages, etc. can be read on an optical display unit 6.
  • FIGS 3 to 6 show a technical embodiment of the drive unit 12, as used in the device within the housing 1.
  • Ball bearings 25 are held within two walls 26, 26 ', through which axes 22, 23 are guided at a distance from one another, on which gear wheels 15, 16 are arranged adjacent to the wall 26, via which a toothed belt 18 runs for the synchronous drive of the gear wheels 15 , 16, one of which can be driven by means of a motor (not shown).
  • One eccentric wheel 19, 20 is rotatably arranged on each of the gear wheels 15, 16, the eccentricity being indicated by the distance of the pivot points 19 ', 20' of the eccentric wheels 19, 20 from the axes of rotation 15 ', 16' of the gear wheels 15, 16.
  • the eccentricity of the two eccentric wheels 19, 20 is the same, as a result of which a gap 21 which is constant in the inside width is formed between the eccentric wheels 19, 20.
  • An elongated cuboid 14 is arranged in the center between the gear wheels 15, 16 and within the gap 21, which extends below the gear wheels 15, 16 and which extends parallel to the axes of rotation 22, 23 of the gear wheels 15, 16.
  • the eccentric wheels 19, 20 are taken along, so that the gap 21 moves back and forth in a vertical projection.
  • the cuboid 14 is carried along by this gap 21 and thus pivoted back and forth about the axis of rotation 24.
  • a ball-bearing outer slewing ring 27 is arranged on each of the eccentric wheels 19, 20 and rolls on the opposite surfaces of the cuboid 14 when the eccentric wheels 19, 20 rotate.
  • the cuboid 14 or the support rods 13 describes a movement path which is part of an arc of a circle, each with a reversal point located at one end; this movement is shown in FIG. 4 for three different deflections of the cuboid 14 around its pivot point (17).
  • FIG. 7 shows an embodiment of the drive unit, which is used to achieve a cyclically traversed closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature and with large path acceleration taking place in these areas with a given radius on a spherical shell.
  • the drive unit consists of two gear wheels 28, 29, which in turn are held and driven synchronously, as in the previous example.
  • An eccentric roller 30, 31 with the same eccentricity is arranged on each of the gear wheels 28, 29, which, when the gear wheels 28, 29 rotate, in turn form a constant driving gap, as described for the previous example.
  • the eccentric rollers 30 ', 31' also define a driving gap of constant width between them.
  • a carrier 32 is guided, which is designed as a round rod to prevent the movements of the pairs of eccentric rollers 30, 31 and 30 '. , 31 'to be able to follow.
  • the lower end of the carrier 32 is gimbaled, so List of reference numerals:

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Abstract

The invention relates to a process and a device for the mixing/separation of substances of varying mass and/or density in at least one container (7, 7', 7'', 7''''), which is held in a holding device which is moved by a driving unit (12) and drives the container (7, 7', 7'', 7''''). The container (7, 7', 7'', 7'''') or the holding device is moved substantially backwards and forwards in a tangent along a cyclically passed-through, open or closed movement path with at least two areas of substantial modification of path curvature or at least two cuspidal points with high path acceleration by the driving unit (12), excluding rotation of the container (7, 7', 7'', 7'''').

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen oder Trennen von Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte Method and device for mixing or separating substances of different mass and / or density
Technisches Gebiet:Technical field:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermischen/ Trennen von in wenigstens einem Behälter befindliche Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte, der in einer Halterung gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit unter Mitnahme des Behälters bewegt wird, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.The invention relates to a method and a device for mixing / separating substances of different mass and / or density located in at least one container, which is held in a holder which is moved by a drive unit while taking the container with it, according to the preambles of claims 1 and 4th
Stand der Technik:State of the art:
Für vielerlei Untersuchungen in Labors aller Art müssen Proben untersucht werden, die aus Flüssigkeiten bestehen, welche unterschiedlich schwere Teilchen enthalten. Dabei müssen oftmals unterschiedlich schwere Teilchen miteinander innig gemischt oder vermischte Teilchen auch getrennt werden, zu welchem Zweck diese Proben in Behälter abgefüllt und nach dem bekannten Stand der Technik verrührt oder verquirlt oder geschüttelt oder bei gewünschter Separation die Proben in Zentrifugen durch schnelles Bewegen auf einer Kreisbahn zentrifugiert werden. Bei einer Separation wandern die schwereren Bestandteile nach außen und die leichteren Bestandteile verbleiben näher dem Zentrum der Kreisbewegung. Es ist aber bekannt, daß eine lange Zeit konstanter Krafteinwirkung auf die Proben, wie es beim Zentrifugieren der Fall ist, für eine Reihe von Substanzen nachteilig ist.For all kinds of tests in all kinds of laboratories, samples must be examined that consist of liquids that contain particles of different weights. Often, particles of different weights have to be intimately mixed with one another or mixed particles also separated, for which purpose these samples are filled into containers and stirred or whisked or shaken according to the known state of the art, or, if desired, the samples are centrifuged by rapid movement on a circular path be centrifuged. With separation, the heavier components move outwards and the lighter components remain closer to the center of the circular movement. However, it is known that a long period of constant force on the samples, as is the case with centrifugation, is disadvantageous for a number of substances.
Durch die DE-2354368-A1 ist eine Einrichtung zur Zentrifugaltrennung einer Flüssigkeit in Fraktionen unterschiedlicher Dichte bekannt, die einen Trennbehälter aufweist, der auf einem Zentrifugenmotor angebracht und von diesem auf einer Umlaufbahn um eine erste Achse bewegt wird. Ein den Trennbehälter umschließendes Gehäuse ist um eine zweite Achse drehbar angeordnet, so daß sich bezüglich des Trennbehälters beide Drehbewegungen überlagern. Jeder Punkt des Trennbehälters behält dabei stets den gleichen Abstand von der ersten Achse bei.DE-2354368-A1 discloses a device for the centrifugal separation of a liquid in fractions of different densities, which has a separation container which is attached to a centrifuge motor and is moved by it on an orbit about a first axis. A housing enclosing the separation container is arranged rotatably about a second axis, so that both rotary movements overlap with respect to the separation container. Each point of the separation container always remains the same distance from the first axis.
