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Fraktionssammler zur Füllung von in mehreren konzentrischen Kreisen
oder spiralförmig um seine Mittelachse ortsfest aufgestellten Gefäßen Die Erfindung
betrifft einen Fraktionssammler mit einem um eine feste Achse drehbaren Verteilerarm
zur Füllung von in mehreren konzentrischen Kreisen oder spiralförmig um die feste
Achse ortsfest aufgestellten Gefäßen.
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Zur Füllung mehrerer in konzentrischen Reihen aufgestellter Gefäße
sind Fraktionssammler bekannt, bei welchen der die zu füllenden Gefäße tragende
Tisch drehbar angeordnet ist, so daß dadurch die Gefäße schrittweise unter die Mündung
des Füllrohres gebracht werden können.
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Beispielsweise beschreibt die deutsche Patentschrift 1 014 451 eine
Abfülleinrichtung, bei der der Träger für die zu füllenden Gefäße während des Füllvorganges
schrittweise gedreht wird. Die Gefäße sind dabei in mehreren konzentrischen Kreisen
angeordnet. Die Flüssigkeitszuführung ist um eine Achse seitlich schwenkbar, um
die einzelnen Reihen von Gefäßen auf dem Drehtisch erreichen zu können. Die beiden
Hauptelemente der Einrichtung, nämlich die Flüssigkeitszuführung und der Träger
für die Gefäße, sind kinematisch miteinander verbunden.
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In ähnlicher Weise ist aus der USA.-Patentschrift 2 493 382 eine
automatische Fülleinrichtung bekannt, bei welcher zwischen der Fülleinrichtung und
dem umlaufenden Träger für die zu füllenden Gefäße eine kinematische Verbindung
vorgesehen ist.
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Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 1 095 008 eine Einrichtung
zum mengengesteuerten Auffangen von Analysenflüssigkeiten bekannt, bei der ein flacher,
horizontal beweglicher Drehtisch die zu füllenden, spiralförmig angeordneten Gefäße
trägt.
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Schließlich wird durch die französische Patentschrift 1 137 345 ein
automatischer Fraktionssammler angegeben, bei dem wiederum die zu füllenden Reagenzgläser
auf einem Drehtisch angeordnet sind.
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Die Einrichtung gemäß dieser Patentschrift entspricht im grundsätzlichen
Aufbau der vorher beschriebenen Einrichtung.
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In der präparativen Chromatographie ist es jedoch notwendig, eine
größere Menge von Stoffen vorzubereiten, die als chemische Individuen zur weiteren
Arbeit benötigt werden. Während bei der häufiger angewendeten nichtpräparativen
Chromatographie es ausreicht. die meistenteils kleinen Gefäße auf den bewegten Tellern
des Fraktionssammlers anzuordnen, erfolgt in der präparativen Chromatographie die
Aufnahme in andere Gefäße größeren Inhalts, welche um den Franktionssammler herum
in konzentrischen Reihen angeordnet sind.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Füllen
solchermaßen angeordneter Gefäße zu schaffen. Die Erfindung wird also vorzugsweise
in der präparativen Chromatographie verwendet werden, kann jedoch mit gleichem Erfolg
gegebenenfalls nach geringfügigem Umbau auch in der nichtpräparativen Chromatographie
Verwendung finden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Fraktionssammler der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der an einer drehbaren Spindel angeordnete mehrteilige
Verteilerarm des Fraktionssammlers aus einem Innenarm und einem Außenarm besteht,
die miteinander mittels eines Zapfens gelenkig verbunden sind, daß ferner der Außenarm
an seinem, dem Innenarm zugewandten Ende ein Segment mit Einkerbungen aufweist,
in welche eine auf einem mit dem Innenarm schwenkbar verbundenen Winkelarm angeordnete
Rolle unter dem Druck einer Feder einrastbar ist, und daß am äußeren Ende des Außen
armes ein einstellbarer Halter für den Flüssigkeitszuführungsschlauch angebracht
ist.
