DE29723697U1 - Rotary microtome with horizontal feed - Google Patents

Description

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Anmeldungsunterlagen (Stellen eine Übersetzung der fremdsprachigen Patentanmeldung dar § 9 (3) GbmAnmV) Application documents (represent a translation of the foreign language patent application § 9 (3) GbmAnmV)

Rotationsmikrotom mit horizontalem VorschubRotary microtome with horizontal feed Technisches GebietTechnical area

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Mikrotome, das heißt präzisionsmechanische Einrichtungen zum Schneiden von Proben in Schnitte für mikroskopische Untersuchungen.This invention relates generally to microtomes, i.e. precision mechanical devices for cutting samples into sections for microscopic examination.

Der Stand der TechnikThe state of the art

Im Stand der Technik können Mikrotome in zwei grundlegende Kategorien eingruppiert werden: Rotationsmikrotome und Basisschlittenmikrotome. Die ersteren weisen einen Aufwärts- und Abwärts-Schneidverlauf und die letzteren einen horizontalen Rückwärts- und Vorwärts-Schneidverlauf auf. Die maximale Größe einer Probe, welche in diesen Einrichtungen geschnitten werden kann, ist zum Teil dadurch begrenzt, daß der Weg der Klinge während eines Schneidverlaufs annähernd 200 mm bei den Basisschlittenmikrotomen und lediglich 50 mm bei den Rotationsmikrotomen ist. Darüberhinaus verwenden viele dieser früheren Mikrotome eine Klinge, welche nach dem Schneiden einer Probe diese nicht freigibt, sondern sie eher noch während des Rückwärtsverlaufs mitnimmt und zusammendrückt.In the prior art, microtomes can be grouped into two basic categories: rotary microtomes and base slide microtomes. The former have an up-and-down cutting path and the latter a horizontal back-and-forward cutting path. The maximum size of a sample that can be sectioned in these devices is limited in part by the fact that the travel of the blade during a cutting path is approximately 200 mm for base slide microtomes and only 50 mm for rotary microtomes. In addition, many of these earlier microtomes use a blade that does not release a sample after sectioning it, but rather carries and compresses it during the back-and-forward path.

Rotationsmikrotome, bei welchen der Probenhalter oder alternativ hierzu die Klinge von der Ebene des Schneidverlaufs so zurückgezogen wird, daß die Klinge die Probe während des Rückwärtsverlaufs nicht berühren wird, sind ebenfalls bekannt. Beispiele für derartige Mikrotome ergeben sich aus dem US-Patent Nr. 4 967 629, welches für Behme am 6.Rotary microtomes in which the sample holder or alternatively the blade is retracted from the plane of the cutting path so that the blade will not touch the sample during the backward movement are also known. Examples of such microtomes are given in U.S. Patent No. 4,967,629, which was issued to Behme on 6 June 1967.

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November 1990 erteilt worden ist, und aus dem US-Patent Nr. 4 505 175, welches für Reichel am 19. März 1985 erteilt worden ist.November 1990, and from US Patent No. 4,505,175, which was issued to Reichel on March 19, 1985.

Zuvor offenbarte Darbo im US-Patent Nr. 3 902 390, das am 2. September 1975 erteilt wurde, ein Rotationsmikrotom, welcher es an einer Einrichtung zum Zurückziehen der Klinge mangelt und die sich stattdessen auf eine im wesentlichen horizontale Schneidbewegung stützt. Bei leichtgewichtiger Konstruktion, welche für Feldverwendung vorgesehen ist, verwendet dieses Mikrotom einen Klingenhalter, welcher um einen Meßständer gedreht wird und die Schneidkante der Klinge um die Probe herum und über die Probe in eine Ebene trägt, die zu der Achse des Meßständers rechtwinklig ist. Die Höhe der Schneidkante relativ zu der Probe wird durch manuelles Einstellen des Meßständers eingestellt. Unglücklicherweise schränkt die begrenzte Genauigkeit des Mikrotoms von Darbo dessen Verwendung stark ein und macht dieses zum Schneiden von extrem dünnen Schnitten ungeeignet.Previously, in U.S. Patent No. 3,902,390, issued September 2, 1975, Darbo disclosed a rotary microtome which lacks a means for retracting the blade and instead relies on a substantially horizontal cutting motion. Of lightweight construction intended for field use, this microtome uses a blade holder which rotates about a pedestal and carries the cutting edge of the blade around and across the sample in a plane perpendicular to the axis of the pedestal. The height of the cutting edge relative to the sample is adjusted by manually adjusting the pedestal. Unfortunately, the limited accuracy of Darbo's microtome severely limits its use and makes it unsuitable for cutting extremely thin sections.