Durch die DE-1432853-A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von Stoffen durch Gyrofugation bekannt geworden, bei dem ein geschlossener Behälter um zwei verschiedene Achsen rotiert. Durch die US-2,222,266-A ist eine Zentrifuge bekannt geworden zur Trennung und Neugruppierung von Teilchen. Die Zentrifuge besitzt mehrere antreibbare Achsen, um die die zu zentrifugierenden Teilchen gleichzeitg rotieren können, so daß die Teilchen eine überlagerte, zusammengesetzte Bahnkurve durchlaufen.DE-1432853-A1 discloses a method and a device for separating substances by gyrofugation, in which a closed container rotates about two different axes. A centrifuge for separating and regrouping particles has become known from US Pat. No. 2,222,266-A. The centrifuge has several drivable axes around which the particles to be centrifuged can rotate simultaneously, so that the particles pass through a superimposed, composite path curve.
Technische Aufgabe:Technical task:
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermischung oder auch Trennung von entweder zu vermischenden oder zu trennenden Substanzen gemäß der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche eine verbesserte Vermischung oder auch Trennung von Bestandteilen gestatten, die ansonsten schwer zu vermischen sind oder bei Trennung nur einen geringen Unterschied im spezifischen Gewicht aufweisen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung für viele Anwendungen eine verbesserte Probenbehandlung gestatten sollen.The present invention has for its object to provide a method and an apparatus for mixing or separation of substances to be mixed or separated according to the type mentioned, which allow improved mixing or separation of components that are otherwise difficult to are mixed or have only a slight difference in specific weight when separated, the method and the device being intended to permit improved sample treatment for many applications.
Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:Disclosure of the invention and its advantages:
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Vermischen Trennen von in wenigstens einem Behälter befindliche Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte, der in einer Halterung gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit unter Mitnahme des Behälters bewegt wird, dadurch gelöst, daß der Behälter bzw. die Halterung entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleu- nigung durch die Antriebseinheit, unter Ausschluß einer Rotation des Behälters, im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bzw. die Halterung mittels der Antriebseinheit entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Berei- chen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahn- beschleunigung, unter Ausschluß einer Rotation des Behälters, im Wesentlichen tangential vor und zurück geführt ist.This object is achieved according to the invention in a method for mixing, separating substances of different mass and / or density in at least one container, which is held in a holder which is moved by a drive unit while driving the container, in that the container or the holder moves substantially tangentially back and forth along a cyclically traversed open or closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature or at least two reversal points with large path acceleration taking place in these areas or reversal points, with the exception of rotation of the container becomes. A device for carrying out the method is characterized in that the container or the holder by means of the drive unit along a cyclically traversed open or closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature or at least two reversal points with a large path taking place in these areas or reversal points - Acceleration, excluding rotation of the container, is guided substantially tangentially back and forth.
In vorteilhafter Weise macht sich die Erfindung dabei den Effekt zunutze, daß in Umkehrpunkten oder in Teilen starker sich ändernder Bahnkrümmungen die auf die Teilchen wirkenden Beschleunigungskräfte sehr groß werden und für eine Bewegungsumkehr um 180 Grad sogar gegen unendlich gehen, wenn nur - - die Zeit für die Bewegungsumkehr genügend klein gemacht wird. Daher ist beim erfindungsgemäßen Verfahren und beim Einsatz der Vorrichtung selbst bei sich sehr schlecht vermischenden Substanzen oder bei der Separation von vermischten Substanzen selbst bei kleinen Unterschieden in der Masse und oder Dichte eine optimale Vermischung bzw. Trennung gewährleistet.In an advantageous manner, the invention makes use of the effect that the acceleration forces acting on the particles become very large in reversal points or in parts of strongly changing path curvatures and even go towards infinity for a reversal of movement by 180 degrees, if only - - The time for the reversal of movement is made sufficiently short. Therefore, in the method according to the invention and when using the device even with very poorly mixing substances or with the separation of mixed substances even with small differences in mass and or density, an optimal mixing or separation is guaranteed.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere zum Vermischen von Substanzen unterschiedlicher Massen und oder Dichten geeignet, die sich nur schwer vermischen lassen.The method and the device according to the invention are particularly suitable for mixing substances of different masses and or densities that are difficult to mix.
Daneben ist die Erfindung auch zum Trennen von Substanzen nach der Masse und/oder Dichte geeignet, wobei in diesem Fall eine kurzzeitige Krafteinwirkung zur Trennung von Teilchen, unterbrochen von Phasen ohne wesentliche Krafteinwirkung, wie es durch das erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht wird, keine oder praktisch keine negativen Beeinflussungen ergibt, sondern sich in vielen Fällen im Hinblick auf weitere Analysen oder Nachbehandlungen der Proben vorteilhaft auf dieselben auswirken kann.In addition, the invention is also suitable for separating substances by mass and / or density, in which case a brief force to separate particles, interrupted by phases without significant force, as made possible by the device according to the invention, none or practically none negative influences, but in many cases can have an advantageous effect on the samples with regard to further analysis or post-treatment.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist der Behälter länglich in Form eines Probenglases gestaltet und erstreckt sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung, wobei das Probenglas im Wesentlichen tangential auf einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten jeweils in den Enden der Bewegungssbahn vor und zurück bewegt wird. Dabei ist eine besonders einfache Kopplung mit der Antriebseinheit möglich, die bei herkömmlicher Auslegung beispielsweise als Elektromotor vorzugsweise eine Drehbewegung hervorruft.In a further embodiment of the method, the container is elongated in the form of a sample glass and extends in its longitudinal extent in the direction of the movement path on the holder, the sample glass essentially tangentially on an open movement path along part of a circular arc with a predetermined radius (r) and is moved back and forth with two reversal points or along a straight line with two reversal points in the ends of the movement path. A particularly simple coupling to the drive unit is possible, which, in the case of a conventional design, preferably causes a rotary movement, for example as an electric motor.
