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Mikrotom Die Erfindung betrifft ein Gerät für biologische Untersuchungen,
und zwar eine Vorrichtung zum schnellen Zerschneiden biologischen Gewebes in dünne
Schichten nnichtfixiertenn Gewebes ohne Einfrieren für Forschungsanalysen oder klinische
Untersuchungen. Die Vorrichtung ist für die Herstellung von Gewebeschichten einer
Dicke von etwa 5 bis 230 P zu verwenden.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art sind hinsichtlich Steuerung und
Schutz nicht zufriedenstellend, wobei durch das Vibrieren des Schneidarms und Störungen
der gradlinigen Bewegung die ungleichmaßigen Gewebeschichten erzeugt werden, die
gelegentlich sogar zerreißen. Bei bekannten Vorrichtungen fehlen Mittel zum Verhindern
zufälliger Beschädigung des Vorschubmechanismus des Probenträgers und des Schneidmessers.
Sie erfordern auch zahlreiche und zeitraubende Handhabungen zum Durchführen von
Schneidvorgängen bei einer fortlaufenden Reihe von Proben.
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Auch fehlen schnell und leicht einstellbare Mittel zum Verändern des
Arbeitens der Vorricht« g.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Mittel zum schnell len und
gleichmaßigen Zerteilen biologischer Gewebe zur Untersuchung
im
Licht- oder Elektronenmikroskop auf, bei denen ein schnell schwingendes Messer auf
eine Probe einwirkt, die auf einem sich mit Unterbrechungen bewegenden Träger befestigt
ist. Verbesserte Mittel für das Einstellen der Anordnung der Schneidkante des Messers
in Bezug zum Probenträger sowie Mittel zum Verhindern der Erschütterung oder des
Vibrierens des das Messer haltenden Bauteils sind vorgesehen, wobei letzteres mit
einem mit dem das Messer haltenden schwingenden Schneidarm verbundenen Kupplungsdämpfungsmittel
versehen ist. Ferner sind Mittel zum Verändern der Dicke der durch das Messer zu
schneidenden Schichten vorgesehen, die selbst während des Schneidens betätigbar
sind, wenn Schichten verschiedener Dicke- aus der gleichen Probe gewünscht werden.
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Ferner sind Sicherheitsvorrichtungen in den Vorschubmechanismus des
Probenträgers eingebaut, durch die die das Gerät mit Strom versorgende Schaltung
automatisch abgeschaltet wird, wenn der Probenträger eine bestimmte Grenze erreicht,
wodurch ein Anschlagen des Probenträgers an die Wand des Geräts und das Lösen von
miteinander in Eingriff befindlichen Gewindeschrauben und Muttern verhindert wird.
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Außerdem sind Mittel zum schnellen Anordnen und Auswechseln der die
Probe am beweglichen Probenträger haltenden Scheibe vorgesehen, so daß ganze Probenreihen
nacheinander ohne Verzögerung schnell im Gerät behandelt werden können.
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Es sind ferner Mittel zum Anheben der Schneidarmeinheit vorgesehen,
so daß die Proben leicht und sicher an Ort und Stelle gebracht und eingestellt sowie
das in der Einheit vorhandene Schneidmesser ausgetauscht und eingestellt werden
können. Auch sind Mittel zum leichten Einstellen der Schlagkraft
des
Schneidarms vorgesehen, in dem das Schneidmesser angeordnet ist, um das Arbeiten
des Geräts den Geweben verschiedener Dicke und Zähigkeit ansupassen.
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Der Probenträger wird durch einen Auslösehebel momentan in die Ausgangsstellung
zurückgebracht, wodurch das bei bekannten Geräten bestehende zeitraubende Erfordernis
wegfällt, eine Führungsschraube von Hand zurückzudrehen, um den Probenträger zum
Bearbeiten einer neuen Probe in die Ausgangsstellung zurückzubringen.
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Selbstverständlich können die Prinzipien der Erfindung auch für andere
Zwecke als das Bearbeiten biologischer Stoffe oder Proben verwendet werden, und
zwar kann die Vorrichtung einer Verwendung angepaßt werden, bei der sich ein Träger
schrittweise von einer Seite eines Rahmens auf die andere Seite bewegt, während
ein anderer Teil der Vorrichtung während der aufeinanderfolgenden Perioden, in denen
der Träger zwischen schrittweisen Bewegungen stillsteht, im wesentliclien senkrecht
zum Träger arbeitet.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der weich nung ist die Erfindung beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und teilweise aufgerissen und im Schnitt
eine die inneren Bestandteile der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zeigende Draufsicht bei
abgenommener Abdeckung, Fig. 3 einen Schnitt bei Linie 3-3 in Fig. 2 mit zum Teil
weggelassenen Bauteilen,
Fig. 3A in stark vergrößertem Maßstab einen
durch die vertikale Mitte des in Fig. 3 gezeigten Messerblatts verlaufenden Schnitt
des Messerhalters der Vorrichtung, Fig. 4 einen Schnitt bei Linie 4-4 in Fig. 3
mit zum Teil weggelassenen Bauteilen, Fig. 5 einen Schnitt bei Linie 5-5 in Fig.
3 mit zum Teil weggelassenen Bauteilen, Fig. 6 einen Schnitt bei Linie 6-6 in Fig.
5 mit zum Teil weggelassenen Bauteilen, Fig. 7 eine Ansicht eines Teils der Fig.
6, und zwar der Schichtdickensteuerungsvorrichtung in einer bestimmen, von der in
Fig0 6 gezeigten Stellung abweichenden Stellung, Fig. 8 in vergrößertem Maßstab
einen Schnitt bei Linie 8-8 in Fig. 2 mit zum Teil abgebrochenen Bauteilen, Fig.
9 eine Ansicht ähnlich der Fig. 8 zur Darstellung des Auskoppelns verschiedener
Bauteile und eines Teils des elektrischen Schaltsystems der VoDichtung, Fig. 10
in vergrößertem Maßstab eine Stirnansicht eines Teils der Fig. 4 zur Darstellung
des in Seitenansicht in Fig. 9 gezeigten Ausschalt- und Rückstellmechanismus, Fig.11
in stark vergrößertem Maßstab und geschnitten bei Linie 11-11 in Fig. 3 eine Teilansicht
der Vorrichtung mit zum Teil weggelassenen Bauteilen, Fig. 12 in stark vergrößertem
Maßstab und in der Mitte geschnitten eine Ansicht des Probenträgers und seiner Halterung,
Fig.
13 einen Schnitt bei Linie 13-13 in Fig. 12 mit zum Teil abgebrochenen Bauteilen,
Fig. 14 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines die Vorrichtung zum Steuern
der Spannung aufweisenden Teils der Vorrichtung, Fig. 15 einen Schnitt bei Linie
15-15 in Fig. 14 mit zum Teil weggebrochenen Bauteilen, Fig. 16 einen Schnitt bei
Linie 16-16 in Fig. 15, Fig. 17 in vergrößertem Maßstab und teilweise geschnitten
einen Teil des Kupplungsmechanismus für den Schneid arm, Fig. 18 einen Schnitt bei
Linie 18-18 in Fig. 17, und Fig. 19 ein schematisches Schaltbild des die Arbeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuernden Stromkreises.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einem kastenartigen, aus
Aluminiumguß od. dgl. hergestellten, rechteckigen Gehäuse 21 untergebracht, das
aus einem Boden 22, Seitenwänden 23 und 24 und etwas kürzeren Abschlußwänden 26
und 27 besteht (Fig. 1, 2 und 3).
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Die vorderen Teile der Seitenwände 23 und 24 weisen eine geringere
Höhe auf, die im wesentlichen mit der der atirnseitigen Abschlußwand 27 übereinstimmt,
und die vorn und die hinten liegenden Abschnitte der Seitenwände 23 und 24 sind
durch schräge Stücke 23a bzw. 24a verbunden (Fig. 2 und 3).