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Es wird dadurch bewirkt, daß der Verteilerarm des Fraktionssammlers
nicht nur um die feste Achse, sondern auch radial bewegt werden kann und somit in
mehreren Reihen hintereinander angeordnete Gefäße fortlaufend gefüllt werden können.
Dies ist ein bedeutender Fortschritt, da sonst die Anzahl der auf zunehmenden Fraktionen
durch die Größe der Gefäße begrenzt ist, da die letzteren einerseits der Anzahl
der Schritte, die der Sammler bei einer tdm-
drehung ausführen kann,
andererseits der Größe der Gefäße und Trichter zur Füllung der Gefäße, die nur in
begrenzter Auswahl zur Verfügung stehen, und schließlich der Größe der Schritte,
in welchen die Gefäße angeordnet sind, angepaßt sein müssen. Durch die Erfindung
wird an Stelle des sonst üblichen Armes ein solcher Arm verwendet, der es ermöglicht,
die Mündung, aus der die aufzufangende Flüssigkeit ausfließt, fortschreitend an
die Stellen, wo sich die Öffnungen der einzelnen Gefäße befinden, nach einem geometrischen
Schema zu überführen.
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Nach einem weiteren Merkmal im Rahmen der Erfindung ist am Ende der
feststehenden Achse des Fraktionssammlers ein feststehender Hilfsarm mit einer Rolle
vorgesehen, welche in Führungen eines Hilfssegments eingreift, das drehbar an einer
am Innenarm vorgesehenen Achse angeordnet und mit dem Außenarm über Zapfen durch
eine Pleuelstange verbunden ist.
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Dadurch wird, durch entsprechende Anordnung der Führungen auf dem
Hilfssegment, erreicht, daß der Verteilerarm jeweils nach einer Umdrehung auf die
nächste Gefäßreihe umgeschaltet wird.
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Weiterhin sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor,
auf dem drehbaren Hilfssegment eine Rolle vorzusehen, die in eine spiralförmige
Führung eingreift, die mittels einer Platte an der festen Achse des Fraktionssammlers
angeordnet ist.
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Es ist offenbar, daß mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des
Fraktionssammlers vollautomatisch spiralförmig angeordnete Gefäße gefüllt werden
können.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann jederzeit ohne Schwierigkeit
auf die in der nichtpräparativen Chromatographie üblichen Fraktionssammler aufgesetzt
werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 einen Querschnitt des
Ausführungsbeispiels, F i g. 2 eine Draufsicht der Einrichtung gemäß Fig. 1 und
F i g. 3 ein Detail einer anderen Ausführungsform.
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Es ist zu erkennen, daß der Innenarml mittels einer von Hand zu betätigenden
Schraube 2 mit einem Ende an einer drehbaren Spindel 3 eines üblichen Fraktionssammlers
angebracht ist, wobei auf die Spindel 3 üblicherweise ein Teller 4 aufgesetzt ist.
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Dieser Teller 4 wird gemäß der Erfindung selbstverständlich nicht
benötigt.
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Am anderen Ende des Innenarmes 1 ist sodann der Außenarm 6 mittels
eines Zapfens 5 drehbar angeordnet. Dabei trägt der Außenarm 6 an seinem anderen
Ende den einstellbaren Halter 7, der den Flüssigkeitszuführungsschlauch 8 haltert.
Der Halter 7 ist mit einem Einschnitt 9 versehen, der nach Lösen einer von Hand
zu betätigenden Schraube 10 die Feineinstellung der Lage der Schlauchmündung ermöglicht.
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An seinem mit dem Innenarm zusammengelenkten Ende trägt der Außenarm
ein Segment 11, welches mit Kerben 15 versehen ist, und in welche unter dem Druck
einer Feder 14 eine Rolle 12 eingedrückt wird, die auf einem mit dem Innenarm schwenkbar
verbundenen Winkelarm 13 angeordnet ist. Die Rolle 12, die in den Kerben 15 nicht
selbsthemmend einschnappt, fixiert die relative Winkellage des Außenarmes 6 gegenüber
dem Innenarm 1. Solange das Segment 11 gegenüber der Rolle 12 feststeht, be-
schreibt
die Mündung des Schlauches 8 eine mit der Drehachse des Sammlers konzentrische Kreislinie.