Der Behälter kann auch entlang einer Ellipse oder entlang einer "oo" mit jeweils zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung auf einer geschlossenen Bewegungssbahn oder entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten auf einer offenen Bewegungssbahn sowie jeweils mit einem vorgegebenen Radius (r) auf einer Kugelschale im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt werden. Vorzugsweise ist das Achsverhältnis lange Achse zu kurzer Achse eine große Zahl. Gleichermaßen kann die Halterung entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten geführt sein. In weiterer Ausgestaltung ist der Behälter länglich in Form eines Probenglases gestaltet und erstreckt sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung; mittels der Antriebseinheit ist der Behälter auf einer offenen Bewegungssbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer räumlichen Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten oder auf einer geschlossenen Bewegungsbahn entlang einer räumlichen Ellipse mit zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung sowie jeweils vorgegebenem Radius (r) im Wesentlichen tangential vor und zurück geführt.The container can also along an ellipse or along an "oo" with two areas of strong change in path curvature on a closed trajectory or along a semi-ellipse with a region of strong curvature change and two reversal points on an open trajectory and each with a predetermined radius (r) on one Ball socket can be moved essentially tangentially back and forth. The long axis to short axis ratio is preferably a large number. Likewise, the holder can be guided along a semi-ellipse with a region of strong change in path curvature and two reversal points. In a further embodiment, the container is elongated in the form of a sample glass and extends in the longitudinal direction in the direction of the movement path on the holder; by means of the drive unit, the container is on an open trajectory along part of a circular arc with a given radius (r) and with two reversal points or along a straight line with two reversal points or along a spatial semi-ellipse with a region of strong change in curvature and two reversal points or on a closed trajectory guided tangentially back and forth along a spatial ellipse with two areas of strong change in path curvature and a given radius (r).
Zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehr- punkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung besteht die Antriebseinheit aus wenigstens zwei exzentrisch drehbar gelagerten Exzenterrädern oder Exzenterwalzen, welche synchron angetrieben sind und die einen gleichbleibenden Spalt ausbilden, innerhalb desselben ein Träger geführt ist, der an seinem unteren, unterhalb des Spaltes befindlichen Ende schwenkbar gehaltert ist und der an seinem oberen, oberhalb des Spaltes befindlichen Ende die Halterung für den Behälter trägt, wobei bei Drehung der Exzenterrädern der Spalt unter Mitnahme des Träger vor und zurück wandert.In order to achieve the cyclically traversed open or closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature or at least two reversal points with high path acceleration taking place in these areas or reversal points, the drive unit consists of at least two eccentrically rotatably mounted eccentric wheels or eccentric rollers which are driven synchronously and which form a constant gap, within which a carrier is guided, which is pivotally supported at its lower end below the gap and which carries the holder for the container at its upper end above the gap, the gap rotating when the eccentric wheels rotate walks back and forth with the carrier.
Des Weiteren kann zur Erzielung einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten die Antriebseinheit aus zwei Zahnrädern bestehen, deren Drehachsen in Abstand voneinander in Wandungen drehbar gelagert und mittels eines Zahnriemens synchron angetrieben sind, wobei auf jedem Zahnrad mit gleicher Exzentrizität ein Exzenterrad angeordnet ist, die zwischen sich den gleichblei- benden Spalt definieren, innerhalb desselben der Träger geführt ist, der von seinem unteren Drehpunkt aus bis zur Halterung des Behälters die Länge des Radius (r) definiert, wobei der Behälter tangential zum Träger angeordnet ist.Furthermore, in order to achieve an open movement path along part of a circular arc with a predetermined radius (r) and with two reversal points, the drive unit can consist of two gear wheels, the axes of rotation of which are rotatably supported in walls at a distance from one another and are driven synchronously by means of a toothed belt, on each Gear with the same eccentricity an eccentric is arranged, which define the constant gap between them, within which the carrier is guided, which defines the length of the radius (r) from its lower pivot point to the holder of the container, the container being tangential is arranged to the carrier.
Zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen geschlossenen räumlichen Bewegungs- bahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung kann oberhalb der Antriebseinheit, die Exzenterwalzen aufweist, eine zweite derartige Antriebseinheit mit Exzenterwalzen um 90 Grad versetzt angeordnet sein, wobei jeweils zwischen den unteren und oberen Exzenterwalzen der Träger geführt ist, welcher als Rundstange ausgebildet und an seinem unteren Ende kardanisch befestigt ist, wobei bei Drehung der Exzenterwalzen der jeweils gebildete untere und obere Spalt, gegenseitig um 90 Grad versetzt sich zum Teil überdecken und unter Mitnahme des Trägers vor und zurück wandern; die Walzenpaare rotieren auf Spalt.In order to achieve the cyclically traversed closed spatial movement path with at least two regions of strong change in path curvature with large path acceleration taking place in these regions, a second drive unit of this type with eccentric rollers can be arranged offset by 90 degrees, in each case between the lower and upper eccentric rollers of the carrier is guided, which is designed as a round rod and is gimbally fastened at its lower end, whereby when the eccentric rollers rotate, the respectively formed lower and upper gap, mutually offset by 90 degrees, partly overlap and take the Hike back and forth; the roller pairs rotate on the gap.
