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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kurbelantrieb einer Welle eines
Mikrotoms. Der Kurbelantrieb umfasst eine erste und eine zweite
Welle bzw. Achse. Die erste Welle ist von einer Kurbel drehbar. Die
erste Welle weist ein erstes Übertragungsmittel auf.
Die zweite Welle weist ein zweites Übertragungsmittel auf. Eine
Drehung der ersten Welle ist von dem ersten Übertragungsmittel auf das zweite Übertragungsmittel
der zweiten Welle übertragbar. Hierdurch
ist die zweite Welle in Drehung versetzbar. Üblicherweise wird das erste Übertragungsmittel
mit der ersten Welle dauerhaft drehfest verbunden sein. In gleicher
Weise wird das zweite Übertragungsmittel dauerhaft
drehfest mit der zweiten Welle verbunden sein. Ein solcher Kurbelantrieb
ist beispielsweise aus der
DE
36 04 029 C1 bekannt. Aus den Dokumenten
DE 35 39 138 C1 ,
DE 22 53 628 A und
DE 898 365 B sind
jeweils Kurbelantriebe von Mikrotomen mit mehreren Übertragungsmitteln
bekannt.
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Der
eingangs genannte Kurbelantrieb einer Welle eines Mikrotoms kommt
insbesondere bei einem Schlittenmikrotom der Anmelderin zum Einsatz, nämlich bei
dem Modell „Leica
SM2000 R". Dieses Schlittenmikrotom
ist in einem Firmenprospekt vom März 2003 druckschriftlich beschrieben.
Bei einem Schlittenmikrotom wird das das Objekt schneidende Messer
auf einem beweglich angeordneten Schlitten hin und her bewegt, um
das in einem Objekthalter angeordnete Objekt zu schneiden. Der Objekthalter wird über eine
entsprechende Mechanik, nämlich
einem Mikrometerwerk, senkrecht auf das Messer hin zu bewegt, was
auch als Zustellung bezeichnet wird. Das Inkrement, mit welchem
das Objekt in Richtung des Messers zugestellt wird, lässt sich über einen
mit einer Skala versehenen Drehknopf bis zu 0,5 μm genau einstellen. Als weiteres
Bedienelement ist eine Kurbel an dem oben genannten Schlittenmikrotom vorgesehen,
mit welchem ein Grobtrieb für
die Objektbewegung zum Messer hin oder vom Messer weg, also im Wesentlichen
in vertikaler Richtung, realisierbar ist. Hierdurch ist es nach
einem Präparatewechsel
möglich,
den Objekthalter samt Objekt schnell auf das Messer zuzustellen,
so dass die Schneidevorgänge
mit einer vorgebbaren gewünschten
Schnittdicke sich unmittelbar anschließen können. Als weiteres Bedienelement
ist ein in einem Langloch geführter
Hebel mit einem Knopf (Auslösehebel)
vorgesehen, mit welchem eine manuelle Zustellbewegung des Objekthalters
zum Messer ausgelöst
werden kann. Dieser Knopf bzw. Hebel wird üblicherweise nur bei der Zustellung
im Schnittbetrieb verwendet, wobei die Zustellung um das mit dem
mit der Skala versehenen Drehknopf aktuell eingestellte Inkrement
erfolgt. Dieses Schlittenmikrotom umfasst auch einen Betriebszustand
mit einer automatischen Zustellung, wobei das diesbezügliche Bedienelement am
Mikrotomschlitten angeordnet ist. Diese automatische Zustellung
wird üblicherweise
beim Anschneiden des Präparates
verwendet und ersetzt die Betätigung
des Auslösehebels.
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Hinsichtlich
des Kurbelantriebs für
den Grobtrieb ist es derzeit lediglich möglich, bei einer Drehung im
Uhrzeigersinn eine Zustellung zu bewirken. Dementsprechend wird
bei einer Drehung des Kurbelantriebs entgegen dem Uhrzeigersinn
das Objekt bzw. der Objekthalter vom Messer wegbewegt bzw. abgesenkt.