Auf der anderen Seite sind jene Mikrotome, die im Stand der Technik als zum Schneiden extrem dünner Schnitte fähig bekannt sind, gefährlieh zu beschicken. Nach Anbringen des Probenhalters in diesen Mikrotomen muß medizinisches Personal seine Hand in einen Bereich von etwa 1 Inch (2,54 cm) gefährlich nahe an die Klinge bringen. In einer solchen Situation ist höchste Vorsicht erforderlich; anderenfalls kann sich die Bedienungsperson selbst schneiden und unterliegt der Gefahr, sich Aids oder dergleichen zuzuziehen.On the other hand, those microtomes that are known in the art to be capable of cutting extremely thin sections are dangerous to operate. After mounting the specimen holder in these microtomes, medical personnel must place their hand within a range of about 1 inch (2.54 cm) dangerously close to the blade. Extreme caution is required in such a situation; otherwise, the operator may cut himself and run the risk of contracting AIDS or the like.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschine zum Schneiden extrem dünner Schnitte zur Verfügung zu stellen, wie sie gegenwärtig sowohl bei üblichen medizinischen Labor- und biologischen Forschungsarbeiten als auch in den Werkstoffwissenschaften und bei mikroskopischen Materialuntersuchungen erforderlich ist.The object of the present invention is to provide a machine for cutting extremely thin sections, as is currently required both in conventional medical laboratory and biological research work and in materials science and microscopic material investigations.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einer einzigen Maschine die Fähigkeiten sowohl des Rotationsmikrotoms als auch des Basisschlittenmikrotoms gemäß dem Stand der Technik vorzusehen und ein Mikrotom zu schaffen, welches mit außerordentlicher Präzision sowohl Standardproben als auch Proben schneiden kann, welche für diese früheren Mikrotome zu groß sind.Another object of the invention is to provide in a single machine the capabilities of both the rotary microtome and the base slide microtome of the prior art and to provide a microtome which can cut with extraordinary precision both standard samples and samples which are too large for these earlier microtomes.

Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein derartiges Mikrotom zu schaffen, bei welchem die Klinge niemals in Berührung mit der Probe ist, ausgenommen beim Schneiden dieser Probe, und bei welchem darüber hinaus weder der Probenhalter noch die Klinge, von der Probe zurückgezogen werden müssen, nachdem die Klinge diese geschnitten hat.A still further object of the invention is to provide such a microtome in which the blade is never in contact with the sample except when cutting that sample, and in which, furthermore, neither the sample holder nor the blade have to be withdrawn from the sample after the blade has cut it.

Eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Mikrotom zu schaffen, welches sicher benutzt werden kann, weil nicht nur die Schneidkante seiner Schneidklinge von dem Bedienungspersonal weg weist, wenn dieses eine Probe lädt, sondern weil ebenfalls der Probenhalter in dem Mikrotom mit einer beträchtlichen Entfernung von der Klinge angeordnet ist.A still further object of this invention is to provide a microtome which can be used safely because not only does the cutting edge of its cutting blade face away from the operator when loading a sample, but also because the sample holder in the microtome is arranged at a considerable distance from the blade.

Eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Mikrotom zu schaffen, bei welchem die Probe leicht gefroren werden kann, weil sie horizontal gehalten wird.A still further object of this invention is to provide a microtome in which the sample can be easily frozen because it is held horizontally.

Eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine langlebige, wartungsfreie Maschine anzubieten, welche mit außerordentlich starren Klingen- und Probenhaltern ausgerüstet ist, die gleichzeitig zum Schneiden von außerordentlich genauen, dünnen Schnitten fähig sind.A still further object of this invention is to provide a durable, maintenance-free machine equipped with extremely rigid blade and sample holders that are simultaneously capable of cutting extremely accurate, thin sections.

Das Rotationsmikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Klingenhalter, eine im wesentlichen in der Gestalt einer zylindrischen Scheibe vorliegende Plattform, an deren Oberseite ein Probenhalter angebracht ist, eine eine Basis und einen stationären vertikalenThe rotary microtome according to the present invention comprises: a blade holder, a platform substantially in the shape of a cylindrical disk, on the top of which a sample holder is attached, a base and a stationary vertical

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Schaft aufweisende Einrichtung, wobei dieser Schaft an dieser Einrichtung zum drehbaren Aufnehmen der Plattform starr angebracht ist, und eine Einrichtung, welche einen an dem vertikalen Schaft angebrachten Klingenhalterträger und eine an der Basis angebrachte Stütze zum Stützen beider Enden des Klingenhalters aufweist. Die an der Basis angebrachte Stütze ist außerhalb des Weges angeordnet, welcher von der Plattform durchlaufen wird, wenn diese sich um den vertikalen Schaft dreht. Wenn der Klingenhalter somit abgestützt ist, trägt dies erheblich zu dessen Steifigkeit bei und infolgedessen zu der Genauigkeit, mit welcher die Klinge schneiden kann.shaft, said shaft being rigidly attached to said means for rotatably supporting said platform, and means comprising a blade holder support attached to said vertical shaft and a support attached to said base for supporting both ends of said blade holder. The support attached to said base is located outside the path traversed by said platform as it rotates about said vertical shaft. When said blade holder is thus supported, this contributes significantly to its rigidity and consequently to the accuracy with which the blade can cut.