Eine einfache Steuerung der Antriebseinheit und ein einfacher Aufbau der Vorrichtung ist möglich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal die Antriebs- einheit einen Gleichstrommotor, vorzugsweise mit Drehzahlregelung, umfaßt.A simple control of the drive unit and a simple construction of the device is possible if, according to a further feature, the drive unit comprises a DC motor, preferably with speed control.
Vorteilhafterweise ist dabei der Gleichstrommotor für Drehzahlen zwischen 30 und 500 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 60 und 300 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Diese Drehzahlwerte ergeben unter Berücksichtigung der Übersetzung der Drehbewegung in eine Doppelhubbewegung des Trägers mit den Probenbehältern eine optimale Bewegungsanzahl pro Zeiteinheit, welche vorzugsweise zwischen 100 und 200 Doppelhüben pro Minute liegt. Dabei bedeutet Doppelhub die Bewegung von einem Umkehrpunkt auf der offenen Bewegungssbahn des Trägers zum anderen Umkehrpunkt und wieder zurück zum ersten Umkehrpunkt. Vorzugsweise ergibt eine Motorumdrehung einen Doppelhub des Trägers.The DC motor is advantageously designed for speeds between 30 and 500 revolutions per minute, preferably between 60 and 300 revolutions per minute. Taking the translation of the rotary movement into a double stroke movement of the carrier with the sample containers, these rotational speed values result in an optimal number of movements per unit of time, which is preferably between 100 and 200 double strokes per minute. Double stroke means the movement from a reversal point on the open movement path of the carrier to the other reversal point and back again to the first reversal point. A motor revolution preferably results in a double stroke of the carrier.
Um eine einfache Eingabe von Prozeßparametern zu ermöglichen, enthält eine Speichereinrichtung ein Programm, welches die Bedienungselemente abfragt und entsprechend deren Stellung die Antriebseinheit ansteuert.In order to enable simple input of process parameters, a memory device contains a program which queries the operating elements and controls the drive unit in accordance with their position.
Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen: Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung Figur 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung der Figur 1, in welcher Bedienungselemente dargestellt sindBrief description of the drawing, in which: FIG. 1 shows a schematic side view of a device; FIG. 2 shows a front view of the device of FIG. 1, in which operating elements are shown
Figur 3 eine Ansicht der Antriebseinheit Figur 4 eine Ansicht der Antriebseinheit in drei unterschiedlichenFigure 3 is a view of the drive unit Figure 4 is a view of the drive unit in three different
Bewegungsstellungen Figur 5 eine Teilansicht der Draufsicht auf die Antriebseinheit Figur 6 eine Draufsicht von oben auf das Gehäuse unter Weglassung desMovement positions Figure 5 is a partial view of the top view of the drive unit Figure 6 is a top view of the housing with the omission of the
Trägers und der Halterung und unter Darstellung eines Teils derCarrier and the bracket and showing part of the
Antriebseinheit Figur 7 eine weitere Antriebseinheit zur Ermöglichung einer elyptischenDrive unit Figure 7 shows another drive unit to enable an Egyptian
Bewegung Figur 8 verschiedene mögliche Bewegungen der Behälter.Movement Figure 8 different possible movements of the container.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung:Preferred embodiment of the invention:
Die in Figur 1 beispielhaft dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer schrägen Vorderwand la sowie mit Seitenwänden lb und lc, einem senkrecht nach oben stehenden Träger 2 und einem auf dem Träger 2 vorzugsweise abnehmbar montierten Aufnahmerahmen 3 als Halterung für Probenbehälter 7, 7', 7", 7"', 7"", vorzugsweise Zentrifugengläser, welche fest aber lösbar innerhalb des Aufnahmerahmens gehaltert sind, welcher waagrecht angeordnet ist. Der Aufnahmerahmen 3 kann für eine prinzipiell beliebige Anzahl von Behältern ausgelegt sein. Das vorzugsweise aus leichtem, aber stabilem Material, wie Aluminium, bestehende Gehäuse 1 enthält eine Antriebseinheit 12 für die Bewegung des Trägers 2 und auch eine dazugehörige Steuerung, vorzugsweise auf elektronischer Basis. Der Bereich, in welchem der Träger 2 aus dem Gehäuse 1 herausragt, ist zur Ermöglichung der Bewegung des Trägers 2 als Langloch gestaltet zur Ermöglichung der Bewegung des Trägers 2 und zur Vermeidung des Eindringens von Schmutz oder Feuchtigkeit mit einem elastischen Balgen 4, vorzugsweise aus Gummi, abgedeckt. Der Antrieb des Trägers 2 erfolgt vorzugsweise durch die Antriebseinheit 12, die einen Gleichstrommotor mit Drehzahlregelung umfaßt.The device shown by way of example in FIG. 1 consists of a housing 1 with an inclined front wall 1 a and with side walls 1 b and 1 c, a support 2 standing vertically upwards and a mounting frame 3, preferably detachably mounted on the support 2, as a holder for sample containers 7, 7 '. , 7 ", 7" ', 7 "", preferably centrifuge glasses, which are firmly but releasably held within the receiving frame, which is arranged horizontally. The receiving frame 3 can in principle be designed for any number of containers. The housing 1, which is preferably made of a light but stable material, such as aluminum, contains a drive unit 12 for the movement of the carrier 2 and also an associated control, preferably on an electronic basis. The area in which the carrier 2 protrudes from the housing 1 is designed to allow the movement of the carrier 2 as an elongated hole to enable the movement of the carrier 2 and to prevent the ingress of dirt or moisture with an elastic bellows 4, preferably made of rubber , covered. The carrier 2 is preferably driven by the drive unit 12, which comprises a DC motor with speed control.