Nun könnte
es wünschenswert
sein, ein Zustellen des Objekts auch mit einer Drehung entgegen
dem Uhrzeigersinn bewirken zu können,
beispielsweise weil unterschiedliche Bediener ein und dasselbe Schlittenmikrotom
bedienen und ein Bediener Linkshänder
und ein anderer Bediener Rechtshänder
ist. Eine solche Anforderung ist bislang lediglich dadurch zu erfüllen, dass
zwei unterschiedliche Schlittenmikrotome bereitgestellt werden,
wo nämlich
mit dem einen Schlittenmikrotom durch Drehung der Kurbel im Uhrzeigersinn
eine Zustellung und bei dem anderen Schlittenmikrotom eine Drehung
der Kurbel entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn jeweils eine Zustellung
bewirkt. Der Drehsinn des Kurbelantriebs ist also in konstruktiver
Hinsicht fest vorgegeben.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kurbelantrieb
einer Welle eines Mikrotoms, insbesondere eines Schlittenmikrotoms,
anzugeben und weiterzubilden, mit welchem in dem selben Mikrotom
im Grobtrieb eine Zustellung oder eine Absenkung des Objekts mit
jeweils zwei entgegengesetzten Drehrichtungen mit dem selben Kurbelantrieb
möglich
ist.
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Der
erfindungsgemäße Kurbelantrieb
der eingangs genannten Art löst
die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs
1. Danach ist ein solcher Kurbelantrieb dadurch gekennzeichnet,
dass ein drittes Übertragungsmittel vorhanden
ist. Auch das dritte Übertragungsmittel könnte dauerhaft
drehfest mit der zweiten Welle verbunden sein. Das erste Übertragungsmittel
ist wahlweise mit dem zweiten Übertragungsmittel
oder mit dem dritten Übertragungsmittel
in Eingriff bringbar, so dass hierdurch bei beibehaltener Drehrichtung
der zweiten Welle die Drehrichtung der ersten Welle umkehrbar ist.
Mit anderen Worten ist durch das wahlweise in Eingriff Bringen des
ersten Übertragungsmittels
mit dem zweiten oder dritten Übertragungsmittel eine
Drehrichtungsumkehr der ersten Welle möglich, so dass in Abhängigkeit
der aktuell vorliegenden Eingriffssituation der beiden beteiligten Übertragungsmittel
das Objekt mit einer Drehung der Kurbel im Uhrzeigersinn oder mit
einer Drehung der Kurbel entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn möglich ist.
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Es
ist nicht erforderlich, zwei Mikrotome konstruktiv unterschiedlicher
Ausgestaltung bereitzustellen, um nämlich beispielsweise für einen
Linkshänder ein
für ihn
optimal bedienbares Mikrotom bereitzustellen. Es wird vielmehr zu
der bislang vorhandenen Mechanik des Grobtriebs eine zusätzliche
Mechanik zur Verfügung
gestellt, mit welcher eine Umschaltung der Drehrichtung der ersten
Welle bei Beibehaltung der Drehrichtung der zweiten Welle möglich ist.
Diese zusätzliche
Mechanik umfasst im Wesentlichen das dritte Übertragungsmittel und Mittel,
die es ermöglichen,
das erste Übertragungsmittel
wahlweise mit dem zweiten oder dem dritten Übertragungsmittel in Eingriff
zu bringen.
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Durch
diese im Einzelfall relativ einfach und kostengünstig darstellbare Maßnahme kann
in ganz besonders vorteilhafter Weise ein und dasselbe Mikrotom
mit dem gewünschten
zusätzlichen
Funktionsumfang bereitgestellt werden, nämlich den Grobtrieb der Objektzustellung
in beiden Drehrichtungen wahlweise einstellbar zu realisieren. Somit
ist es nicht mehr erforderlich, zwei Mikrotome nahezu gleicher Bauart
mit lediglich jeweils einem unterschiedlichen und nicht umschaltbaren
Drehsinn für
den Grobtrieb anzuschaffen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind die Übertragungsmittel
derart ausgebildet, dass das erste Übertragungsmittel mit dem zweiten Übertragungsmittel
oder mit dem dritten Übertragungsmittel
formschlüssig
in Eingriff bringbar ist. Durch eine formschlüssige Übertragung der Drehbewegung
kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass die vom Bediener
an der Kurbel durchgeführte
Drehung ohne Schlupf und sonstige Übertragungsverluste von der
ersten Welle auf die zweite Welle übertragen wird. Als formschlüssige Übertragungsmittel
eignet sich grundsätzlich
jeweils ein Zahnradpaar, wobei das erste Übertragungsmittel eine Art
eines Zahnrads aufweist, welches im Wesentlichen komplementär zu der
Art des Zahnrads des zweiten bzw. dritten Übertragungsmittels ausgebildet
sein wird. Im Konkreten könnte
das erste, das zweite und/oder das dritte Übertragungsmittel jeweils ein
Zahnrad, ein Kegelrad, ein Stirnrad, ein Schrägzahn-Stirnrad, ein Schneckenrad
bzw. eine Schnecke oder Schneckenwelle aufweisen, und zwar mit der
Maßgabe,
dass das erste Übertragungsmittel
im Wesentlichen komplementär
mit dem zweiten und dritten Übertragungsmittel
in Eingriff bringbar ist und dass das erste Übertragungsmittel mit dem zweiten oder
dritten Übertragungsmittel
kämmt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
könnten die Übertragungsmittel
derart ausgebildet sein, dass das erste Übertragungsmittel mit dem zweiten
oder dritten Übertragungsmittel
kraftschlüssig
in Eingriff bringbar ist. Hierbei kann es zu Schlupfverlusten bei der Übertragung
der Drehbewegung von der ersten Welle auf die zweite Welle kommen.