Sich von der Plattform nach abwärts erstreckend befindet sich ein hohles, zylindrisches Gehäuse, welches vorzugsweise als eine mit der Plattform einstückige Einheit ausgebildet ist. Ein eng tolerierter Gleitsitz zwischen dem Gehäuse und dem vertikalen Schaft wird durch die Verwendung eines dazwischen angeordneten, ersten, eine hohe Leistung aufweisenden, jedoch gering belasteten Hochpräzisions-Rollenlagers erzielt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Lager in das zylindrische Gehäuse nächst dessen unterem Ende mit Preßsitz eingepaßt.Extending downwardly from the platform is a hollow cylindrical housing which is preferably formed as an integral unit with the platform. A close tolerance sliding fit between the housing and the vertical shaft is achieved by the use of a first high performance but lightly loaded high precision roller bearing disposed therebetween. In the preferred embodiment, the bearing is press fitted into the cylindrical housing adjacent its lower end.

Eine Einrichtung zum Reduzieren des Ausmaßes des Spiels entweder in einer radialen oder einer axialen Richtung zwischen dem Gehäuse und dem vertikalen Schaft ist ebenfalls vorgesehen. Die Einrichtung zum Reduzieren des Spiels weist den vertikalen Schaft auf, welcher einen kurzen verjüngten Abschnitt mit einer nach aufwärts geneigten Wand aufweist, die unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Vertikalen angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform drückt der untere Rand des inneren Laufrings für das erste Rollenlager nach abwärts gegen die geneigte Wand. Bei dem Prozeß schrägt sich der innere Laufring des ersten Rollenlagers höchstwahrscheinlich leicht ab, wodurch eine Neuausrichtung der Positionen seiner Rollen verursacht wird; in jedem Falle ist ein Spiel in der radialen Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Schaft im wesentlichen beseitigt.Means for reducing the amount of clearance in either a radial or axial direction between the housing and the vertical shaft are also provided. The means for reducing clearance comprises the vertical shaft which has a short tapered section with an upwardly inclined wall disposed at an angle of about 45° to the vertical. In the preferred embodiment, the lower edge of the inner race for the first roller bearing presses downwardly against the inclined wall. In the process, the inner race of the first roller bearing is likely to skew slightly, causing a realignment of the positions of its rollers; in either case, clearance in the radial direction between the housing and the shaft is substantially eliminated.

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Die Einrichtung zum Reduzieren des Spiels weist ferner eine Sicherungsscheibe auf, welche an dem Klingenhalterträger starr angebracht ist, wobei die Sicherungsscheibe einen kurzen verjüngten Abschnitt mit einer nach abwärts geneigten Wand aufweist, die unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Vertikalen angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein zweites, eine hohe Leistung aufweisendes, jedoch gering belastetes Hochpräzisions-Rollenlager ebenfalls zwischen dem Schaft und dem Gehäuse angeordnet, wobei es hierin nächst zu der nach abwärts geneigten Wand der Sicherungsscheibe mit Preßsitz eingepaßt ist. Aufwärts von dem oberen Ende des vertikalen Schafts angeordnet drückt diese nach abwärts geneigte Wand gegen den oberen Rand des inneren Laufrings für das zweite Rollenlager, das in dem zylindrischen Gehäuse mit Preßsitz eingepaßt ist, wobei höchstwahrscheinlich verursacht wird, daß der innere Laufring des letzteren Lagers leicht abgeschrägt wird und gleichzeitig seine Rollen neu ausrichtet, so daß diese Neuausrichtung in Kombination mit derjenigen der Rollen des ersten Lagers jegliches Spiel in der radialen Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Schaft beseitigt. The means for reducing play further comprises a locking washer rigidly attached to the blade holder carrier, the locking washer having a short tapered portion with a downwardly sloping wall disposed at an angle of about 45° from the vertical. Preferably, a second, high performance but lightly loaded, high precision roller bearing is also disposed between the shaft and the housing, being press-fitted therein adjacent the downwardly sloping wall of the locking washer. Located upwards from the upper end of the vertical shaft, this downwardly inclined wall presses against the upper edge of the inner race for the second roller bearing which is press-fitted in the cylindrical housing, most likely causing the inner race of the latter bearing to be slightly chamfered and at the same time re-orienting its rollers, so that this re-orientation in combination with that of the rollers of the first bearing eliminates any play in the radial direction between the housing and the shaft.