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Das Gehäuse 21 ist mit einer rechteckigen Abdeckung 28 aus Blech
abgedeckt, die Seitenwände 29, Abschlußwände 32 und 33, eine höher liegende obere
Deckfläche 34 und eine untere Deckfläche 36 aufweist. Bei manchen Ausführungsforien
kann die
Abdeckung 28 auch in einen vorderen und rückwärtigen Abschnitt
unterteilt werden. Zwischen der oberen Deckfläche 34 und der unteren Deckfläche
36 ist eine mit diesen einstückig ausgebildete schräge Wand 37 vorgesehen, die eine
rechteckige Öffnung 38 aufweist, durch die sich der schwingende Schneidarm der Vorrichtung
erstreckt. Die Abdeckung 28 ist durch das Zusammenwirken eines mit der Innenfläche
der rückwärtigen Abschlußwand 32 der Abdeckung 28 verbundenen Einrastbügels 39 mit
einem mit der oberen Kante der rückwärtigen Abschlußwand 26 des Gehäuses verbundenen
Federschnapper 41 mit dem Gehäuse 21 fest verbunden (Fig. 3).
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Das Gehäuse 21 steht auf einer Vielzahl in Abstand voneinander angeordneter
Gummipuffer 42, die an der Unterseite des Bodens 22 angeordnet und durch geeignete
Schraubbolzen od.
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dgl. befestigt sind. Die vordere Abschlußwand 27 weist eine rechteckige
Öffnung 43 auf (Fig. 1 und 3)5 durch die eines der Steuerungselemente der Vorrichtung
herausragt.
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Im Inneren des Gehäuses 21 ist ein Elektromotor 44 mit Bolzen od.
dgl. am Boden 22 befestigt, der durch Kabel 46 mit einer Geschwindigkeitsateuerung
47 verbunden ist (Fig. 2 und 3).
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Die Gesohwindigkeitssteuerung 47 ist durch eine Käbelleitung 48 mit
einer elektrischen Energiequelle verbunden. Eine Steuer welle 49, die sich durch
die Seitenwand 24 des Gehäuses 21 hindurcherstreckt und in einen zur Bestimmung
der Arbeitsgeechwindigkeit der Vorrichtung zu handhabenden Knopf 51 endet, ist mit
dem Innern der Geschwindigkeitssteuerung 47 verbunden.
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Geschwindigkeitssteuerungen wie die beispielsweise dargestellte Steuerung
sind in der Technik allgemein bekannt.
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Am vorderen Ende des Elektromotors 44 ist ein Unterseteungsgetriebe
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befestigt, das mit einer Antriebsriemenscheibe 53 verbunden ist. In entsprechenden
Lagern in den Seitenwänden 23 und 24 ist eine getriebene Nockenwelle 54 drehbar
befestigt, die mit einer getriebenen Riemenscheibe 56 verbunden ist. Die Antriebsriemenscheibe
53 ist mit der getriebenen Riemenscheibe 56 durch einen Riemen 57 für zeitlich abgestimmten
Antrieb verbunden, wodurch bei Betrieb des Elektromotors 44 die Nockenwelle 54 veranlaßt
wird, sich mit einer durch Einstellen des Knopfes 51 bestimmten Geschwindigkeit
zu drehen.
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Zwischen den Enden der Welle 54 und sich mit dieser drehend ist eine
Nocke 58 mit einer spiralig ausgebildeten Nokkenfläche 59 befestigt (Fig. 3). Mit
dem Untersetzungsgetriebe 52 ist ein Bügel 61 verbunden, an dem ein Ende einer Blattfeder
62 befestigt ist, deren anderes Ende mit einem blkisßen 63 aus geeignetem schwammartigen
Material verbunden ist, das ein Schmieröl enthält. Dieses Ölkissen 63 wird durch
die Blattfeder 62 fortwährend gegen die spiralige Fläche 59 der Nocke 58 gedrückt.
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Oberhalb der Nockenwelle 54 ist eine Welle 64 für den Schneidarm
in geeigneten Lagern in den Seitenwänden 23 und 24 drehbar befestigt. Um die Welle
64 schwenkbar ist eine Schneidarmeinheit 65 angeordnet, die drei in Abstand voneinander
angeordnete Lagerringe 66,67 und 68 aufweist, die die Welle koaxial und frei drehbar
mit engem Gleitsitz umgeben (Fig. 2,3,4 und 5) Die Lagerringe 66,67 und 68 weden
durch eine oder mehrere in AS stand voneinander angeordnete Stangen 69 fest verbunden,
so daß sich die Ringe gemeinsam drehen. Mit dem mittleren Lagerring 68 ist ein sich
nach vorn erstreckender Schneidarm 71 fest verbunden,
der zwischen
seinen Enden zwei einstückig mit ihm verbundene, sich schräg in einander entgegengesetzten
Richtungen erstreckende Streben 72 und 73 aufweist, die außerdem mit den Lagerringen
66 bzw. 67 einstückig verbunden sind.
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Mit dem Lagerring 68 ist ferner ein sich nach rückwärts erstreckender
Steg 74 verbunden, der in einen kreisförmigen Plachköpfigen Stutzen 76 endet, der
als Anschlag für die Schneidarmeinheit dient, die einschließlich der Lagerringe
66,67,68 und des Schneidarms 71 sowie der Streben 72 und 73 aus einem einheitlichen
Gußstück aus Aluminium oder einer anderen geeigneten festen Beichtgewichtslegierung
hergestellt sein kann.
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Unmittelbar oberhalb des Stutzens 76 ist zwischen den Seitenwänden
23 und 24 eine Stange 77 angeordnet, durch die hindurch sich eine Gewindewelle 78
erstreckt, die mit ihrem unteren Ende mit einem kreisförmigen Anschlag 79 verbunden
ist, an dessen Unterseite ein stoßdämpfendes Kissen 81 aus Hartgummi, Leder od.
dgl. befestigt ist.
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An der Stange 77 ist eine Scheibe 82 befestigt, die sich durch eine
geeignete Öffnung in der oberen Deckfläche34 erstreckt und-die als Einstellbauteil
zwischen der Stange 77 und der oberen Deckfläche 34 der Abdeckung dient. Die Gewindewelle
78 erstreckt sich durch die Scheibe 82 hindurch über die obere Deckfläche 34 der
Abdeckung hinaus und endet in einem geriffelten Schraub-Einstellknopf 83, der zum
Drehen der Gewinde welle 78 von Hand dient, wodurch die untere Anschlagfläche des
Kissens 81 in die gewünschte Höhenlage gebracht werden kann, diq die Schwenkbewegung
der Schneidarmeinheit 65 begrenzen soll. Auf die Gewindewelle 78 ist ferner ein
Feststellring 84 aufgeschraubt,
der mittels eines geriffelten Knopfes
85 zum Feststellen der Gewindewelle 78 und damit des Kissens 81 in der gewünschten
Stellung gehandhabt wird.
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Mit der Schneidarmeinheit 65 ist ein sich schräg nach unten erstreckender
Nockenarm 86 verbunden, der ein dem Nocken folgendes Einsatzstück 87 aus einem unter
dem Handelsnamen ZTeflonZ bekannten Polytetrafluoräthylen od. dgl. aufweist, das
mit der spiraligen Nockenfläche 59 der Nocke 58 zusammenwirkt, so daß die Drehung
dieser Fläche Xück- und erneute Vorschwenken der Schneidarmeinheit 65 bewirkt (Fig.
3).
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Während die Drehung der Nocke 58 lediglich ein Anheben di s Schneidarms
71 bewirkt, wird die Energie zum Erzeugen der nach unten wirkenden Schneidtätigkeit
des Arms in seiner Abwärtsbewegung durch eine um die Welle 64 gewickelte Torsionsfeder
88 erzeugt (Fig. 2 und 5). Ein Ende der Torsionsfeder 88 sitzt in einer Öffnung
in einer Nase 89 auf dem Lagerring 68, während das andere Ende der Feder mittels
einer Schraube 90 od. dgl. a der Welle 64 befestigt ist. Die Schneidarmeinheit 65
wird durch die Wirkung der Nocke 58 in bezug auf die Welle 64 entgegen dem Uhrzeigersinn
verschwenkt, so daß sich der Schneidarm 71 in eine Höhe anhebt, die durch einen
Hochpunkt 91 der spiraligen Nockenfläche 59 der Nocke 58 bestimmt wird (Fig. 3).
Wenn das Einsatz stück 87 nach Passieren des Hochpunktes 91 freigegeben wird, bewirkt
die Torsionsfeder 88 ein Verschwenken der Schneid armeinheit 65 im Uhrzeigersinn,
wodurch sich der Schneidarm 71 in Schneidbewegung senkt und die Probe in später
beschriebener Weise zerschneidet.