Dies könnte
allerdings dann vorteilhaft sein, wenn das Objekt von unten in Richtung
Messer zugestellt wird, das Messer unmittelbar oberhalb des Objekts
positioniert ist und bei Unachtsamkeit des Bedieners weiter nach
oben bewegt wird, so dass das Objekt an das Messer gedrückt wird
und unter Umständen
beschädigt
wird. In diesem Fall könnte,
in Abhängigkeit
von den zu wählenden
Eigenschaften der kraftschlüssigen Übertragung,
ein weiteres Zustellen des Objekts verhindert werden, falls nämlich das
Objekt bzw. der Objekthalter auf Grund eines Widerstands sich nicht
weiter nach oben bewegen lassen. Im Konkreten könnte das erste, das zweite
und/oder das dritte Übertragungsmittel
ein Rad mit einer Oberfläche
eines hohen bzw. eines dem soeben geschilderten Eigenschaften angemessenen
Reibungskoeffizienten aufweisen.
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Nun
ist es grundsätzlich
denkbar, dass das wahlweise in Eingriff Bringen des ersten Übertragungsmittels
mit dem zweiten oder dem dritten Übertragungsmittel vergleichbar
einer Getriebeschaltstelle realisiert wird. In diesem Fall könnten nämlich beispielsweise
das zweite und das dritte Übertragungsmittel
in Form eines Losrads ausgebildet sein, mit anderen Worten also
nicht dauerhaft drehfest mit der zweiten Welle verbunden sein. Mit
einer an der zweiten Welle drehfest verbundenen Schaltmuffe, welche zwischen
dem zweiten und dem dritten Übertragungsmittel
angeordnet sein könnte,
könnte
in Abhängigkeit
der Stellung der Schaltmuffe das zweite oder das dritte Übertragungsmittel
drehfest mit der zweiten Welle verbunden werden. In diesem Fall steht
das erste Übertragungsmittel
ständig
mit dem zweiten und dem dritten Übertragungsmittel
in Eingriff und eine Drehung der ersten Welle wird von dem ersten Übertragungsmittel
stets und unmittelbar auf das zweite und das dritte Übertragungsmittel übertragen.
In Abhängigkeit
der Stellung der Schaltmuffe wird die Drehung der ersten Welle über das
zweite Übertragungsmittel
oder über
das dritte Übertragungsmittel
auf die zweite Welle übertragen.
Falls die Schaltmuffe eine neutrale Stellung aufweist, in welcher
eine drehfeste Verbindung weder zwischen dem zweiten noch dem dritten Übertragungsmittel
und der zweiten Welle vorliegt, sind die beiden Wellen mechanisch
entkoppelt.
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Alternativ
zu der einer Getriebeschaltstelle ähnlichen Umschaltung könnte die
erste Welle relativ zur zweiten Welle mittels einer Translationsbewegung
derart bewegbar sein, dass hierdurch wahlweise das erste Übertragungsmittel
mit dem zweiten oder dritten Übertragungsmittel
in Eingriff bringbar ist. Mit anderen Worten wird also die gesamte
Welle und unter Umständen
die daran befestigt Kurbel der Translationsbewegung unterworfen.
Hierzu sind entsprechende, an dem Gehäuse des Mikrotoms angeordnete
Führungsmittel
vorgesehen, so dass die Translationsbewegung der Welle reproduzierbar
und zweckerfüllend
möglich
ist. Bei dieser Translationsbewegung könnte es sich im Wesentlichen
um eine geradlinige Bewegung handeln, obwohl beliebige Verschiebungsbewegungen
denkbar sind, welche von den jeweils vorliegenden konstruktiven
Randbedingungen abhängen.