Eine Einrichtung zum Reduzieren der axialen Bewegung der Plattform weist eine Druck-Paßscheibe auf, welche zwischen dem oberen Ende des vertikalen Schafts und der Sicherungsscheibe angrenzend angeordnet ist. Verschiebbar aufgenommen durch die Sicherungsscheibe und mit dem oberen Ende des Schafts in Schraubeingriff stehend wird eine Halteschraube eingesetzt, um den Klingenhalterträger, die Sicherungsscheibe und den Schaft in einer zusammengefügten Beziehung zu halten. Darüber hinaus weist die Halteschraube eine Einrichtung zum Drücken des inneren Laufrings des ersten Rollenlagers gegen den verjüngten Abschnitt des Schafts und des inneren Laufrings des zweiten Lagers gegen den verjüngten Bereich der an dieses angrenzenden Sicherungsscheibe auf. Das heißt, nach Festziehen der Halteschraube wird nicht nur das Ende des Schafts in Berührung mit der Druck-Paßscheibe gebracht, sondern es werden ebenfalls die geneigten Wände des Schafts und derMeans for reducing axial movement of the platform includes a thrust washer disposed adjacent the upper end of the vertical shaft and the lock washer. Slidably received by the lock washer and threadably engaged with the upper end of the shaft, a retaining screw is used to hold the blade holder carrier, lock washer and shaft in mated relationship. In addition, the retaining screw includes means for urging the inner race of the first roller bearing against the tapered portion of the shaft and the inner race of the second bearing against the tapered portion of the lock washer adjacent thereto. That is, upon tightening the retaining screw, not only is the end of the shaft brought into contact with the thrust washer, but also the inclined walls of the shaft and the

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Sicherungsscheibe in den inneren Laufring eines jeden an diese angrenzenden Rollenlagers gedrückt.Lock washer pressed into the inner race of each adjacent roller bearing.

Die bevorzugte Dicke für diese Druck-Paßscheibe wird durch Versuch und Irrtum ermittelt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß mit einer Bronze-Druck-Paßscheibe der richtigen Dicke das Spiel zwischen dem Gehäuse und dem Schaft sowohl in der radialen als auch in der axialen Richtung nach Festziehen der Halteschraube beseitigt werden kann, wobei lediglich ein geringes Ausmaß des Druckes auf die Druck-Paßscheibe aufgebracht wird.The preferred thickness for this thrust shim is determined by trial and error. Experience has shown that with a bronze thrust shim of the correct thickness, the clearance between the housing and the shaft in both the radial and axial directions can be eliminated after tightening the retaining screw, with only a small amount of pressure applied to the thrust shim.

Das Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Plattform auf, auf welcher der Probenhalter angebracht ist, so daß die Probe entlang eines horizontalen Vorschubs in die Schneidklinge bewegt werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform bietet die Plattform selbst noch bei nahezu Null Toleranz zwischen jedem Rollenlager und dem vertikalen Schaft einen geringen Drehwiderstand. Die Antriebseinrichtung weist einen Antriebsriemen, eine erste Riementransportrolle, welche an dem Riemen angreift und an dem zylindrischen Gehäuse fest angebracht ist, ein gewichtsbeschwertes und ausgewuchtetes Handrad, das um eine horizontale Achse drehbar ist, die durch Lager getragen ist, die in einem Seitenrahmen der Basis angebracht sind, und ein Paar zusammenlaufender Kegelräder auf. Eines dieser Kegelräder ist an dem Ende der horizontalen Achse distal von dem Handrad angebracht; das andere Kegelrad ist an einer ersten vertikalen Achse angebracht, die durch einen ersten Lagerblock getragen wird, der an der Basis befestigt ist. Ebenfalls an der ersten vertikalen Achse ist eine zweite Riementransportrolle angebracht, an welcher bei dem zusammengebauten Mikrotom derselbe Antriebsriemen angreift, welcher an der ersten Riementransportrolle angreift. Das gewichtsbeschwerte und ausgewuchtete Handrad verleiht der Plattform eine leichte gleichmäßige Drehbewegung, wodurch die Wirkungen des Schneidens an der Probe minimiert werden, wenn sie, getragen durch den Probenhalter, in die Schneidklinge hinein bewegt wird.The microtome according to the present invention further comprises a drive means for rotating the platform on which the sample holder is mounted so that the sample can be moved along a horizontal feed into the cutting blade. In the preferred embodiment, the platform offers little rotational resistance even with almost zero tolerance between each roller bearing and the vertical shaft. The drive means comprises a drive belt, a first belt transport roller engaged by the belt and fixedly mounted to the cylindrical housing, a weighted and balanced handwheel rotatable about a horizontal axis supported by bearings mounted in a side frame of the base, and a pair of converging bevel gears. One of these bevel gears is mounted on the end of the horizontal axis distal to the handwheel; the other bevel gear is mounted on a first vertical axis supported by a first bearing block attached to the base. Also attached to the first vertical axis is a second belt transport pulley, which in the assembled microtome is engaged by the same drive belt that engages the first belt transport pulley. The weighted and balanced handwheel gives the platform a slight, smooth rotational motion, minimizing the effects of cutting on the sample as it is moved into the cutting blade, supported by the sample holder.