Vorzugsweise ist der Träger 2 derart im Gehäuse 1 gelagert, daß sich der Aufnahmerahmen 3 auf einem Abschnitt eines Kreisbogens immer zwischen zwei gegenüberliegenden Umkehrpunkten hin und her bewegt. Dabei wirken in den Umkehrpunkten je nach Geschwindigkeit der Bewegungsumkehr sehr hohe Kräfte auf die Teilchen in den Flüssigkeiten ein, die sich in den Probenbehältern befinden können, wodurch eine gute Vermischung von unterschiedlichen Substanzen oder Flüssigkeiten gewährleistet ist.Preferably, the carrier 2 is mounted in the housing 1 in such a way that the receiving frame 3 always moves back and forth on a section of an arc between two opposite reversal points. Depending on the speed of the reversal of movement, very high forces act on the particles in the liquids in the reversal points, which may be in the sample containers, which ensures good mixing of different substances or liquids.
Der Träger 2 ist an seinem unteren Ende um einen Drehpunkt 8 schwenkbar gelagert und mittels einer Antriebseinheit 12, welche im wesentlichen aus zwei synchron angetriebenen Antriebsrädern 10, 11 besteht, antreibbar. Dadurch wird der Behälter 7 auf einem Kreisbogen mit dem Radius r vor und zurück geschwenkt, wobei der Behälter 7 tangential und in Ruhestellung waagrecht bezüglich seiner Bewegungsbahn gerichtet ist. Auf der schrägen Vorderwand 1 a können vorteilhafterweise die Bedienungselemente vorgesehen sein. Diese sind, wie in Fig. 2 dargestellt, zur leichten Eingabe jeder gewünschten Zahl von Motorumdrehungen bzw. von Doppelhüben des Trägers pro Zeiteinheit als Zahlentastatur 5 mit Tasten von 0 bis 9 ausgeführt. Die richtige Eingabe kann dann über eine separate Eingabetaste 5a bestätigt werden. Weiters ist im dargestellten Beispiel ein Ein/Ausschalter 5 b in die Tastatur integriert.The carrier 2 is pivotally mounted at its lower end about a pivot point 8 and can be driven by means of a drive unit 12, which essentially consists of two synchronously driven drive wheels 10, 11. As a result, the container 7 is pivoted back and forth on a circular arc with the radius r, the container 7 being directed tangentially and horizontally with respect to its movement path in the rest position. The operating elements can advantageously be provided on the inclined front wall 1 a. As shown in FIG. 2, these are designed for easy input of any desired number of engine revolutions or of double strokes of the carrier per unit of time as a number keyboard 5 with keys from 0 to 9. The correct entry can then be confirmed via a separate entry key 5a. Furthermore, an on / off switch 5 b is integrated in the keyboard in the example shown.
Um zwischen verschiedenen Betriebsarten - Bedienung über die Tastatur 5, 5a oder Ansteuerung über eine Schnittstelle beispielsweise über einen Computer - umschalten zu können, ist eine Umschalttaste 5c vorgesehen. Die Betätigung einer Modetaste 5d bewirkt die Umschaltung des Vorrichtunges in einen Modus, in dem über die Zahlentastatur 5 die gewünschte Anzahl von Umdrehungen pro Minute bzw. die Anzahl der Doppelhübe pro Minute eingegeben werden kann.In order to be able to switch between different operating modes - operation via the keyboard 5, 5a or control via an interface, for example via a computer - a switch key 5c is provided. Pressing a mode key 5d causes the device to be switched to a mode in which the desired number of revolutions per minute or the number of double strokes per minute can be entered via the numeric keypad 5.
Weitere Betriebszustandstasten 5e, 5f erlauben die Umschaltung in Betriebszustände für Testläufe über eine wieder über die Tastatur 5 wählbare Anzahl von Umdrehungen bzw. über eine bestimmte Zeitspanne, sowie eine Umschaltung in den Eingabe- und Editiermodus für die Anzahl der Umdrehungen bzw. Zeit für den tatsächlichen Betrieb mit den jeweiligen Proben, die über die Tastatur 5 bis 5f eingegebenen Werte, der jeweilige aktuelle Betriebszustand des Vorrichtunges, gegebenenfalls Fehlermeldungen usw. können auf einer optischen Anzeigeeinheit 6 abgelesen werden.Additional operating status keys 5e, 5f allow the switchover to operating states for test runs over a number of revolutions that can be selected again via the keyboard 5 or over a specific period of time, as well as a switchover to the input and editing mode for the number of revolutions or time for the actual one Operation with the respective samples, the values entered via the keyboard 5 to 5f, the respective current operating state of the device, possibly error messages, etc. can be read on an optical display unit 6.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen eine technische Ausgestaltung der Antriebseinheit 12, wie sie in der Vorrichtung innerhalb des Gehäuses 1 Verwendung findet. Innerhalb von zwei Wandungen 26, 26' sind Kugellager 25 gehaltert, durch die im Abstand voneinander Achsen 22, 23 geführt sind, auf denen der Wandung 26 benachbart Zahnräder 15, 16 angeordnet sind, über die ein Zahnriemen 18 läuft zum sychronen Antrieb der Zahnräder 15, 16, von denen eines mittels eines (nicht gezeigten) Motors antreibbar ist. Auf den Zahnrädern 15, 16 ist je ein Exzenterrad 19, 20 drehbar angeordnet, wobei die Exzentrizität durch den Abstand der Drehpunkte 19', 20' der Exzenterräder 19, 20 von den Drehachsen 15', 16' der Zahnräder 15, 16 angedeutet ist. Die Exzentrizität der beiden Exzenterräder 19, 20 ist gleich, wodurch zwischen den