In diesem Zusammenhang wäre
es auch denkbar, dass eine Welle verkippbar bzw. verschwenkbar derart
angeordnet ist, dass hierdurch wahlweise das erste Übertragungsmittel
mit dem zweiten oder dritten Übertragungsmittel
in Eingriff bringbar ist. Die Kipp- bzw. Schwenkachse wäre in diesem
Fall um eine Achse quer zur Längsrichtung der
verkippten bzw. verschwenkten Welle orientiert bzw. angeordnet.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die erste Welle relativ zur zweiten Welle mittels einer Dreh-
oder Schwenkbewegung derart bewegbar, dass hierdurch wahlweise das
erste Übertragungsmittel
mit dem zweiten oder dritten Übertragungsmittel
in Eingriff bringbar ist. Hierbei wird die gesamte Welle verdreht
bzw. verschwenkt, und zwar um eine Dreh- bzw. Schwenkachse, welche
im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung
der verdrehbar bzw. verschwenkbar angeordneten Welle und seitlich versetzt
dazu angeordnet ist.
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In
konstruktiver Hinsicht könnte
eine Drehbewegung der ersten Welle durch eine Drehung einer Exzenterhülse realisierbar
sein, falls die erste Welle in einer exzentrischen Position in der
Exzenterhülse drehbar
gelagert ist. Eine solche konstruktive Ausbildung ist kostengünstig und
mit relativ einfachen Mitteln wirtschaftlich darstellbar. Das Maß der exzentrischen
Anordnung der Welle in der Exzenterhülse wird im Allgemeinen von
der räumlichen
Anordnung des zweiten und des dritten Übertragungsmittels abhängen, so
dass nämlich
durch ein Verdrehen der Exzenterhülse das erste Übertragungsmittel
wahlweise mit dem zweiten oder dem dritten Übertragungsmittel in Eingriff
gebracht werden kann.
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Die
Exzenterhülse
könnte
zur manuellen Betätigung
mit einer von einem Bediener betätigbaren Schaltscheibe
drehfest verbunden sein. Weiterhin könnte vorgesehen sein, dass
die Exzenterhülse
direkt in einem Lager des Mikrotomgehäuses oder in einer Buchse drehbar
gelagert ist, wobei die Buchse ortsfest an dem Gehäuse des
Mikrotoms befestigt ist. Insoweit könnte die Welle mit Übertragungsmittel,
die Exzenterhülse
und die Buchse zu einer modularen Baugruppe zusammengefasst werden,
was die Fertigung bzw. Produktion eines Mikrotoms erheblich vereinfacht.
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Nun
könnten
die Schaltscheibe und die Exzenterhülse derart ausgebildet sein,
dass bei einer Verdrehung der Schaltscheibe um einen Winkelbetrag
von ≤ 270
Grad, vorzugsweise 180 Grad, der Kurbelantrieb von einem ersten
Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand verbringbar ist.
Im ersten Betriebszustand steht das erste Übertragungsmittel mit dem zweiten Übertragungsmittel
in Eingriff und im zweiten Betriebszustand steht das erste Übertragungsmittel
mit dem dritten Übertragungsmittel
in Eingriff. Mit anderen Worten sollte ein Umschalten zwischen den
zwei Betriebszuständen durch
eine Verdrehung der Schaltscheibe um einen relativ kleinen Winkelbetrag
und nicht um mehrere volle Umdrehungen möglich sein, damit nämlich die Umschaltung
schnell und einfach von dem Bediener manuell durchführbar ist.
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Weiterhin
könnten
Endanschläge
vorgesehen sein, welche die Verdrehung der Schaltscheibe bzw. der
Exzenterhülse
begrenzen. So könnte
in der Position des einen Endanschlags der erste Betriebszustand
und in der Position des zweiten Endanschlags der zweite Betriebszustand
eingestellt sein. Darüber
hinaus könnte
ein Rastmittel und mindestens zwei den beiden Betriebszuständen entsprechende
Rastpositionen vorgesehen sein, um nämlich sicherzustellen, dass
die Schaltscheibe bzw. die Exzenterhülse in der Position verbleibt,
welche dem jeweils vom Bediener eingestellten Betriebszustand entspricht.
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In
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Betriebszustand
vorgesehen, in welchem das erste Übertragungsmittel weder mit dem
zweiten Übertragungsmittel
noch mit dem dritten Übertragungsmittel
in Eingriff steht. Diesem Betriebszustand könnte ebenfalls eine Rastposition
zugewiesen sein. In diesem Betriebszustand ist die erste Welle mechanisch
von der zweiten Welle entkoppelt, um beim späteren Schneiden und den damit
verbundenen sehr kleinen Zustellungen in der Größenordnung von 1 μm kein Blockieren
bzw. Stören
der Zustellung durch Reibungsverluste oder Widerstände der
Kurbel bzw. der ersten Welle zu verursachen. In diesem Zusammenhang
tritt auch kein Blockieren einer Zustellung auf, falls der Bediener
aus Versehen die Kurbel und somit die erste Welle festhält.