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Eine Einrichtung zum Einstellen der Spannung auf dem Antriebsriemen weist eine dritte Riementransportrolle an einem Ende einer zweiten vertikalen Achse auf, die parallel zu der ersten vertikalen Achse ausgerichtet ist. Die zweite vertikale Achse kommt mit einem zweiten Lagerblock in Eingriff, der an einer Struktur mit Langlöchern zum Aufnehmen von Schrauben angebracht ist, welche mit der Basis verschraubbar sind. Unter Verwendung dieser Langlöcher kann die Position der dritten Riementransportrolle verändert werden, wodurch die Spannung auf den Antriebsriemen eingestellt werden kann.A means for adjusting the tension on the drive belt comprises a third belt transport roller at one end of a second vertical axis aligned parallel to the first vertical axis. The second vertical axis engages a second bearing block mounted on a structure having slots for receiving bolts that are screwable to the base. Using these slots, the position of the third belt transport roller can be changed, thereby allowing the tension on the drive belt to be adjusted.

Für Anwendungen, welche die Präparierung einer großen Anzahl von Schnitten aus einer einzigen Probe involvieren, weist die Antriebseinrichtung ferner einen Motorantrieb auf. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Motorantrieb so positioniert, daß er den Platz der zweiten vertikalen Achse einnimmt. Jedoch ist für die meisten Anwendungen das manuell angetriebene Handrad angemessen.For applications involving the preparation of a large number of sections from a single specimen, the drive means further comprises a motor drive. In an alternative embodiment, the motor drive is positioned to take the place of the second vertical axis. However, for most applications, the manually driven handwheel is adequate.

Bei dem Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Klingenhalter verlängert, wobei ein Ende von diesem an einem Ständer oder Gestell angebracht ist, das an der Basis befestigt ist, und wobei das andere Ende des Klingenhalters von dem vertikalen Schaft getragen wird, wobei der den Radius der Plattform überspannende Halter und die Schneidklinge eine ähnliche Spannweite besitzen. Die Klinge ist zu dem Weg rechtwinklig gehalten, welcher von dem Probenhalter durchlaufen wird, so daß dieser sich unterhalb des Klingenhalters herbewegt, jedesmal wenn die Plattform um 360° gedreht wird.In the microtome according to the present invention, the blade holder is extended, one end of which is mounted on a stand or frame fixed to the base, and the other end of the blade holder is supported by the vertical shaft, the holder spanning the radius of the platform and the cutting blade having a similar span. The blade is held perpendicular to the path traversed by the sample holder so that it moves beneath the blade holder each time the platform is rotated 360°.

Der Klingenhalter weist eine Einrichtung zum Einstellen des Winkels auf, mit dem die Klinge zur horizontalen Ebene geneigt wird. Darüber hinaus kann der Berührungswinkel zwischen der Klinge selbst und der Probe eingestellt werden, so daß Materialien unterschiedlichster Härte in dem Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden können. Ferner erlaubt es die letztere Maschine, daß insbesondere große Proben geschnitten werden können. Wenn die Plattform beispielsweiseThe blade holder has a device for adjusting the angle at which the blade is inclined to the horizontal plane. In addition, the contact angle between the blade itself and the sample can be adjusted so that materials of different hardness can be accommodated in the microtome according to the present invention. Furthermore, the latter machine allows particularly large samples to be cut. For example, if the platform

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im Durchmesser etwa 10,75 Inch (27 cm) mißt, können Proben, welche in der Länge bis zu 4 Inch (10 cm) groß sind, geschnitten werden.measures approximately 10.75 inches (27 cm) in diameter, samples up to 4 inches (10 cm) in length can be cut.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Einrichtung zum Anheben des Probenhalters in einer Reihe von vorgegebenen inkrementellen Beträgen vorgesehen. Nachdem die Probe die Klinge passiert hat, hebt die Hebeeinrichtung den Probenhalter um einen Abstand entsprechend der Dicke der nächsten zu schneidenden Probe an. Zum Betätigen der Hebeeinrichtung dient ein Gerät zum Angeben der Position der Plattform, zum Beispiel ein Annäherungsschalter, ein manueller Schalter, eine Lichtschranke oder dergleichen. Angeordnet an einer durch eine Feingewindeschraube gelagerten, hohlen Säule wird der Probenhalter nach aufwärts bewegt, wenn die Schraube in Vorwärtsrichtung gedreht wird, wobei sie die Säule anhebt. Eine Einrichtung zum Drehen der Feingewindeschraube, um den Probenhalter anzuheben oder abzusenken, weist einen Schrittmotor, welcher durch einen geeigneten Getriebezug unterstützt ist, einen Motortreiber zum Liefern von Energie an den Motor und eine Steuereinrichtung auf, um Befehle von der Bedienungsperson des Mikrotoms aufzunehmen. An der Unterseite der Plattform angeordnet erhält der Schrittmotor mit seinem Getriebezug Energie von einer Mehrzahl von Schleifringen und wird über diese Mehrzahl von Schleifringen gesteuert. Die Schleifringe sind an dem zylindrischen Gehäuse befestigt.The present invention also provides means for raising the sample holder in a series of predetermined incremental amounts. After the sample has passed the blade, the raising means raises the sample holder a distance corresponding to the thickness of the next sample to be cut. A device for indicating the position of the platform, such as a proximity switch, manual switch, light barrier or the like, is used to operate the raising means. Mounted on a hollow column supported by a fine thread screw, the sample holder is moved upward as the screw is rotated in the forward direction, raising the column. Means for rotating the fine thread screw to raise or lower the sample holder comprises a stepper motor supported by a suitable gear train, a motor driver for supplying power to the motor and a controller for receiving commands from the microtome operator. Located on the underside of the platform, the stepper motor with its gear train receives power from a plurality of slip rings and is controlled by this plurality of slip rings. The slip rings are attached to the cylindrical housing.