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Die Spannung der Torsionsfeder 88 ist mittels eines Spannungssteuerknopfes
92 einstellbar, der mit Hilfe einer
Schraube 93 am äußeren Ende
der Welle 64 befestigt ist, das sich durch die Seitenwand 23 des Gehäuses 21 erstreckt
(Fig0 2, 14,15,16). Wenigstens ein außermittig angeordneter Stift 94 erstreckt sich
längs durch ausgefluchtete Löcher in der Welle 64 bzw. im Spannungssteuerknopf 92,
wodurch die einheitliche Drehung des Knopfs mit der Welle sichergestellt ist. Koaxial
zum Spannungssteuerknopf 92 ist t um diesen herum ein geriffel ter Ring 96 angeordnet,
der eine axiale kreisförmige Öffnung hat, die mit einem sich nach außen erstreckenden
kreisförmigen Flansch 97 des Spannungssteuerknopfs 92 gleitbar zusammenwirkt.
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Der Ring 96 weist einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen
Flansch 98 auf, dessen kreisförmige Öffnung mit der zylindrischen Oberfläche des
Spannungssteuerknopfs 92 gleitbar zusammenwirkt. Der Ring 96 ist relativ zum-Sp
ungssteuerknopf 92 in Längsrichtung gleitbar angeordnet, wobei die Bewegung nach
außen durch eine kreisförmige Schulter des Flansch 98 begrenzt wird, die an die
innere Schulter des Flanschs 97 anschlägt. Der Ring 96 wird normalerweise durch
eine Spiral feder 99 nach innen auf die Seitenwand 23 zu gedrückt, wobei ein Ende
der Feder am Flansch 96 und das andere Ende an der inneren Schulter des Flanschs
98 des Rings 96 anliegt.
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Durch den Flansch 97 des Spannungssteuerknopfs 92 und durch den Flansch
98 des Rings 96 hindurch erstrecken sich um 180° versetzt zwei Stifte 101 außermittig
in Längsrichtung. Der Flansch 98 ist entlang dieser Stifte gleitbar, die dafür sorgen,
daß sich der Spannungssteuerknopf 92 dreht, wenn der Ring 96 gedreht wird. Der Ring
96 weist eine außermittig angeordnet te, sich längserstreckende Öffnung 102 auf,
in der ein Stellbolzen 103 eingesetzt ist, der wahlweise in eine von mehreren
Ausnehmungen
104 einbringbar ist, die in der Seitenwand 23 in einem Kreis koaxial um die Welle
64 herum angeordnet sind. Der Stellbolzen 103 kann durch Zurückziehen des Rings
96 gegen die Wirkung der Spiralfeder 99 beliebig aus den Ausnehmungen 104 herausgezogen
werden.
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Wenn der zurückgezogene Ring 96 von Hand gedreht wird, drehen sich
gleichzeitig der Spannungssteuerknopf 92 und die Welle 64, wobei durch die Drehung
der Schraube 90 die Spannung der Torsionsfeder 88 in Abhängigkeit von der Drehrichtung
erhöht oder verringert wird. Bei der in den Fig. 14,15 und 16 dargestellten Ausführungsform
ist die Seitenwand 23 mit sieben in Abständen voneinander kreisförmig angeordneten
Ausnehmungen 104 versehen, in die der Stellbolzen 103 zur stufenweisen Verstel wahlweise
eingesetzt werden kann, wodurch die Bedienungsperson die Stärke der Kraft der Abwärtsbewegung
des Schneidarms 71 je nach Beschaffenheit des zu zerschneidenden Gewebes bestimmen
kann. Die Ausnehmungen 104 sind zur Erleichterung der Wahl und zum Aufzeichnen der
jeweils einer bestimmten in der Vorrichtung zu behandelnden Gewebeart entsprechenden
Einstellung mit einer Gradeinteilung von 0 bis 6 bezeichnet. Je höher die Einstellung,
desto größer ist die Geschwindigkeit und Kraft, mit der sich der Schneidarm 71 beim
Schneiden abwärts bewegt.
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Die Torsionsfeder 88 dient ferner dazu, die Schneidarmeinheit 65
ständig gegen die Seitenwand 23 der Vorrichtung zu -drücken, wodurch ein Totgang
verhindert und die genaue Arbeit des am Schneidarm 71 befestigten Schneidmessers
sichergestellt wird.
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Um das Erschüttern, Schlagen oder Vibrieren der Schneidarmeinheit
65 zu verringern oder im wesentlichen auszuschalten,
insbesondere
wenn das der Nocke folgende Einsatzstück 87 vom Hochpunkt 91 der Nocke 58 abfällt,
sind Schwingungsdämpfung -mittel vorgesehen, wie in Fig. 2,3,17 und 18 dargestellt.
Der Lagerring 67 weist einen sich nach rückwärts erstreckenden, ein stückig mit
ihm ausgebildeten Arm 107 auf, an dem mittels eines Splints 108 ein Ende eines sich
nach unten erstreckenden Gelenkstücks 109 verschwenkbar befestigt ist, dessen anderes
Ende mittels eines Splints 111 mit einem Arm 112 einer Einwegkupplung 113 verschwenkbar
verbunden ist. Die Befestigung der Einwegkupplung 113 besteht aus einem Stutzen
114, der in der Seitenwand 24 befestigt ist, sich von dort nach innen erstreckt
und in einer kreisförmigen Platte 116 endet, mit der eine sich nach innen erstreckende
Welle 117 in ihrer Achsrichtung verbunden ist. An der Platte 116 ist eine kreisförmige
Reibungs-Kupplungsscheibe 118 aus Leder oder einem anderen geeigneten Reibungsmaterial
befestigt. Ein die Welle 117 koaxial umgebendes innerer Laufring 119 eines Stützgehäuses
120 der Kupplung weist einen im wesentlichen kreisförmigen Flansch auf, der als
Andruckplatte 121 wirkt, die mit der Kupplungsscheibe 118 in Reibkontakt ist, mit
der sie in der Größe übereinstimmt und koaxial verläuft. Der innere Laufring 119
ist koaxial von einem äußeren Stützzylinder oder Laufring 122 umgeben, der übliche
gebogene, in gleichen Abständen voneinander angeordnete Stütznasen aufweist, zwischen
denen eine Vielzahl von Wälzstiften 123 angeordnet sind, die in bekannter Weise
im Zusammenwirken mit den Stütznasen das Festhalten bewirken.
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Der Arm 112 besteht mit dem Stützgehäuse 120 aus einem Stück, wodurch
eine Drehung des Arms im Uhrzeigersinn durch eine gleiche Drehung des Stutzgehäuses
120 und des äußeren Lauf rings 122 begleitet ist, wobei die Wälzstifte 123 so in
ihre
Lage gedrückt werden, daß der innere Laufring 119 und die
Andruckplatte 121 gedreht werden. Eine Drehung des Arms 112 entgegen dem Uhrzeigersinn
ist nur von einer gleichen Drehung des Stützgehäuses 120 und des äußeren Laufring
122 begleitet, die Wälzstifte 123 bleiben jedoch bei der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn
außer Aktion und bewirken keine Drehung des inneren Laufrings 119 und der Andruckplatte
12.1.
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Im freien Ende der Welle 117 ist eine Einstellschraube 124 axial
befestigt, deren Gewindeteil sich auch frei durch ein axiale Öffnung einer kreisförmigen
Druckkappe 126 erstreckt. Die Druckkappe 126 kann mit einem einstückig mit ihr ausgebildeten
Rand 127 versehen sein, der das Ende der Welle 117 mit Abstand umgibt. Der kreisförmige
Raum zwischen dem Band 127 und der Welle 117 wird durch eine Spiralfeder 128 eingenommen,
deren eines Ende an der Druckkappe 126 und deren anderes Ende am inneren Laufring
129 der Einwegkupplung 113 anliegt. Durch Anziehen oder Lockern der Einstellschraube
124 wird der Druck zwischen der Andruckplatte 121 und der Kupplungsscheibe 118 erhöht
bzw.
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verringert, wodurch der gewünschte Reibungskontakt geschaffen wird,
der erforderlich ist, um das Vibrieren der Schneidarmeinheit 65 auszuschalten.
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Wenn das Einsatzstück 87 vom Hochpunkt 91 der sich mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit drehenden Nocke 58 abfällt, wird durch die Einwegkupplung 113 ein
Wideratand gegen die nach oben gehende Bewegung des Schneidarms 71 ausgeübt, wodurch
das Erschüttern und Vibrieren des mit dem Schneidarm verbundenen Msssers verhindert
wird. Die geeignete Einstellung der Einstellschraube 124 schafft den durch die Einwegkupplung
113 zu bewirkenden erforderlichen Widerstand, der empirisch bestimmt werden kann.