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Nun
könnte
die erste Welle drehfest mit einer Kurbel verbunden sein. Dementsprechend
dreht beispielsweise die Welle um eine halbe Umdrehung, falls die
Kurbel ebenfalls um eine halbe Umdrehung verdreht wird. Alternativ
könnte
eine Drehbewegung der Kurbel mit einer Getriebezwischenstufe eines vorgebbaren
Unter- oder Übersetzungsverhältnisses auf
die erste Welle bzw. das erste Übertragungsmittel übertragbar
sein. In diesem Fall könnte
das Übersetzungsverhältnis derart
gewählt
sein, dass beispielsweise die Welle um zwei ganze Umdrehungen gedreht
wird, falls die Kurbel um eine ganze Umdrehung von dem Bediener
manuell gedreht wird. Die Wahl des Übersetzungsverhältnisses
wird in der Regel von den restlichen konstruktiven Eigenschaften des
Mikrometerwerks und dem damit zusammenwirkenden mechanischen Antrieb
abhängen.
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In
Verbindung mit der Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen des Kurbelantriebs erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 in
einer perspektivische Ansicht ein aus dem Stand der Technik bekanntes
Schlittenmikrotom,
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2 in
einer schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht des
Kurbelantriebs einer Welle eines Mikrotoms,
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3 in
einer schematischen Schnittansicht ein Teil des Kurbelantriebs,
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4a in
einer schematischen Aufsicht die Kurbel und die Schaltscheibe in
einer ersten Schaltstellung,
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4b in
einer schematischen Seitenansicht den Kurbelantrieb in einem ersten
Betriebszustand,
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5a in
einer schematischen Aufsicht die Kurbel und die Schaltscheibe in
einer zweiten Schaltstellung,
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5b in
einer schematischen Seitenansicht den Kurbelantrieb in einem zweiten
Betriebszustand,
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6a in
einer schematischen Aufsicht die Kurbel und die Schaltscheibe in
einer dritten Schaltstellung und
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6b in
einer schematischen Seitenansicht den Kurbelantrieb in einem dritten
Betriebszustand.
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Gleiche
oder ähnliche
Bauteile bzw. Baugruppen sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen
gekennzeichnet.
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1 zeigt
ein Schlittenmikrotom 1 der Anmelderin, nämlich das
Modell „Leica
SM2000 R". Dieses
Schlittenmikrotom ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt
und weist keinen derartigen Kurbelantrieb auf. Bei dem Schlittenmikrotom 1 wird
das das Objekt 2 schneidende Messer 3 auf einem
beweglich angeordneten Schlitten 4 hin und her bewegt,
um das in dem Objekthalter 5 angeordnete Objekt 2 zu
schneiden. Bei dem Objekt 2 handelt es sich üblicherweise
um ein histologisches Präparat,
welches in einen Paraffinblock eingegossen und in den Objekthalter 5 eingespannt
wird. Der Objekthalter 5 wird über eine entsprechende Mechanik, nämlich einem
in dem Gehäuse
des Schlittenmikrotoms 1 vorgesehenen und in 1 nicht
gezeigten Mikrometerwerk, senkrecht auf das Messer 3 hin
zu bewegt. Das Inkrement, mit welchem das Objekt 2 in Richtung
des Messers 3 nach oben zugestellt wird, lässt sich über einen
mit einer Skala versehenen Drehknopf 6 bis zu 0,5 μm genau einstellen.
Als weiteres Bedienelement ist eine Kurbel 7 an dem in 1 gezeigten
Schlittenmikrotom 1 vorgesehen, mit welchem ein Grobtrieb für die Objektbewegung
zum Messer 3 hin oder vom Messer 3 weg, also im
Wesentlichen in vertikaler Richtung, realisierbar ist. Hierdurch
ist es nach einem Präparatewechsel
möglich,
den Objekthalter 5 samt Objekt 2 schnell auf das
Messer 3 zuzustellen, so dass die Schneidevorgänge mit
einer vorgebbaren gewünschten
Schnittdicke sich unmittelbar anschließen können. Als weiteres Bedienelement
ist ein in einem Langloch 8 geführter Auslösehebel 9 vorgesehen,
mit welchem eine manuelle Zustellbewegung des Objekthalters 5 zum
Messer 3 ausgelöst
werden kann. Der Auslösehebel 9 wird üblicherweise
nur bei der Zustellung im Schnittbetrieb verwendet, wobei die Zustellung
um das mit dem mit der Skala versehenen Drehknopf 6 aktuell
eingestellte Inkrement erfolgt. Dieses Schlittenmikrotom 1 umfasst
auch einen Betriebszustand mit einer automatischen Zustellung, wobei
das diesbezügliche
Bedienelement am Mikrotomschlitten 4 angeordnet ist, und
zwar auf der in 1 nicht einsehbaren Rückseite
am Schlitten 4. Diese automatische Zustellung wird üblicherweise beim
Anschneiden des Präparates
verwendet und ersetzt die Betätigung
des Auslösehebels 9.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht den Kurbelantrieb 10,
welcher in das Schlittenmikrotom 1 aus 1 eingesetzt
werden kann. Der Kurbelantrieb 10 weist eine erste Welle 11 und
eine hierzu im Wesentlichen senkrecht angeordnete zweite Welle 12 auf.