Exzenterrädern 19, 20 ein in der lichten Breite gleichbleibender Spalt 21 gebildet ist. Mittig zwischen den Zahnrädern 15, 16 und innerhalb des Spalts 21 ist ein länglicher Quader 14 angeordnet, der nach unterhalb der Zahnräder 15, 16 reicht und der sich parallel der Drehachsen 22, 23 der Zahnräder 15, 16 erstreckt. Durch den Quader 14 führt an seinem unteren Ende eine Drehachse 24, welche geeignet mittels Kugellager 25 innerhalb der Wandungen 26, 26, ' gelagert ist und die zu den Drehachsen 22, 23 parallel verläuft. Aus dem Quader 14 ragen nach oben Tragstäbe 13, die dem Träger 2 der Figur 1 entsprechen.Figures 3 to 6 show a technical embodiment of the drive unit 12, as used in the device within the housing 1. Ball bearings 25 are held within two walls 26, 26 ', through which axes 22, 23 are guided at a distance from one another, on which gear wheels 15, 16 are arranged adjacent to the wall 26, via which a toothed belt 18 runs for the synchronous drive of the gear wheels 15 , 16, one of which can be driven by means of a motor (not shown). One eccentric wheel 19, 20 is rotatably arranged on each of the gear wheels 15, 16, the eccentricity being indicated by the distance of the pivot points 19 ', 20' of the eccentric wheels 19, 20 from the axes of rotation 15 ', 16' of the gear wheels 15, 16. The eccentricity of the two eccentric wheels 19, 20 is the same, as a result of which a gap 21 which is constant in the inside width is formed between the eccentric wheels 19, 20. An elongated cuboid 14 is arranged in the center between the gear wheels 15, 16 and within the gap 21, which extends below the gear wheels 15, 16 and which extends parallel to the axes of rotation 22, 23 of the gear wheels 15, 16. At the lower end of the cuboid 14 there is an axis of rotation 24 which is suitably mounted within the walls 26, 26, 'by means of ball bearings 25 and which runs parallel to the axes of rotation 22, 23. Support rods 13, which correspond to the carrier 2 in FIG.
Bei Drehung der Zahnräder 15, 16 werden die Exzenterräder 19, 20 mitgenommen, so daß sich der Spalt 21 in senkrechter Projektion hin und her bewegt. Durch diesen Spalt 21 wird der Quader 14 mitgenommen und somit hin und her um die Drehachse 24 geschwenkt. Zur Minimierung der Reibung ist auf den Exzenterrädern 19, 20 je ein kugelgelagerter Außendrehkranz 27 angeordnet, der sich bei Drehung der Exzenterräder 19, 20 auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen des Quaders 14 abrollt. Auf diese Weise beschreibt der Quader 14 bzw. die Tragstäbe 13 eine Bewegungsbahn, die Teil eines Kreisbogens ist, mit je an einem Ende gelegenen Umkehrpunkt; diese Bewegung ist in Figur 4 für drei unterschiedliche Auslenkungen des Quaders 14 um seinen Drehpunkt (17) gezeigt.When the gears 15, 16 rotate, the eccentric wheels 19, 20 are taken along, so that the gap 21 moves back and forth in a vertical projection. The cuboid 14 is carried along by this gap 21 and thus pivoted back and forth about the axis of rotation 24. In order to minimize the friction, a ball-bearing outer slewing ring 27 is arranged on each of the eccentric wheels 19, 20 and rolls on the opposite surfaces of the cuboid 14 when the eccentric wheels 19, 20 rotate. In this way, the cuboid 14 or the support rods 13 describes a movement path which is part of an arc of a circle, each with a reversal point located at one end; this movement is shown in FIG. 4 for three different deflections of the cuboid 14 around its pivot point (17).
Figur 7 zeigt eine Ausfuhrungsform der Antriebseinheit, die zur Erzielung einer zyklisch durchlaufenen geschlossenen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung und mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung mit gegebenem Radius auf einer Kugelschale dient. Die Antriebseinheit besteht aus zwei Zahnrädern 28, 29, die wiederum sychron, wie im vorhergehenden Beispiel, gehaltert und angetrieben sind. Auf den Zahnrädern 28, 29 ist je eine Exzenterwalze 30, 31 mit gleicher Exzentrizität angeordnet, die bei Drehung der Zahnräder 28, 29 wiederum einen in der Breite gleichbleibenden Mitnahmespalt ausbilden, wie es für das vorhergehende Beispiel beschrieben ist. Oberhalb der Exzenterwalzen 30, 31 befinden sich gleichermaßen an Zahnrädern 28', 29' gehalterte Exzenterwalzen 30', 31', welche identisch dem unteren Exzenterwalzenpaar 30, 31 gestaltet sind. Auf diese Weise definieren auch die Exzenterwalzen 30', 31' einen Mitnahmespalt gleichbleibender Breite zwischen sich. Durch die sich deckenden Spalte zwischen den unteren Exzenterwalzen 30, 31 und den oberen, um 90° hier gedrehten Exzenterwalzen 30', 31' ist ein Träger 32 geführt, der als Rundstange ausgebildet ist, um den Bewegungen der Exzenterwalzenpaare 30, 31 und 30', 31' folgen zu können. Das untere Ende des Trägers 32 ist kardanisch gelagert, so Liste der Bezugszeichen:FIG. 7 shows an embodiment of the drive unit, which is used to achieve a cyclically traversed closed movement path with at least two areas of strong change in path curvature and with large path acceleration taking place in these areas with a given radius on a spherical shell. The drive unit consists of two gear wheels 28, 29, which in turn are held and driven synchronously, as in the previous example. An eccentric roller 30, 31 with the same eccentricity is arranged on each of the gear wheels 28, 29, which, when the gear wheels 28, 29 rotate, in turn form a constant driving gap, as described for the previous example. Above the eccentric rollers 30, 31 there are likewise eccentric rollers 30 ', 31' held on gear wheels 28 ', 29', which are identical to the lower pair of eccentric rollers 30, 31. In this way, the eccentric rollers 30 ', 31' also define a driving gap of constant width between them. Through the overlapping gaps between the lower eccentric rollers 30, 31 and the upper eccentric rollers 30 ', 31' rotated here by 90 °, a carrier 32 is guided, which is designed as a round rod to prevent the movements of the pairs of eccentric rollers 30, 31 and 30 '. , 31 'to be able to follow. The lower end of the carrier 32 is gimbaled, so List of reference numerals:
1 Gehäuse la schräge Seitenwand lb, c senkrechte Seitenwände1 housing la sloping side wall lb, c vertical side walls
2, 32 Träger2, 32 carriers
3 Halterung, wie Aufhahmerahmen3 bracket, like mounting frame
4 Gummibalg4 rubber bellows
5a Eingabetaste5a Enter key
5b Ein-Ausschalter5b on-off switch
5c Umschalttaste5c shift key
5d Modetaste5d fashion button
5e, f Betriebszustandstasten5e, f operating status keys
6 Anzeigeeinheit6 display unit
7, 7', 7", 7"', 7"" Probenröhrchen oder Zentrifugengläser7, 7 ', 7 ", 7"', 7 "" sample tubes or centrifuge tubes
8 Drehpunkt8 pivot point
9 Achse9 axis
10, 11 Antriebsräder10, 11 drive wheels
12 Antriebseinheit12 drive unit
13, 13', 13" Tragstäbe in verschiedenen Auslenkungen13, 13 ', 13 "support rods in various deflections
14 länglicher Quader14 oblong cuboid
15, 16, 28, 29 Zahnräder15, 16, 28, 29 gears
15', 16' Drehachsen der Zahnräder15 ', 16' axes of rotation of the gears
17 Drehpunkt des Quaders17 center of rotation of the cuboid
18 Zahnriemen18 timing belts
19, 20 Exzenterräder19, 20 eccentric wheels
19', 20" Drehpunkte der Exzenterräder19 ', 20 "pivot points of the eccentric wheels
21 beweglicher Spalt21 movable gap
22, 23 Drehachsen der Zahnräder22, 23 axes of rotation of the gears
24 Drehachse des Quaders24 axis of rotation of the cuboid
25 Kugellager25 ball bearings
26, 26' Wandungen26, 26 'walls
27 Außendrehkranz27 Outside slewing ring
30, 31 Exzenterwalzen 30, 31 eccentric rollers

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zum Vermischen/Trennen von in wenigstens einem Behälter (7,7', 7", 7'", 7"") befindliche Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte, der in einer Halterung (2,3) gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit (12) unter Mitnahme des Behälters (7,7',7",7'",7"") bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7,7',7",7'",7"") bzw. die Halterung (2,3) entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung durch die Antriebseinheit (12), unter Ausschluß einer Rotation des Behälters (7,7',7",7'",7""), im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt wird.1. A method for mixing / separating substances of different mass and / or density located in at least one container (7,7 ', 7 ", 7'", 7 ""), which is held in a holder (2,3), which is moved by a drive unit (12) taking the container (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") with it, characterized in that the container (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") or the holder (2, 3) along a cyclically traversed open or closed trajectory with at least two areas of strong curvature change or at least two reversal points with large trajectory acceleration taking place in these areas or reversal points by the drive unit (12), to the exclusion a rotation of the container (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") is moved substantially tangentially back and forth.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter länglich in Form eines Probenglases (7, 7', 7", 7'", 7"") gestaltet ist und sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung (2,3) erstreckt, wobei das Probenglas (7,7',7",7'",7"") tangential auf einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten in den Enden der Bewegungsbahn im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the container is elongated in the form of a sample glass (7, 7 ', 7 ", 7'", 7 "") and in its longitudinal extent in the direction of the movement path on the holder ( 2, 3) extends, the sample glass (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") tangentially on an open movement path along part of an arc of a circle with a predetermined radius (r) and with two reversal points or along a straight line is essentially tangentially moved back and forth with two reversal points in the ends of the trajectory.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7,7',7",7'",7"") entlang einer Ellipse oder entlang einer "oo" mit jeweils zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung auf einer geschlossenen Bewegungssbahn oder entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten auf einer offenen Bewe- gungssbahn sowie jeweils einem vorgegebenen Radius (r) auf einer Kugelschale im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the container (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") along an ellipse or along an "oo" each with two areas of strong curvature change on a closed Movement path or along a semi-ellipse with a region of strong change in path curvature and two reversal points on an open path of movement and in each case a predetermined radius (r) on a spherical shell is moved essentially tangentially back and forth.