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Am vorderen Ende des Schneidarms 71 ist eine Messerhalterung angeordnet,
wie in den Fig. 1,3,3a und 4 dargestellt, die einen Messerhalter 131 aufweist, der
aus einer Platte 132, einem mit dieser einstückig ausgebildeten und zu ihr senkrechten
Arm 133 und einem schräg verlaufenden zweiten Arm 134 besteht. Der Arm 133 liegt
an einer Seitenwand des Schneidarms 71 an, während das Ende des Arms 134 an einem
Schneidmesser 136 liegt, das mit Hilfe einer Mutter 137, die auf einen am Schnei
L-arm 71 angeordneten Stift 138 aufgeschraubt ist, am Schneidarm 7 festgehalten
wird. Das Schneidmesser 136 ist eine Einschieb-Rasierklinge und liegt in einem geeigneten
Winkel so an der Wand des Schneidarms 71 an, daß die abgeschrägte Kante 139 des
Messer aus später erläuterten Gründen vertikal verläuft. Die Seite 141 des Schneidarms
71, an der das Schneidmesser 136 anliegt, verläuft in einem Winkel zur Senkrechten,
wodurch die abgeschrägte Kante 139 in genau vertikale Lage kommt.
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Die obere horizontale Kante des Schneidmessers 136 liegt an der unteren
Kante einer an der Seite 141 des Schneidarms 71 angeordneten Anschlagplatte 142
für die Rückseite des Messers an, die eine nicht dargestellte zentrale Bohrung aufweist,
die der Stift 138 frei durchsetzt. Die Anschlagplatte 142 weist zwei in Abstand
voneinander angeordnete Gewindebohrungen 143 auf, in die entsprechende Kopfschrauben
144 eingreifen können, die in entsprechendem Abstand angeordnete Bohrungen 146 im
Sehne darm 71 frei durchsetzen. Die Köpfe 147 der Kopfschrauben 144 lie gen an entsprechenden
Schultern in den Bohrungen 146 an, wodurch die Anschlagplatte 142 fest an Ort und
Stelle gehalten wird.
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Die jeweiligen Abmessungen der Kopfschrauben 144, der Köpfe 147 und
der Bohrungen 146 sind so gewählt, daß die Anschlagplatte 14 in ihrer Lage einstellbar
festgehaljben wird, wodurch die Schn'eidkante
des Schneidmessers
136 so eingestellt werden kann, daß sie am Ende jeder Schneidbewegung des Schneidarms
71 parallel zu der die Probe haltenden Platte liegt.
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An dem Ende der Nockenwelle 54, das sich von der Seitenwand 24 nach
außen erstreckt, ist ein Knopf 148 zum Einstellen des Schneidarms befestigt, der
betätigt wird, wenn bei abgeschaltetem Elektromotor 44 Proben auszutauschen oder
Schneidmesser auszuwechseln sind (Fig. 2,3 und 5). Ein Drehen des Knopfs 148 von
Hand verursacht eine Drehung der Nockenwelle 54 und der Nocke 58, wodurch letztere
den Schneidarm 71 veranlaßt, sich zu heben und in angehobener Stellung zu bleiben,
so daß die Bedienungsperson das erforderliche Auswechseln durchführen kann. Eine
Markierung 149 kann auf dem Knopf 148 angebracht werden, um durch Ubereinstimmung
mit einer anderen, nicht dargestellten Markierung auf der Seitenwand 24 sichtbar
zu machen, daß die Nocke 58 den Hochpunkt 91 nahezu erreicht hat, an dem die Drehung
des Knopfs 148 gestoppt und der Schneid arm 71 in nach oben zurückgezogener Stellung
gehalten wird.
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Bei einigen Ausführungsformen kann ein geeignetes Reibungslager für
die Welle 54 vorgesehen sein, wodurch diese in der Stellung bleibt, in die sie durch
Drehen des Knopfes 148 gebracht worden ist, um das Auswechseln und Einstellen der
Messer und das erneute Einlegen von Proben zu erleichtern.
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Quer zwischen den Seitenwänden 23 und 24 sind im vordere Teil des
Gehäuses 21 zwei Trag- und Führungsstangen 151 und 152 mit kreisförmigem Querschnitt
in Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet. An den Führungsstangen
151 und 15 ist ein aus einem Formstück aus Aluminium oder einer geeigneten Aluminium-
oder Stahllegierung hergestellter Schlitten 153 verschiebbar befestigt (Fig. 2,3,4,8,9
und 11). Am Boden des
Schlittens 153 ist eine quer und horizontal
verlaufende ebene Lagerfläche 154 ausgebildet, die sich frei entlang der oberen
Seite der Führungsstange 151 bewegt. Der Schlitten 153 weist ferner ein Paar quer
verlaufende Lagerflächen 156 und 157 auf, die in umgekehrter V-Form in Bezug zueinander
angeordnet sind und die jeweils auf der entsprechenden Fläche der Führungsstange
152 aufliegen und sich an ihr entlang bewegen.
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Die Lagerflächen 156 und 157 sind mit dem erforderlichen Grad von
Genauigkeit der genau runden Oberflache der Führungsstange 152 angepaßt, wodurch
es nicht notwendig ist, die Führungastangen 151 und 152 absolut parallel auszurichten.
Gleicheeitig ist eine genau reproduzierbare geradlinige Bewegung des Schlittens
153 sichergestellt, der durch seine Schwere auf den Führungsstangen 151 und 152
ruht.
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Zwischen den Führungsatangen 151 und 152 und parallel su ihren ist
eine drehbare Führungsschraube 158 angeordnet, deren eines Ende in der Seitenwand
24 gelagert ist. In der Seitenwand 23 ist ein schalenförmiges Lagergehäuse 159 befestigt,
in dessen axialer Mitte ein Stift 161 mit einem nach innen ragenden Anschlagkopf
162 angeordnet ist. Die Führungsschraube 158 endet in einem Abstand von der Fläche
des Anschlagkopfs 162 und ist mit einer axialen Ausnehmung versehen, in der sich
ein Teil einer Lagerkugel 163 befindet, die gegen den Anschlagkopf gedrückt wird
(Fig. 11). Die festgehaltene lagerkugel 163 und ihre Befestigung bestimmen die axiale
Mitte der drehbaren Fuhrüngsschraube 158 und sorgen für deren genaue Steuerung.
Zwischen dem Ende der Führungsschraube 158 und dem Lagergehäuse 159 ist eine aus
einem geeigneten Material s.B. Bronze od. dgl. hergestellte Lagerschale 164 angeordnet.
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Der Mittelabschnitt der Führungsschraube 158 weist ein Feingewinde
164 auf, deren Funktion weiter unton beschrieben wird.
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Am rückwärtigen und vorderen Ende des Schlittens 153 ist jeweils
ein Paar sich nach unten erstreckender und in Abstand voneinander angeordneter Schenkel
166 bzw. 167 befestigt.
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Zwischen den Schenkeln 166 ist mittels eines Stifta 168 ein Ende eines
Arms 169 eines L-förmigen Hebels 171 schwenkbar befestigt, dessen anderes äußeres
Ende in einem mit einem Knopf versehenen Handgriff 172 endet, der sich durch die
Öffnung 43 in der vorderen Abschlußwand 27 hindurch erstreckt.
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Der in der Nähe des Handgriffs 172 befindliche abschnitt des Hebels
171 ist zwischen den Schenkeln 167 des Schlittens 153 vertikal bewegbar, die zur
Führung der Schwenkbewegung des Hebels dienen (Fig. 3,4,8,9 und 11).
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Auf dem Mittelabschnitt des Hebels 171 ist mittels Bolzen 173 eine
Mutter 174 befestigt, die oben eine halbksförmige Ausnehmung 176 mit Längsgewinde
aufweist, das mit dem Feingewinde 164' der Führungsschraube 158 zusammenwirkt. Das
Gewinde der Mutter 174 wird normalerweise durch die Wirkung einer Blattfeder 177,
die auf Stiften 178 und 179 zwischen den Schenkelpaaren 166 und 167 angeordnet ist,
in Eingriff mit dem Feingewinde 164' der Führungsschraube 158 gedrückt. Der Hebel
171 hat eine sich nach unten erstreckende Nase 181, die an der normalerweise nach
oben gebogenen Blattfeder 177 (Fig. 8) anliegt und dabei von ihr nach oben gedrückt
wird.