Die erste Welle 11 ist von der Kurbel 13 manuell
von einem Bediener drehbar. Die erste Welle 11 weist ein
erstes Übertragungsmittel 14 auf,
welches in Form eines kleinen Kegelrads ausgebildet ist und welches
der Einfachheit halber im Folgenden ebenfalls mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet wird.
Das kleine Kegelrad 14 ist drehfest mit der ersten Welle 11 verbunden.
Die zweite Welle 12 weist ein zweites Übertragungsmittel 15 auf,
welches in Form eines großen
Kegelrads ausgebildet ist. Das große Kegelrad 15 ist
drehfest mit der zweiten Welle 12 verbunden. Die Verzahnung
des großen
Kegelrads 15 ist dem kleinen Kegelrad 14 zugewandt.
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Dabei
ist ein drittes Übertragungsmittel 16 vorgesehen,
welches in Form eines großen
Kegelrads ausgebildet und in diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit
der zweiten Welle 12 verbunden ist. Sowohl das zweite als
auch das dritte Übertragungsmittel 15, 16 wird
der Einfachheit halber im Folgenden jeweils mit den Bezugszeichen 15 bzw. 16 gekennzeichnet.
Die Verzahnung des großen
Kegelrads 16 ist ebenfalls dem kleinen Kegelrad 14 zugewandt. Nun
ist es möglich,
das kleine Kegelrad 14 mit dem großen Kegelrad 16 (also
dem dritten Übertragungsmittel)
oder mit dem großen
Kegelrad 15 (also dem zweiten Übertragungsmittel) in Eingriff
zu bringen. Dementsprechend kämmt
in dem ersten Fall das kleine Kegelrad 14 mit dem großen Kegelrad 16,
so dass in diesem Betriebszustand eine Drehung der Welle 11 über das
kleine Kegelrad 14 auf das große Kegelrad 16 der
zweiten Welle 12 übertragen
wird und hierdurch die zweite Welle 12 ebenfalls gedreht
wird. Falls also die Kurbel 13 aus 2 entgegengesetzt dem
Uhrzeigersinn gedreht wird (von vorne auf die Kurbel 13 geschaut),
dreht die Welle 11 ebenfalls entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
und das große
Kegelrad 16 bzw. die zweite Welle 12 dreht entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn (von oben auf das große Kegelrad 15 bzw. 16 gesehen).
Bei dieser Drehrichtung der zweiten Welle 12 wird der in 2 nicht
gezeigte Objekthalter 5 vertikal nach oben zu dem Messer 3 des
Schlittenmikrotoms 1 bewegt bzw. zugestellt. Wird nun das
kleine Kegelrad 14 in kämmenden
Eingriff mit dem großen
Kegelrad 15 gebracht, so kann die Kurbel 13 aus 2 im
Uhrzeigersinn gedreht werden (ebenfalls von vorne auf die Kurbel 13 geschaut).
Die Welle 11 dreht ebenfalls im Uhrzeigersinn und das große Kegelrad 15 sowie
die zweite Welle 12 drehen auch in diesem Fall entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn (ebenfalls von oben auf das große Kegelrad 15 gesehen).
Das mit Bezugszeichen 17 in 2 gezeigte
Stirnrad hat für
den erfindungsgemäßen Kurbelantrieb 10 keine
weitere Bedeutung. Die zweite Welle 12 ist in dem Lagerblock 18 drehbar
gelagert. Die Welle 12 treibt mittelbar über das
Stirnrad 17 das in den Fig. nicht gezeigte Mikrometerwerk
des Mikrotoms an.