Bei der bevorzugten Ausführungsform hebt jede Umdrehung der Feingewindeschraube den Probenhalter um 1 mm an, und der Schrittmotor ist für 1000 Schritte pro Umdrehung programmiert, wodurch eine inkrementelle Höhenänderung des Probenhalters von 1 &mgr;&pgr;&igr; pro Schritt vorgesehen ist.In the preferred embodiment, each revolution of the fine thread screw raises the sample holder by 1 mm and the stepper motor is programmed for 1000 steps per revolution, providing an incremental change in the height of the sample holder of 1 μπλ per step.

Vorzugsweise ist ein anwenderfreundliches Bedienungsfeld ebenfalls vorgesehen, um es der Bedienungsperson zu erlauben, die Höhe eines jeden Schnittes leicht einzustellen. Mit diesem Bedienungsfeld kann die Bedienungsperson die erwünschte Dicke eines individuellen Proben-Preferably, a user-friendly control panel is also provided to allow the operator to easily adjust the height of each cut. Using this control panel, the operator can set the desired thickness of an individual sample.

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schnittes einstellen und den Schrittmotor dazu veranlassen, den Probenhalter um diesen Abstand automatisch anzuheben. Darüber hinaus muß sich bei der bevorzugten Ausführungsform, nachdem ein Schnitt geschnitten worden ist, die Probe um etwa 90° bewegen, bevor der Schrittmotor erneut eingeschaltet werden kann und den Probenhalter nach aufwärts um den erwünschten Höhenzuwachs bewegen kann, wobei der Probenhalter zur Anpassung an den nächsten Schnitt automatisch angehoben wird.cut and cause the stepper motor to automatically raise the sample holder by that distance. Furthermore, in the preferred embodiment, after a cut has been cut, the sample must move approximately 90° before the stepper motor can be turned on again and move the sample holder upward by the desired height increment, automatically raising the sample holder to accommodate the next cut.

Bei der Vorbereitung zur Anwendung des Mikrotoms gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine in Paraffin oder Kunststoff eingebettete Probe in dem Probenhalter angebracht. Wenn die Probe in dem Halter angebracht worden ist, wird die Plattform gedreht, so daß sie von der Klinge um etwa 180° weggedreht wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Plattform ausreichend groß, so daß die Hand der Bedienungsperson nicht näher als etwa 12 cm an der Klinge sein muß, wobei die Verletzungsgefahr im wesentlichen beseitigt wird. Nachdem die Probe in den Halter eingebracht worden ist, werden Trimmsteuerungen vorzugsweise dazu verwendet, um den Halter rasch anzuheben, um die Probe zu trimmen. Sodann stellt die Bedienungsperson einfach eine Skala an dem Steuergerät ein und erhält eine digitale Anzeige der ausgewählten Schnittdicke, welche bei der bevorzugten Ausführungsform in dem Bereich von zwischen 0,5 &mgr;&idiagr;&eegr; und 100 jum liegen kann.In preparing to use the microtome of the present invention, a paraffin or plastic embedded sample is placed in the sample holder. Once the sample has been placed in the holder, the platform is rotated so that it is rotated away from the blade by about 180°. In the preferred embodiment, the platform is sufficiently large so that the operator's hand need not be closer than about 12 cm to the blade, thereby substantially eliminating the risk of injury. After the sample has been placed in the holder, trimming controls are preferably used to quickly raise the holder to trim the sample. The operator then simply adjusts a scale on the controller and obtains a digital display of the selected section thickness, which in the preferred embodiment can range from between 0.5 μm and 100 μm.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Weitere Einzelheiten werden im folgenden mit Hilfe von Beispielen erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, in welchen zeigen:
30Further details are explained below with the help of examples illustrated in the accompanying drawings, in which:
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Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine Draufsicht von der rechten Seite auf das Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung;Figure 1 is a perspective view of a top view from the right side of the microtome according to the present invention;

Figur 2 eine Vorderansicht des Mikrotoms nach Figur 1;Figure 2 is a front view of the microtome of Figure 1;