-
Wenn die Mutter 174 aus dem Gewinde der Führungsschraube 158 gelöst
werden soll, wird der Handgriff 172 heruntergedrückt, wodurch sich der Hebel 171
um den Stift 168 nach unten verschwenkt und die Mutter von der Führungsschraube
gtst wird.
-
Der Mittelabschnitt des Schlittens 153 weist unten eine sich quer
erstreckende halbkreisförmige Iusnehinung 182 auf, deren Oberfläche sich in einem
Abstand von der Führungsschraube 158 befindet, um eine freie Bewegung zwischen beiden
zuzulassen, wenn die Mutter 174 von der Schraube nebst ist. Die einzige körperliche
Berührung zwischen dem Schlitten 153 und der Führung,sschraube 158 besteht im Eingriff
der Mutter 174 in das Schraubengewinde der Ausnehmung 176.
-
Der Schlitten 153 ist mit zwei in Abstand voneinander angeordneten
Paaren sich nach unten erstreckender, in Abstand voneinander angeordneter innerer
Schenkel 183 versehen, zwischon denen die Mutter 174 und der Hebel 171 in ihrer
Schwenkbewegung geführt werden, wie Fig. 11 zeigt. Die Paare der Schon kel 183 sind
zwischen den Paaren der Schenkel 166 und 167 angeordnet, wobei der Abstand zwischen
den Schenkeln jedes Schenkelpaares im wesentlichen gleich ist.
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An der Stirnwand des Schlittens 153 ist im Bereich der Schenkel 167
ein Ende einer Rückstellfeder 184 zum Zurückholen des Schlittens befestigt, deren
anderes Ende mit der Seitenwand 23 verbunden ist, wodurch die Feder normalerweise
bewirkt, daß sich der Schlitten frei auf die Seitenwand 23 zu bewegt, wenn die Mutter
174 aus der Führungsschraube 158 gelöst ist (Fig.2, 3 und 4). Eine Schulter 186
des Schlittens liegt an der innen seite der Seitenwand 23 an, wenn sich der Schlitten
vor seiner Bewegung während des Schneidvorgangs der Vorrichtung in Ausgangsstellung
befindet, wobei die Mutter 174 mit der Führungsschraube 158 in Eingriff steht. Durch
die Rückstellfeder 184 wird auch ein Totgang zwischen dem Gewinde der Ausnehmung
176 der Mutter 174 und dem Feingewinde 164' der Führungsschraube 158 ausgeschaltet.
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Der Schlitten 153 bewegt sich in kleinen vorbestimeten Schritten
von der Seitenwand 23 zur Seitenwand 24 gegen die Wir kung der Rückstellfeder 184
mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Betätigungsmechanismus, der aus einem
Zahnrad 187 besteht, das mit seiner Nabe 188 an der Führungsschraube 158 befestigt
ist (Fig. 2,4,6 uhd 11). Die Seite des Schlittens -153 weist entsprechende Ausnehmungen
auf, die das Zahnrad 187 und die Nabe 188 übergreifen, wenn sich die Schulter 186
des Schlit tens an die Seitenwand 23 anlegt (Fig. 11). Das Zahnrad 187 ist über
eine Einweg-Stützkupplung 189 auf der Führungsschraube 158 befestigt, so daß die
Drehbewegung durch das Zahnrad nur in einer Richtung auf die Führungsschraube übertragen
wird, wodurch der Schlitten 153 veranlaßt wird, sich von der Seitenwand 23 zur Seitenwand
24 zu bewegen (Fig. 6).
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An der Seitenwand 23 ist mittels eines Stiftes 191 ein Winkelhebel
192 verschwenkbar befestigt, der einen sich nach unten erstreckenden Arm 193 aufweist,
in dessen gabelförmigem Endabachnitt ein Drehbolzen 194 angeordnet ist, der mit
einem Ende einer langen Zahnstange 196 verbunden ist (Fig. 2,6 und 7) -Die Zähne
al vorderen Abschnitt der Zahnstange 196 können mit den Zähnen 197 des Zahnrades
187 in Eingriff stehen.
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Die Zahnstange 196 wird durch einen langen Leerlaufarm 198 mit den
Zähnen 197 des Zahnrads 187 in Arbeitseingriff gehalten. Am oberen Ende des Arms
ist ein Haken 199 ausgebildet, -der sich über die obere Kante der Zahnstange 196
legt und in einem Winkel in ihre Zähne eingreift. Das untere Ende des Leerlaufarms
198 ist mit einem Ende einer Feder 201 verbunden, dere anderes Ende an einer vertikalen
Stütze 202 befestigt ist, die am Boden 22 des Gehäuses 21 angebracht ist. Die Feder
201 hält
den Leolaufarm 198 relativ ur Zahnstange 196 schräg in
einem Winkel, wodurch der Haken 199 in die Zähne der Zahnstange eingreift und den
mit den Zähnen 197 des Zahnrads 187 zusammenarbef.
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tenden Teil der Zahnstange in Eingriff mit diesem drückt. Auf diese
Weise werden Spiel und Leerlauf wischen der Zahnstange 196 und dem Zahnrad 187 im
wesentlichen ausgeschaltet. Die Zähne 19r sind von der Umfangskante des Zahnrades
187 nach innen vertiefst, eo daß kreisförmige parallele Flansche ausgebildet sind,
zwischen denen die Zahnstange 196 in geradliniger Bewegung gesogen und geführt wird
(Fig. 11).
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Die geradlinige Bewegung der Zahnstange 196 erfolgt durch die Wirkung
des Winkelhebels 192, wenn dieser durch eine kreis förmige Nocke 203, die auf der
Nockenwelle 54 exzentrisch befestigt ist, verschwenkt wird. Dle Umfangsfläche der
Nocke 203 liegt mit leichter Reibung an einer Plette 204 aus "Teflon" an, die an
Arm 193 des Winkelhebels 192 befestigt ist.
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Wenn sich die Zahnstange 196 von der vorderen Abschluß wand 27 weg
mach rückwärts bewegt, wird das Zahnrad 187 in Drehung versetzt und verursacht eino
Drchung der Führungsschraube 158, woäureh der Wagen 153 veranlaßt wird, sich um
eine jsweils gleiche verbestimmte Strscke in Richtung auf die Seitenwand 24 zu su
bewegen. Die Länge der Schrittbewegung des Schlitt@ns 153wird durch die Länge des
hach rückwärts gerichteten Hu@@@@ der Zahnztamge 196 bestimmt, der seinerseite durch
eine Noeke 206 sum Steuera der Dicke bentimmt wird, die eine spiralföraige Mookenfläshe
207 aufweist und die an einem sich drehbat durch die Seitonwand 23 erstrsckenden
Stift 208 befestigt ist. Die Dehung der Nocke 206 wird durch die Wirkung eines an
der Seite der Nocke 206 befestigten, sich seitlich emb@ckenden
Anschlagstifts
209 begrenzt, der mit der Kante eines L-förmigen Anschlagbügels 211 zusammenwirkt,
der mittels Schrauben 212 od@ dgl. an der Innenseite der Seitenwand 23 befestigt
ist (Fig. 2, 6 und 7).
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Der Winkelhebel 192 hat einen sich horizontal nach rückwärts erstreckenden
Nockenabtas@rm 213, an dessen freiem Ende ein Nockentastkopf 214 aus einem geeigneten
reibungsarmen Material, z.B. "Teflon" befestigt ist, der mit der spiraligen Nockenfläche
207 der Nocke 206 zusammenwirkt. Durch Bestimmen der jeweiligen Stellung der Jookenfläche
207, an der der Nockenabtastkopf 214 anliegt, wird die Größe des nach rückwärts
gerichteten Arbeitshubs der Zahnstange 196 bestimmt. Dementsprechend wird die Nocke
206 mit Hilfe eines Dickensteuerungsknopfs 216, der an der Außenseite der Seitenwand
23 angebracht und mit dem äußeren Ende des Stifts 208 verbunden ist (Fig. 2), in
die gewünschte Stellung gebracht. Der Knopf ist mit einer Skala 217 versehen, die
die gewünschte Dicke der durch das Schneidmesser 136 abzuschneidenden Gewebeschichten
anzeigt.