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Die Übertragungsmittel 14, 15,
und 16 sind derart ausgebildet, dass das erste Übertragungsmittel 14 mit
dem zweiten Übertragungsmittel 15 oder dem
dritten Übertragungsmittel 16 formschlüssig in Eingriff
bringbar sind.
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Die
erste Welle 11 ist relativ zur zweiten Welle 12 mittels
einer Drehbewegung derart bewegbar, dass hierdurch wahlweise das
erste Übertragungsmittel
bzw. das kleine Kegelrad 14 mit dem zweiten Übertragungsmittel
(großes
Kegelrad 15) oder mit dem dritten Übertragungsmittel (großes Kegelrad 16) in
Eingriff bringbar ist. Wie dies in konstruktiver Hinsicht in dem
in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung im Einzelnen realisiert ist, ist in der schematischen
Schnittansicht aus 3 ersichtlich.
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Die
erste Welle 11 ist in der Exzenterhülse 19 drehbar gelagert
und kann relativ zur Exzenterhülse 19 und
unabhängig
davon verdreht werden. Hierzu sind die beiden Gleitlager 20, 21 vorgesehen.
Die Exzenterhülse 19 wiederum
ist in einer Buchse 22 drehbar gelagert, welche an ein
Gehäuseteil 27 des
Mikrotoms ortsfest montierbar ist. Die erste Welle 11 ist in
einer exzentrischen Position in der Exzenterhülse 19 angeordnet,
und zwar derart, dass die Drehachse 23, um welche die erste
Welle 11 gedreht wird, einen Parallelversatz zur zentralen
Längsachse 24 der
Exzenterhülse 19 aufweist.
Die Längsachse 24 der
Exzenterhülse 19 ist
verlängert
eingezeichnet und liegt auf dem in 3 eingezeichneten
unteren Rand der Welle 11, so dass die Längsachse 24 dort
nicht erkennbar ist. Aufgrund der exzentrischen Anordnung der Welle 11 in
der Exzenterhülse 19 wird
beim Verdrehen der Exzenterhülse 19 die
Welle 11 einer Drehbewegung um die Längsachse 24 der Exzenterhülse 19 unterworfen,
so dass das kleine Kegelrad 14 – in Abhängigkeit des Drehzustands der
Exzenterhülse 19 – mit dem
großen
Kegelrad 15 oder dem großen Kegelrad 16 in
Eingriff gebracht werden kann. 3 zeigt
weiterhin, dass das kleine Kegelrad 14 drehfest mit der
Welle 11 verbunden ist.
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Die
Exzenterhülse 19 ist
mit einer von einem Bediener betätigbaren
Schaltscheibe 25 drehfest verbunden. Die Schaltscheibe 25 und
die Exzenterhülse 19 sind
derart ausgebildet, dass bei einer Verdrehung der Schaltscheibe 25 um
einen Winkelbetrag von 180 Grad der Kurbelantrieb 10 von
einem ersten Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand verbringbar
ist. Im ersten Betriebszustand steht das kleine Kegelrad 14 mit
dem großen
Kegelrad 15 in Eingriff. Im zweiten Betriebszustand steht das
kleine Kegelrad 14 mit dem großen Kegelrad 16 in
Eingriff.
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In
den 4a, 5a und 6a ist
jeweils eine Aufsicht auf die Kurbel 13 sowie die Schaltscheibe 25 gezeigt.
Die Schaltscheibe 25 ist hierbei jeweils in drei unterschiedlichen
Positionen gezeigt, welche den drei vorgesehenen Betriebszuständen des
erfindungsgemäßen Kurbelantriebs 10 entsprechen.
In den daneben angeordneten 4b, 5b und 6b ist
jeweils der erfindungsgemäße Kurbelantrieb 10 in
den Betriebszuständen
in einer Seitenansicht gezeigt, welche jeweils den in den 4a, 5a bzw. 6a gezeigten
Schaltpositionen der Schaltscheibe 25 entsprechen.
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So
entspricht die Position der Schaltscheibe 25 aus 4a der
in 2 gezeigten Position. Dementsprechend dreht bei
entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedrehter Kurbel 13 die
Welle 11 und das kleine Kegelrad 14 ebenfalls
entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Das kleine Kegelrad 14 steht
mit dem großen
Kegelrad 16 in kämmendem
Eingriff. Dies wiederum bewirkt, dass das große Kegelrad 16 entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und zwar wenn von oben auf die Welle 12 geschaut
wird. Eine Drehung der zweiten Welle 12 in dieser Drehrichtung
bewirkt ein Zustellen des Objekts 2 zum Messer 3.