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Figur 3 eine Vorderansicht des Mikrotoms nach Figur 1, wobei die Frontabdeckung abgenommen ist;Figure 3 is a front view of the microtome of Figure 1 with the front cover removed;

Figur 4 eine Rückansicht des Mikrotoms nach Figur 1, wobei die Rückenplatte abgenommen ist;Figure 4 is a rear view of the microtome of Figure 1 with the back plate removed;

Figur 5 eine Draufsicht von oben auf das Mikrotom nach Figur 1; undFigure 5 is a top view of the microtome of Figure 1; and

Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 nach Figur 5.
10Figure 6 is a sectional view taken along line 6-6 of Figure 5.
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Beste Art und Weise zum Ausführen der ErfindungBest mode for carrying out the invention

In den Zeichnungen ist ein Rotationsmikrotom in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Mikrotom 10 weist eine Basis 11 auf, welche einen vertikalen, nicht-drehbaren Schaft 12, eine Sicherungsscheibe 42 und einen Klingenhalterträger 59 aufweist. Um den Schaft 12 herum ist ein hohles, zylindrisches Gehäuse 15 drehbar angeordnet, in welches zwei Hochleistungs-Präzisionslager 13 und 14, vorzugsweise Rollenlager, mit Preß sitz eingepaßt sind. An der Außenseite des Gehäuses 15 ist eine Riementransportrolle 16 angebracht, und an der Oberseite des Gehäuses befindet sich eine Plattform 17. Die Plattform 17 und das Gehäuse 15 sind fest miteinander verbunden und drehen sich als eine Einheit, wenn ein Antriebsriemen 18 an der Transportrolle 16 angreift. Die Sicherungsscheibe 42, welche mit dem Schaft 12 durch eine mit diesem verschraubte Schraube 44 verbunden ist, wird dazu verwendet, das Gehäuse 15 und den Schaft zusammenzuhalten. Ein erster Paß stift 40, welcher durch den Schaft 12 bewegbar aufgenommen ist, die Sicherungsscheibe 42 und der Klingenhalterträger 59 verhindern, daß sich der letztere relativ zu dem Schaft dreht.In the drawings, a rotary microtome in accordance with the present invention is generally designated by the reference numeral 10. The microtome 10 includes a base 11 having a vertical, non-rotatable shaft 12, a locking disk 42 and a blade holder carrier 59. Rotatably mounted around the shaft 12 is a hollow, cylindrical housing 15 into which two heavy-duty precision bearings 13 and 14, preferably roller bearings, are press-fitted. A belt transport roller 16 is mounted on the outside of the housing 15 and a platform 17 is located on the top of the housing. The platform 17 and the housing 15 are rigidly connected to one another and rotate as a unit when a drive belt 18 engages the transport roller 16. The lock washer 42, which is connected to the shaft 12 by a screw 44 threaded thereto, is used to hold the housing 15 and the shaft together. A first dowel pin 40, which is movably received by the shaft 12, the lock washer 42 and the blade holder carrier 59 prevent the latter from rotating relative to the shaft.

An einer nicht-drehbaren, hohlen Säule 21 ist mit einer Schraube 27 ein Probenhalter 20 an der Plattform 17 nahe derem äußeren Rand angeordnet (Figur 6). Von einem hohlen Tragteil 24 verschiebbar aufge-A sample holder 20 is arranged on a non-rotatable, hollow column 21 with a screw 27 on the platform 17 near its outer edge (Figure 6). Movably supported by a hollow support part 24.

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nommen definiert die Säule 21 selbst ein Loch 22 mit darin zum Aufnehmen des oberen Endes einer mit Gewinde versehenen Welle 23 ausgebildeten Schraubengewinde. Das untere Ende der Welle 23, welches von einem Lager 28 aufgenommen wird, das innerhalb des hohlen Tragteils 24 angeordnet ist, ist frei drehbar. Wenn die Welle 23 gedreht wird, bewegt sich die Säule 21 nach aufwärts (oder nach abwärts) innerhalb des hohlen Tragteils 24. Ein zweiter Paßstift 37, welcher gezwungen ist, sich entlang einer in der äußeren Wand der Säule 21 ausgebildeten, vertikalen Nut zu bewegen, hindert die Säule 21 daran, sich mit der Welle 23 zu drehen.taken, the column 21 itself defines a hole 22 with screw threads formed therein for receiving the upper end of a threaded shaft 23. The lower end of the shaft 23, which is received by a bearing 28 disposed within the hollow support member 24, is freely rotatable. When the shaft 23 is rotated, the column 21 moves upwards (or downwards) within the hollow support member 24. A second dowel pin 37, which is constrained to move along a vertical groove formed in the outer wall of the column 21, prevents the column 21 from rotating with the shaft 23.