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Die Skala 217 ist bei einer Ausfübrungaform der Vorrichtung auf Mikron,
beispielsweise auf 5 bia 230 # gewicht.
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Eine entsprechende, nicht dargestellte Einteilung ist auf der Außenseite
der Seitenwand 23 vorgesehen, mit der der gewünschte Skalenstrich ausgefluchtet
werden kann. Die Skala 217 ist auf die Krümmung der Nockenfläche 207 abgestimmt,
die ihrerseits auf das Feingewinde 164' der Führungsschraube 198 abgestimmt ist,
ao daß eine genaue und gesteuerte Vorwärtsbewegung des Schlittens 153 durch die
Bedienungsperson leicht bestimmt werden kann. Die Größe der Schritte des Schlittens
153 kann auch leicht durch Drehen des Dickensteuerungsknopfs 216 während der Arbeit
der Vorrichtung von Zeit zu Zeit beliebig
verändert werden, wenn
dies notwendig oder erwünscht ist.
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Obwohl der Stift 208 leicht durch den Dickensteucrungsknopf 216 gedreht
werden kann, ist der Stift mit sinem gewissen Reibungswiderstand gegenüber der Drehung
befestigt, wod die Nocke 206, wenn sie einmal in eine gewünschte Stellung gedreht
worden ist, ohne Verschiebung in dieser Stellung bleibt, ao daß eine konstante gleichmäßige
Rückwärtsbewegung der Zahnstange 196 bewirkt wird.
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Ferner ist die Nocke 203 auf der Nockenwelle 54 in Bezug sur Nocke
58 befestigt, wobei erste keine Rücksugsbewegung der Zahnstange 196 bewirkt, wenn
der Nockenarm 86 der Schneidarmeinheit 65 vom Hochpunkt 91 der Nocke 58 abfällt.
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Demnach bleibt der Schlitten 153 stationär, wenn das Schneidmesser
136 seine Schneidbewegung an der Probe durchführt. Die Bewegung des Schneidarns
71 beschreibt eine Bahn, die senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Schlittens
153 verläuft.
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In Fig. 6 ist die Nocke 203 in einer Stellung dargestellt, in der
der breitere Teil der Nockenfläche 207 unter dem Nockenabtastkopf 214 liegt, wodurch
der Arm 193 des Winkelhebels 192 vom axialen Mittelpunkt der Nockenwelle 54 weggesogen
wird, woraufhin sich die exzentrische Nocke 203 dreht.
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Wenn sich die Nocke 203 dreht, wird nur eine Kleine Schwenkbewegung
des Winkelhebels 192 bewirkt, wodurch ein kurzer Rtlckholhub der Zahnstange erfolgt,
der sich aus dem kleinen i,bstsnd zwischen dem Nockenabtastkopf 214 und der Nockenfläche
207 ergibt. In Fig. 7, in der die Nocke 206 mit dem schmäleren Teil der Nockanfläche
207 unter dem Nockenabtastkopf 214 liegt bewirkt die exzentrische Nocke 203 eine
große Schwenkbewegung des Winkelhebels 192, wodurch ein langer Fückholhub der Zahnstange
196 bewirkt wird. Demnach ist der Drehungsweg der Führungsschraube
158
proportional zur Länge des Rückholhubs der Zahnstange 196, wodurch die Strecke der
schrittweisen Fortbewegung des Schlittens 153 von der Seitenwand 23 ur Seitenwand
24 entsprechend gesteuert wird. zum diese Weise kann die Dicke des vom Schneidmesser
136 abgeschnittenen Gewebes zwischen dünnen (Fig. 6) und dicken (Fig. 7) Schichten
in beliebigen Abstufungen gesteuert werden, die zwischen den beiden Extremon des
breiten und des schmalen Bersichs der Nockenfläche 207 der Nocke 206 liegen.
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Die Bewegung der Zahnstange 196 in Richtung auf die vorders Abschlußwand
27 bewikt keine Drehung der Führungsschraube 158, da das Zahnrad 187 durch dfB Wirkung
der Einweg-Stütskupplung 189 in umgekehrter Drehrichtung in Bezug zur Führungsschraube
lserläuft.
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Wenn sich aus irgandeinem Grund das Zahnrad 7 oder der Sohlitten
153 verklemmt und die Vorwärtsbewsgung der Zahnstange 196 auf e einen Widerstand
stößt, bewirkt eine weiter Bewegung des Winkelhebels 192 sin Nachlassen der Feder
201, wodurch sich der Lesrlaufarm 198 nach unten bffrigt und automatisch die Zahnstange
196 von dex Zähaen 197 des Zahnrade 187 löst, wodurch sin Sicherheitsfaktor für
das Arbeiten der Vorrichtung gegeben ist.
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Wie die Fig. 1,2,3,4,11,12 und 13 seigen, ist die Proben trägereinheit
mittels eines kreisföralgen Blocks 216' mit siner Schraube 217' am Schlitten 153
befestigt. Der Block 216' ist durch sinen entsprechanden Querschlitz 218 in der
unteren Deckfläche 36 der Abdeckung 28 von einer Seite der Vorrichtung nur anderen
bewegbar (Fig. 3). Um den Block 2161 herum ist sin kreisförmiger Sims 219 koaxial
befestigt, der als Schntzabäeckung dient, die das Eindringen von Material dursh
den Schlitz 218 in der Deckfläche 36 verhindert0 Oberhalb des
Simses
219 ist koaxial zum Block 216' ein kreisförmiger Tisch 221 befestigt, der eine ringförmige
Ausnehmung 222 aufweist, in der eine kreisförmige, sich elastisch ausdehnende Federklammer
223 angeordnet ist, deren Enden mit einstückig mit ihr ausgebildeten Griffen 224
versehen sind.
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Auf der horizontalen oberen Fläche des Tisches 221 ist eine kreisförmige
Trägerscheibe 226 aus einem steifen Polyäthylenmaterial Odö dgl. angeordnet, die
dennoch eine gewisse Elastizität aufweist0 Um den Tisch herum ist ein kreisförmiger
Klemmring 227 angebracht, der eine vertikale Wand 228, einen unteren, sich nach
innen erstreckenden Flansch 229 und einen oberen, sich nach innen erstreckenden
Flansch 231 aufweist. Die Wand 228 und der Flansch 229 sind von einer Öffnung 232
durchbrochen, durch die sich die Enden 233 der Federklammer 223 erstrecken und die
ein Anheben oder Senken des Klemmrings 227 in Bezug zur Klammer zuläßt.
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Wenn die Trägerscheibe 226 auf dem Tisch 221 befestigt wird, werden
dir griffe 224 der Federklammer 223 zusammengedrückt, so daß der kreisförmige Teil
der Klammer weiter in die Ausnehmung 222 hineingezogen wird, damit der Klemmring
227 auf den Tisch heruntergedrückt werden kann, bis der Flansch 231 auf der Trägerscheibe
aufliegt. Daraufhin werden die Griffe 224 losgelassen, wodurch durch die Federkraft
der Federklammer 223 deren Kreisdurchmesser vergrößert wird, so daß die Klammer
so nach außen gegen die innere obere Kante des Flansches 229 gedrückt wird, daß
der Klemmring 227 auf dem Tisch 221 festgehalten wird. Die Ausdehnung der Federklammer
223 bewirkt auch eine auf den Klemmring 227 nach unten wirkende Spannung, wodurch
der
Flansch 231 die Trägerscheibe 226 nach unten auf den Tisch 221 drückt und sie in
dieser Stellung festhält. Der Klemmring 227 wird entfernt, indem man die Griffe
224 zusammendrückt, wodurch die Federklammer 223 in die Ausnehmung 222 hineingezogen
wird. Dadurch wird ir Flansch 229 freigegeben, und der Ring kann vom Tisch 221 abgenommen
werden.
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Auf diese Weise kann die Trägerscheibe 226 nach Belieben gereinigt
oder ausgewechselt werden.
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An der linken Seite der vorderen Abschlußwand 27 des Gehäuses 21
ist ein Schaltknopf 236 befestigt, der einen Energieschalter 237 betätigt, der an
der Rückseite der vorderen Abschlußwand 27 angebracht ist. Der Energiesehalter 237
ist über geeignete Leitungen durch in der Ele2dtrotechnik bekannte Mittel zwischen
eine elektrische Energieque le/und die Gsschwindigkeitssteuerung 47 geschaltet (Fig.