4. Vorrichtung zum Vermischen/Trennen von in wenigstens einem Behälter (7,7',7",7'",7"") befindliche Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte, der in einer Halterung (2,3) gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit (12) mitsamt Motor unter Mitnahme des Behälters (7,7',7",7'",7"") beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7,7',7",7'",7"") bzw. die Halterung (2,3) mittels der Antriebseinheit (12) entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung, unter Ausschluß einer Rotation des Behälters (7,7',7",7'",7""), im Wesentlichen tangential vor und zurück geführt ist.4. Device for mixing / separating substances of different mass and / or density located in at least one container (7, 7 ', 7 ", 7'", 7 ""), which is held in a holder (2, 3), which is movable by a drive unit (12) together with the motor, taking the container (7, 7 ', 7 ", 7'", 7 "") with it, characterized in that that the container (7, 7 ', 7 ", 7'", 7 "") or the holder (2, 3) by means of the drive unit (12) along a cyclically traversed open or closed trajectory with at least two areas of strong curvature change or at least two reversal points with great path acceleration taking place in these areas or reversal points, excluding rotation of the container (7, 7 ', 7 ", 7'", 7 ""), is guided essentially tangentially back and forth.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter länglich in Form eines Probenglases (7,7',7",7'",7"") gestaltet ist und sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung (2,3) erstreckt und mittels der Antriebseinheit auf einer offenen Bewegungssbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten oder auf einer geschlossenen Bewegungsbahn entlang einer Ellipse mit zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung sowie jeweils vorgegebenem Radius (r) auf einer Kugelschale im Wesentlichen tangential vor und zurück geführt ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the container is elongated in the form of a sample glass (7,7 ', 7 ", 7'", 7 "") and in its longitudinal extent in the direction of the movement path on the holder ( 2,3) extends and by means of the drive unit on an open trajectory along part of a circular arc with a predetermined radius (r) and with two reversal points or along a straight line with two reversal points or along a semi-ellipse with a region of strong change in curvature and two reversal points or on one closed trajectory along an ellipse with two areas of strong curvature change and a given radius (r) on a spherical shell is guided substantially tangentially back and forth.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungssbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehr - punkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung die Antriebseinheit (12) aus wenigstens zwei exzentrisch drehbar gelagerten Exzenterrädern (15,16) oder Exzenterwalzen (30,31) besteht, welche synchron angetrieben sind und die einen gleichbleibenden Spalt (21) ausbilden, innerhalb desselben ein Träger (2,32) geführt ist, der an seinem unteren, unterhalb des Spaltes (21) befindlichen Ende schwenkbar gehaltert ist und der an seinem oberen, oberhalb des Spaltes (21) befindlichen Ende die Halterung (3) für den Behälter (7,7',7", 7"',7"") trägt, wobei bei Drehung der Exzenterrädern (15,16) der Spalt (21) unter Mitnahme des Träger (2,32) vor und zurück wandert.6. The device according to claim 4, characterized in that to achieve the cyclically traversed open or closed trajectory with at least two areas of strong curvature change or at least two reversal points with large trajectory acceleration occurring in these areas or reversal points, the drive unit (12) from at least two Eccentrically rotatably mounted eccentric wheels (15,16) or eccentric rollers (30,31), which are driven synchronously and which form a constant gap (21), within which a carrier (2,32) is guided, which is at its lower, below of the gap (21) is pivotally supported and the upper (above the gap (21) end located the holder (3) for the container (7,7 ', 7 ", 7"', 7 "") carries , wherein when the eccentric wheels (15, 16) rotate, the gap (21) moves back and forth with the carrier (2, 32).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten die Antriebseinheit (12) aus zwei Zahnrädern (15, 16) besteht, deren Drehachsen (22,23) in Abstand voneinander in Wandungen (26,26') drehbar gelagert und mittels eines Zahnriemens (18) synchron angetrieben sind, wobei auf jedem Zahnrad (15,16) mit gleicher Exzentrizität ein Exzenterrad (19,20) angeordnet ist, die zwischen sich den gleichbleibenden Spalt (21) definieren, innerhalb desselben der Träger (2,32) geführt ist, der von seinem unteren Drehpunkt (17) aus bis zur Halterung (3) des Behälters (7,7',7", 7"',7"") die Länge des Radius (r) definiert, wobei der Behälter (7, 7', 7", 7"',7"") tangential zum Träger (2,32) angeordnet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that to achieve an open trajectory along part of an arc with a predetermined radius (r) and with two reversal points, the drive unit (12) consists of two gears (15, 16) whose axes of rotation (22, 23) are rotatably supported at a distance from one another in walls (26, 26 ') and are driven synchronously by means of a toothed belt (18), an eccentric wheel (19, 20) being arranged on each gear (15, 16) with the same eccentricity which define the constant gap (21) between them, within which the carrier (2, 32) is guided, which extends from its lower pivot point (17) to the holder (3) of the container (7, 7 ', 7 ", 7 "', 7"") defines the length of the radius (r), the container (7, 7', 7", 7 "', 7"") being arranged tangentially to the carrier (2,32).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen geschlossenen Bewegungssbahn auf einer Kugelschale mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungs- änderung mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung oberhalb der Antriebseinheit, die Exzenterwalzen (30,31) aufweist, eine zweite derartige Antriebseinheit mit Exzenterwalzen (30,31) um 90 Grad versetzt angeordnet ist und jeweils zwischen den unteren und oberen Exzenterwalzen der Träger (32) geführt ist, welcher als Rundstange ausgebildet und an seinem unteren Ende kardanisch befestigt ist, wobei bei Drehung der Exzenterwalzen (30,31) der jeweils gebildete untere und obere Spalt, gegenseitig um 90 Grad versetzt, sich zum Teil überdecken und unter Mitnahme des Trägers (32) vor und zurück wandern und auf Spalt rotieren.8. The device according to claim 6, characterized in that to achieve the cyclically traversed closed trajectory on a spherical shell with at least two areas of strong curvature change with large web acceleration taking place in these areas above the drive unit, the eccentric rollers (30,31), one second such drive unit with eccentric rollers (30, 31) is arranged offset by 90 degrees and in each case between the lower and upper eccentric rollers the carrier (32) is guided, which is designed as a round rod and is gimbally fastened at its lower end, with rotation of the eccentric rollers (30,31) the respectively formed lower and upper gap, mutually offset by 90 degrees, partly overlap and move back and forth with the carrier (32) and rotate on the gap.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor der Antriebseinheit (12) ein Gleichstrommotor, vorzugsweise mit Drehzahlregelung, ist, der für Drehzahlen zwischen 30 und 500 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 60 und 300 Umdrehungen pro Minute, ausgelegt ist, wobei der Träger (2,32) bzw. die Halterung (3) zwischen 100 und 200 Doppelhüben pro Minute auszuführen imstande ist. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the motor of the drive unit (12) is a DC motor, preferably with speed control, which is designed for speeds between 30 and 500 revolutions per minute, preferably between 60 and 300 revolutions per minute the carrier (2, 32) or the holder (3) is capable of performing between 100 and 200 double strokes per minute.
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