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Die durch den Schlauch 8 überführte Flüssigkeit füllt fortschreitend
die auf dieser Kreislinie an den den einzelnen fortschreitenden Winkelschritten
entsprechenden Stellen aufgestellten Gefäße.
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Am Ende der feststehenden Achse 18 des Frãktionssammlers ist sodann
der Hilfsarml7 mit der Rolle 16 unbeweglich angeordnet. Dabei kommt die Rolle 16
bei der Drehung des Verteilerarmes mit den Führungen 19 des auf dem Innenarm angeordneten
Hilfssegments 20 in Eingriff. Dieses Segment 20 ist drehbar auf der auf dem Innenarm
angeordneten Achse 21 gelagert.
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Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß nach einer Umdrehung die
Rolle 16 jeweils mit einer anderen Führung 19 am Hilfssegment 20 in Eingriff gelangt,
wodurch das Hilfssegment 20 über die Pleuelstange 22, die über die Zapfen 23 und
24 Außenarm 6 und Hilfssegment 20 verbindet, den Außenarm 6 und damit das Segmentll
jeweils um eine Kerbe weiter schaltet. An sich könnte das Hilfssegment 20 auch durchaus
unmittelbar am Zapfen 5 des Außenarmes 6 angeordnet werden, ähnlich wie das mit
Kerben versehene Segment 11, jedoch würde die dann erforderliche große Länge des
Hilfsarmes 17 störend wirken.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei geeigneter
Wahl der Ausmaße der einzelnen Einrichtungsteile der ganze Arm statt der letzten
Schrittbewegung einer Umdrehung, bei welcher die Mündung des Schlauches 8 wieder
über jenes Gefäß gelangen würde, bei welchem der Füllvorgang bF gonnen wurde, eine
besondere Bewegung ausfiihrt, durch welche die Mündung des Schlauches 8 in eine
Stellung oberhalb des Anfangsgefäßes, jedoch in der benachbarten Reihe, entlang
einer Bahn gelangt, welche die Resultierende aus der Schrittbewegung der ganzen
Einrichtung bezüglich der ortsfesten Gefäße und aus der Relativbewegung des Außenarmes
6 bezüglich des Innenarmes 1 darstellt.
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Auf diese Weise kann also mit einfachen Mitteln eine genaue Überführung
der Mündung des Schlag ches 8 an diejenigen Stellen, wo sich die Gefäße in mehreren
Reihen befinden, bei äußerst rationeller Raumausnutzung bewerkstelligt werden.
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Bei einer besonders großen Anzahl von Reihen und in Fällen, wo es
sich darum handelt, die Gefäße ganz dicht nebeneinander zu stellen und auf diese
Weise den Vorteil der automatischen gegenseitigen Fixierung ohne Halter oder Einstellen
auf markierte Stellen u. dgl. zu erzielen, müßte die Einrichtung noch durch ein
Korrektionsglied vervollständigt werden, z. B. dadurch, daß die Zusammenlenkung
der Armteile durch ein Abwälzgelenk an Stelle des einfachen Gelenkes 5 erfolgt.
Dadurch würde eine allgemeinere, zusätzliche Bewegung erzielt, die ganz genau auch
die Formen von allgemeinen Spiralbögen erfassen kante.
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Jedoch kann die Anordnung der Gefäße atich in einer zusammenhängenden
Spirale erfolgen. In diesem Fall muß der Mechanismus des Verteilerarmes derart ausgeführt
sein, daß er bei jedem Schritt des Sammlers einen entsprechenden Anteil der Radialverschiebung
der Schlauchmündung ausführt.
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Dies erfolgt in einer anderen Ausführung der Erfindung in der in
F i g. 3 dargestellten Weise, wobei am Segment 20, das um eine auf dem Innenarm
1 angeordnete Achse 21 drehbar ist, sich eine Rolle 30 befindet, die in eine spiralförmige
Führung 31 ein
greift, welch letztere mittels einer Platte 32 auf
der festen Achse 18 des Fraktionssammlers aufsitzt.