1,2 und 19). Mit dem Stromkreis des Energieschalters 237 ist eine Kontrollampe 239
verbunden, die über dem Schaltknopf 236 in der vorderen Abschlußwand 27 befestigt
ist. Der Energieschalter 237 ist ein momentan wirkender Druckknopfschalter, der
bei jedem Niederdrücken des Schaltknopfs 236 den Stromkreis schließt bzw. öffnet.
Das Leuchten der Kontrollampe 239 zeigt an, daß der Energiekreis geschlossen ist.
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An der rechten Seite der vorderen Abschlußwand 27 ist ein Schaltknopf
241 zum momentanen Rückstellen vorgesehen, der einen Dorn 242 aufweist, der sich
von der Abschlußwand 27 nach rückwärts erstreckt und einen Rückatell-Mikroschalter
232 betätigt, der auf einem Bügel 244 befestigt ist, der an der Innenseite der Seitenwand
24 angebracht ist und sich nach innen erstreckt (Fig. 2,f,4,9 und 10).
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Der Mikroschalter 243 hat einen sich nach vorn eratreckenb den Einschaltknopf
246, der dem Dorn 242 des Schaltknopfs 241 gegenüberliegt und durch diesen so betätigt
wird, daß der Strom kreis geschlossen wird. Der Mikroschalter 243 hat ferner einen
-sich nach rückwärts erstreckenden Ausschaltknopf 247, der durch einen sich seitlich
erstreckenden Schaltarm 248 betätigt wird, der mit der Rückwand des Ntkroscbalters
243 schwenkbar verbunden ist und dessen freies Ende in der Nähe der Seitenwand 24
endet (Fig. 2,9 und 10). -Auf der Stirnseite des Schlittens 153 ist an der der Seitenwand
24 zunächst liegenden Seite ein Bügel 249 befestigt, der einen horizontalen, sich
nach rückwärts erstreckenden Arm 251 aufweist, der in einem sich nach unten erstreckenden
Ausschalthebel 252 endet. Am unteren Teil des Ausschalthebels 252 ist ein sich nach
rückwärts verbreiternder Ansatz 253 ausgebildet4 der bei Annäherung des Schlittens
153 an die Seitenwand 24 am freien Ende des Schaltarms 248 angreift, wodurch dieser
veranlaßt wird, den Ausschaltknopf 247 des Mikroschalters niederzudrücken.
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An der Vorderseite eines der Schenkel 167 des Schlittens 153 ist
ein sich nach unten erstreckender Bügel 255 befestigt, der ein sich horizontal erstreckendes
Schutzteil 256 aufweist.
-
Der Bügel 255 und das Schutzteil bestehen aus einem starren, unnachgiebigen
Material, z.B. Stahl od. dgl. Wem der Schlitten in die Nähe der Seitenwand 24 gekommen
ist, hat das Schutsteil 256 eine Stellung erreicht, in der es zwischen dem Dorn
242 und dem Einschaltknopf 246 liegt (Fig. 3,9 und 10). Wenn der Schlitten 153 seinen
Weg an oder nahe der Seitenwand 24 beendet hat, betätigt der Ausschalthebel 252
automatisch den Mikroschalter
243, schaltet dabei den Elektromotor
44 ab und stoppt die Drehung der Führungsschraube 158. In dieser Stellung verhindert
das Schutzteil 256 jedes zufällige Wiederinbetriebsetzen des Motorkreises, durch
das die Führungsschraube gedreht und infolgedessen das Feingewinde 164 vom Schraubengewinde
176 der Mutter getrennt wurde. Unter diesen Umständen wäre das Niederdrücken des
Schaltknopfs 241 unwirksam, da der Dorn 242 durch das Schutzteil 256 daran gehindert
wird, den Einschaltknopf 246 des Mikroschalters 243 zu betätigen.
-
In der vorderen Abschlußwand 27 ist oberhalb des Schaltknopf 5 241
eine Betriebskontrollampe 257 angeordnet, die mit Hilfe bekannter Mittel in den
Stromkreis zwischen den Mikroschalter 243 und den Motor bzw. die Geschwindigkeitssteuerung
47 geschaltet ist (Fig. 1,2 und 19). Wenn die Vorrichtung arbeitet, leuchten sowohl
die Kontrollampe 239 als auch die Betriebskontrollampe 257. Wenn der Schlitten 153
die Begrenzung seines Weges an einer vorbestimmten Stelle vor Erreichen der Seitenwand
24 und Anschlagen an sie erreicht hat, wird durch Öffnen des Stromkreises des Mikroschalters
243 der Stromkreis der Betriebskontrollampe 257 geöffnet, wodurch diese erlischt,
sowie der Stromkreis der Geschwindigkeitssteuerung 47, wodurch der Elektromotor
44 ausgeschaltet und der Betrieb der gesamten Vorrichtung gestoppt wird. Trotzdem
bleibt der Energiestromkreis ge-schlossen, was durch das fortdauernde Leuchten der
Kontrollampe 239 angezeigt wird. Der Elektromotor 44 kann durch einfaches Niederdrücken
des Knopf 5 des Handgriffs 172 wieder eingeschaltet und damit die Vorrichtung in
Betrieb gesetzt werden, da hierdurch die Mutter 174 von der Führungsschraube 158
gelöst wird, wodurch die Feder 184 den Schlitten 153 automatisch in Ausgangsstellung
nahe der Seitenwand 23 bringt.
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Bei dieser Rückkehrbewegung des Schlittens 153 wird das Schutsteil
256 aus dem Raum zwischen dem Dorn 242 und dem Einschaltknopf 246 des Mikroschalters
243 zurückgezogen, wodurch das Wiedereinschalten des Elektromotors 44 und der Wiederbeginn
des Schneidvorgangs der Vorrichtung ermöglicht wird.
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Durch die Kombination des Energieschalters 237 mit dem automatisch
betätigten Mikroschalter 243 im Energie- bzw.
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Motorkreis, wobei der Mikroschalter Einschalten gehindert wird, wenn
der Schlitten 153 die Begrenzung seines Weges erreicht hat, ist ein Sicherheitsfaktor
vorgesehen, der Beschädigungen der Vorrichtung ausschließt.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Bevor die Vorrichtung in Betrieb
gesetzt wird, wird ein nicht dargestelltes Blatt verhältnismäßig unporöss Filterpapier,
z.B. Whatman's Filterpapier Nr. 1, auf die Polyäthylen-Trägerscheibe 226 gelegt
und auf dieser durch den Flansch 231 des Klemmrings 227 festgemacht.
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Das Schneidmesser 136 wird in-seiner Befestigung am Schneidarm 71
so eingestellt, daß seine Schneidkante am Ende jeder Abwärtsbewegung parallel zur
Oberfläche der Trägerscheibe 226 liegt. Dies wird dadurch bewirkt, daß man das Schneid-
-messer 136 durch Betätigen des Knopfs 148 in seine unterste Stellung bringt. Der
Einstellknopf 83 wird gedreht, wodurch das Kissen 81 nach oben gezogen wird, so
daß die Kante des Schneidmessors 136 vollständig auf der Oberfläche des eben auf
die Trägerscheibe 226 gelegten Filterpapiers aufruht. Durch Lösen der Köpfe 147
der Kopfachrauben 144 am Schneidarm 71 zusammeln mitderMutter 137 nimmt dann die
Kante des Schneidmessers 136 automatisch die erforderliche Stellung ein, wobei sich
die Anschlagplatte 142 selbsttätig dieser Stellung entsprechend
einstellt.
Daraufhin werden die Kopfschrauben 144 und die Mutter 137 festgezogen, so daß das
Schneidmesser 136 fest in der richtigen Stellung bleibt.
-
Der Einstellknopf 83 wird dann ein wenig so gedreht, daß sich das
Kissen 81 senkt, wobei die Schneidarmeinheit65 ein'wenig gedreht wird, um die Schneidkante
aes Schneidm@ssers 136 ganz wenig vom Filterpapier abzuheben. Dann wird der Knopf
85 gedreht, um die Gewindewelle 78 in ihrer Stellung festzulegen, wobei das Kissen
81 ebenfalls in seiner Stellung festgehalten und somit die Abwártsbewegung des Schneidmessers
136 so begrenzt wird, wie es durch das Einstellen vorbestimmt worden ist.