Dieser Zusammenhang ist auch durch das links angeordnete Symbol 26 angedeutet,
auf welches das Griffstück 33 der
Schaltscheibe 25 in 4a zeigt.
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Die
Position der Schaltscheibe 25 aus 5a entspricht
dem Betriebszustand, in welchen die erste Welle 11 von
der zweiten Welle 12 entkoppelt ist und das kleine Kegelrad 14 weder
im Eingriff mit dem großen
Kegelrad 15 noch mit dem großen Kegelrad 16 steht.
Selbst wenn die Kurbel 13 in diesen Betriebszustand gedreht
werden sollte, wird diese Drehung nicht auf die Welle 12 übertragen.
Dieser Betriebszustand ist in der Seitenansicht in 5b gezeigt.
Dieser Zusammenhang ist auch durch das oben mittig angeordnete Symbol 26 angedeutet,
auf welches das Griffstück 33 der
Schaltscheibe 25 in 5a zeigt.
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Bei
der Position der Schaltscheibe 25 aus 6a steht
das kleine Kegelrad 14 mit dem großen Kegelrad 15 in
kämmenden
Eingriff. Dementsprechend dreht bei der im Uhrzeigersinn gedrehten
Kurbel 13 die Welle 11 und das kleine Kegelrad 14 ebenfalls
im Uhrzeigersinn. Somit wird das große Kegelrad 15 und
die Welle 12 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht,
und zwar wenn von oben auf die Welle 12 geschaut wird.
Eine Drehung der zweiten Welle 12 in dieser Drehrichtung
bewirkt ein Zustellen des Objekts 2 zum Messer 3.
Dieser Zusammenhang ist auch durch das rechts angeordnete Symbol 26 angedeutet,
auf welches das Griffstück 33 der
Schaltscheibe 25 in 6a zeigt.
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Die
Schaltscheibe 25 weist eine ringförmige über einen Halbkreis verlaufende
Nut 35 auf, welche in 3 in der
Schnittansicht gezeigt ist. Am Gehäuseteil 27 ist ein
von der äußeren Oberfläche abragender
(nicht gezeigter) Stift vorgesehen, welcher in die Nut 35 eingreift
und hierdurch Endanschläge
für den Verdrehbereich
der Schaltscheibe 25 realisiert werden, nämlich von
der in 4a gezeigten einen Endposition
zu der in 6a gezeigten anderen Endposition.
Den 4a, 5a und 6a ist
entnehmbar, dass das Gehäuseteil 27 an
seiner der Kurbel 13 zugewandten Oberfläche eine Vertiefung 28 aufweist,
welche unter anderem optisch den Verdrehbereich der Schaltscheibe 25 bzw.
der Exzenterhülse 19 andeutet.
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In
den Fig. ist nicht näher
gezeigt, dass in der Buchse 22 ein Kugeldruckstück vorgesehen
ist, welches in drei, jeweils um 90 Grad versetzte Aussparungen 29 (von
welchen eine in 3 gezeigt sind) einrastet. Hierdurch
sind ein Rastmittel und drei den drei Betriebszuständen entspreche
Rastpositionen vorgesehen, so dass die Schaltscheibe 25 bzw.
die Exzenterhülse 19 in
einer Position verbleibt, welche dem jeweiligen vom Bediener eingestellten
Betriebszustand entspricht.
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In 3 ist
durch die Schraube 34 angedeutet, dass an dem Bauteil 30 die
Abdeckung der in 2 gezeigten Kurbel 13 befestigbar
ist. Das Bauteil 30 kann gegenüber der Welle 11 verdreht
werden. Das Bauteil 31 ist drehfest mit der Welle 11 verbunden.
Zwischen dem Bauteil 30 und dem Bauteil 31 sind
zwei Tellerfedern 32 vorgesehen. Die Tellerfedern 32 sind
derart vorgespannt, dass das Bauteil 31 von dem Bauteil 30 und
(über die
erste Welle 11 verbunden) dem kleinen Kegelrad 14 weggedrängt wird. Hierdurch
kommt das Bauteil 30 an der Schaltscheibe 25 zur
Anlage und kann in axialer Richtung kaum bewegt werden. Das Bauteil 31 greift über die
Kugelbolzen 36 in die in 3 nicht
gezeigte Abdeckung der Kurbel 13 formschlüssig ein,
so dass letztendlich die Kurbel 13 drehfest mit der Welle 11 verbunden
ist. Bei überhöhtem Drehmoment
an der Kurbel 13 rutschen die über Bauteil 31 federbelasteten
Kugelbolzen 36 aus den Vertiefungen in der Kurbel 13 und realisieren
so eine Rutschkupplung.