-
Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Messerkante durch andauerndes
Aufschlagen auf die durch die Trägerscheibe 226 gebildete Schneidplatte verhindert.
Nachdem die Einstellung durchgeführt und das Messer in seine unterste Arbeitsstellung
gebracht worden ist, befindet sich die Kante des Schneidmessers 136 etwa 1 mm über
der Plattenoberfläche.
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Die Trägereinheit der Vorrichtung wird zum Schneiden vorbereitet,
indem man ein verhältnismäßig unporöses Filterpapier, z.B. Whatmants Filterpapier
Nr. 1, mittels eines geeigneten Klebemittels auf die Oberfläche der Trägerscheibe
226 aufbringt und dort mit Hilfe des Flansches 231 des Klemmrings 227 befestigt.
Ein geeignetes Material zum Halten der Probe, beispiels weise Agar-Agar, wird auf
das Filterpapier aufgebracht. Der Handgriff 172 wird heruntergedrückt, wodurch der
Träger unter -der Wirkung der Rückstellfeder 184 ganz nach links bewegt wird.
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Während dieses Vorgangs wird der Sohneidarm 71 durch Betätigen des
Knopfs 148 in seine höchste Stellung gebracht.
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Die in einen Block aus festem Igar-Agar eingebettete Probe wird auf
das auf der Trägerscheibe 226 befindliche Filter papier so aufgebracht, daß iiie
links vom Schneidmesser 136, gesehen von der Stirnseite der Vorrichtung (Fig. 4),
liegt. Der Block mit der Probe wird dann mit weiterem'Haltematerial, s.B.
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Agar-Agar, völlig bedeckt, wodurch die Festigkeit der Probe erhöht
wird, das Schneidiesser 136 die Streifen der Probe nicht abheben kann und sichergestellt
wird, daß die geschnittenen Schichten nicht unter der schnellen Arbeit des Messers
zerreißen. Die Seite 141 des Schneidarms 71 ist in einem kleinen Winkel zur Senkrechten,
beispielsweise in einem Winkel von 5°, angeordnet, wodurch die schräge Kante 139
des Schneidmessers 136 senkrecht zur Oberfläche der'durch'die Oberfläche der Trägerscheibe
226 gebildeten Schneidplatte angeordnet ist. Auf di se Weise erhält die Probe einen
vertikalen Schnitt und wird nicht beschädigt oder zerstört, während die abgeschnittenen
Schichten durch die andere, der schrägen Kante 139 gegenüberliegende schräge Messerkante
vom Probenblock nach rechts weggedrückt werden. Dadurch wird die Reproduzierbarkeit
des Schneidvorgangs sichergestellt, wobei gleichzeitig die aufeinanderfolgenden
abgeschnittenen Schichten leicht voneinander getrennt werden können.
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Die Dicke der durch das Schneidmesser 136 geschnittenen Schichten
kann von 5 bia 230 # durch Drehen des Knopfs 216 gesteuert werden, der die Bewegung
der Zahnstange 196 steuert, die ihrerseits die Entfernung bestimmt, bis zu der sich
die Pührungsschraübe 158 dreht, wodurch der Schrittabstand des Schlittens 153 und
demnach der Trägerscheibe 226 bestimmt wird, auf der die Probe'liegt.
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Die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung wird durch Bedienen des
Knopfs 51 eingestellt, wodurch eine gewünschte oder geeignete Geschwindigkeit ersielt
wird, die bei einer Ausführungsform von etwa 50 bis zu 200 Schneidbewegungen des
Schneidarms 71 pro Minute verändert werden kann. Wie oben beschrieben, wird durch
die Nocke 58 eine Abwärtsbewegung des Schneidarms 71 bewirkt, während der Träger,
auf dem die Probe ruht, stationär bleibt. Diese letztere Bedingung wird dadurch
erfüllt, daß die Zahnstange 196, wenn der Schlitten 153 statoner ist, ihren arbeitsfreien
Rückwärtshub nach vorn durchführt, wie er durch die Exzentrizität der Nocke 203
auf der Welle 54 bestimmt wird, die auch die Nocke 58 in Drehung versetzt. Die Nocke
203 arbeitet in Abhangigkeit vom Winkelhebel 192 und bewirkt einen Rückwärtshub
der Zahnstange 196 erst nach dem Anheben des Schneidarms 71 bis zu einer Höhe, die
genügt, wm die Schneidkante des Schneidmessers 136 vom Weg des die Probe enthaltenden
Agar-Agar-Blocks abzuheben. Die intermittierende Bewegung des die Trägerscheibe
226 tragenden Schlittens 153 ist mit der interinittierenden Schneidbewegung des
Schneidarms 71 so koordiniert, daß die Arbeit des einen Bauteils nicht in die des
anderen störend eingreift. Die aufeinanderfolgenden Schnitte alternieren mit den
aufeinanderfolgenden Bewegungen des' Trägers.
-
Nach Aufbringen der Probe auf den Träger, Einstellen der gewünschten
Geschwindigkeit und Bestimmen der Schnittdicke wird der Schaltknopf 236 gedrückt,
wodurch die Vorrichtung an die elektrische Energiequelle geschaltet wird. Daraufhin
wird der Schaltknopf 241 gedrückt, wodurch der Stromkreis zwischen dem Energiekreis
und der Geschwindigkeitssteuerung 47
geschlossen wird, woraufhin
die Vorrichtung zu arbeiten, d.ho die Schichten vom Probenblock abzuschneiden beginnt.
Die Schnei -arbeit der Vorrichtung kann jederzeit durch Drücken des Schaltknopfs
236 gestoppt werden. Wenn der Schaltknopf 276 nicht zum Anhalten der Vorrichtung
gedrückt wird, wird diese automatisch gestoppt, sobald der Schlitten 153 einen Punkt
nahe der Sei tenwand 24 erreicht und der Ausschalthebel 252 am Schaltarm 248 angreift,
wodurch der Mikroschalter 243 betätigt und dadurch der Kreis der Geschwindigkeitssteuerung
47 geöffnet wird, so daß das Anschlagen des Schlittens 153 an die Seitenwand 24
verhindert wird, durch das das Feingewinde 164' der Führungsschraube 158 vom Gewinde
der Ausnehmung 176 der Mutter 174 getrennt würde.
-
Am Ende des Weges des Schneidtisches, der etwa 25 mm beträgt, ist
der Block mit der darin eingebetteten Probe in Schichten zarschnitten, die dann
für die weitere Laboratoriums-oder klinische Analyse oder eine andere Behandlung
abgenommen werden kann.
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Daraufhin wird die Trägerscheibe 226 aus der Vorrichtung entfernt,
indem die beiden Griffe 224 der Federklammer 223 mit den Fingern zusammengedrückt
werden, wodurch der Klemmring 227 abgenommen und die Scheibe aus der Vorrichtung
gelöst werden kann. Bei häufiger Verwendung der Vorrichtung ist es vorteilhaft,
mehrere Trägerscheiben 226 vorzubereiten, indem man das Filterpapier auflegt, auf
dieses in der Mitte die in Agar-Agar eingebettete Probe aufbringt und anschließend
eine Agar-Agar-Lösung über die Probe träufelt und auf das Filterpapier fließen läßt.
Dieses Präparat kann dann zum Aushärten beiseite gelegt werden, oder es kann, wenn
gewünscht, für kurze Zeit eingefroren werden. Auf diese Weise kann durch die
Möglichkeit
des schnellen Auswechselns der Trägerscheibe 226 viel Zeit beim Behandeln einer
größeren Anahl von Proben gespart werden0 Je nach Zähigkeit des in den Probenblock
eingebetteten Gewebes kann die Energie der Schneidbewegung des Schneidarms 71 durch
Einstellen der Spannung der Torsionsfeder 88 durch Betätigen des Spannungssteuerknopfs
92 und des Rings 96 wie oben beschrieben eingestellt werden.
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Selbstverständlich ist die Vorrichtung nicht auf das Schneiden dünner
Schichten eines biologischen Gewebes beschränkt, sondern sie kann auch für andere
Zwecke verwendet werden, bei denen ein Schlitten oder eine Platte schrittweise von
einer Seite eines Rahmens zur anderen Bewegt wirdj während ein schwingendes Bauteil
auf den Schlitten bzw. die Platte zu und von ihr wegbewegt wird und mit dieser nur
zusammenarbeitet, wenn sich letztere zwischen den schrittweisen Bewegungen in Ruhelage
befindet.