Ein Schrittmotor 80, der außerhalb des hohlen Tragteils 24 angeordnet ist, ist mit der Welle 23 mit Hilfe eines Paares von Zahnrädern 29, 29' (Figur 6) mechanisch verbunden. Ein geeigneter Schrittmotor ist der Oriental Motor Modell UFK544AA, der im Handel von Oriental Motor U.S.A. Corporation in Torrance, Californien erhältlich ist. Wenn der Schrittmotor 80 aktiviert wird, dreht sich die Welle 23 ebenfalls, wobei er die Säule 21 und mit dieser den Probenhalter 20 anhebt (oder absenkt). A stepper motor 80, located outside the hollow support member 24, is mechanically connected to the shaft 23 by means of a pair of gears 29, 29' (Figure 6). A suitable stepper motor is the Oriental Motor model UFK544AA, commercially available from Oriental Motor U.S.A. Corporation of Torrance, California. When the stepper motor 80 is activated, the shaft 23 also rotates, raising (or lowering) the column 21 and with it the sample holder 20.

Bei der bevorzugten Ausführungsform hebt jede Umdrehung der Welle 23 den Probenhalter um 1 mm an, und der Schrittmotor 80 ist für 1000 Schritte pro Umdrehung programmiert, wodurch eine inkrementell Höhenänderung des Probenhalters 20 von 1 &mgr;&eegr;&igr; pro Schritt zur Verfügung gestellt wird.In the preferred embodiment, each revolution of the shaft 23 raises the sample holder 20 by 1 mm, and the stepper motor 80 is programmed for 1000 steps per revolution, thereby providing an incremental height change of the sample holder 20 of 1 μm per step.

Der Schrittmotor 80, welcher sich mit der Plattform 17 bewegt, erhält Energie von einem Motortreiber 81 (Figuren 3 und 4). Elektrische Verbindungen zwischen dem Motor 80 und dem Motortreiber 81 können durch ein Paar von Mehrfachkontakten 85, 86 und Schleifringen 84 hergestellt werden, die an dem zylindrischen Gehäuse 15 angebracht sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet der Schrittmotor fünf Drähte zum Steuern und zwei Drähte für ein Begrenzungsschalterpaar 34, 35. Eine geeignete Schleifring- und Bürsten-Anordnung ist dasThe stepper motor 80, which moves with the platform 17, receives power from a motor driver 81 (Figures 3 and 4). Electrical connections between the motor 80 and the motor driver 81 can be made through a pair of multiple contacts 85, 86 and slip rings 84 mounted on the cylindrical housing 15. In the preferred embodiment, the stepper motor uses five wires for control and two wires for a pair of limit switches 34, 35. A suitable slip ring and brush arrangement is the

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Sieben-Ring-Modell Nr. CAY-94, das im Handel von Airflyte Electronics Corporation erhältlich ist.Seven-ring model No. CAY-94, commercially available from Airflyte Electronics Corporation.

Eine Einrichtung zum Begrenzen des Weges des Probenhalters 20 in vertikaler Richtung weist einen oberen Begrenzungsschalter 34 und einen unteren Begrenzungsschalter 35 auf. Aktiviert durch Kontakt mit einem Führungsstift 32, welcher sich in einem Schlitz 33 befindet, der von dem Tragteil 24 definiert wird, ist jeder der Begrenzungsschalter 34, 35, ähnlich dem Motor 80, mit dem Motortreiber 81 über die Schleifringe 84 und die Kontakte 85, 86 verbunden.Means for limiting the travel of the sample holder 20 in the vertical direction includes an upper limit switch 34 and a lower limit switch 35. Activated by contact with a guide pin 32 located in a slot 33 defined by the support member 24, each of the limit switches 34, 35, similar to the motor 80, is connected to the motor driver 81 via the slip rings 84 and the contacts 85, 86.

Das Mikrotom 10 weist ferner einen langgestreckten Klingenhalter 50, eine Schneidklinge 57 und eine Einrichtung zum Einstellen des Winkels auf, mit dem die Klinge in Bezug auf die horizontale Ebene geneigt ist. Der Klingenhalter 50 ist so montiert,daß er den größten Teil der Plattform 17 auswärts von ihrem Drehzentrum überspannt, wobei seine einander gegenüberliegenden Enden an dem Klingenhalterträger 59 und einem Block 47 befestigt sind, welcher an einem Gestell oder Ständer 9 (Figuren 3 und 4) angebracht ist. Die Schneidklinge 57 weist eine ähnliehe Spannweite auf, und sie wird rechtwinklig zu und leicht oberhalb des Weges gehalten, welcher von dem Probenhalter 20 durchlaufen wird, so daß sich die Schneidklinge 57 unterhalb des Klingenhalters 50 zu jeder Zeit bewegt, wenn die Plattform 17 um 360° gedreht wird.The microtome 10 further includes an elongated blade holder 50, a cutting blade 57 and means for adjusting the angle at which the blade is inclined with respect to the horizontal plane. The blade holder 50 is mounted to span most of the platform 17 outward from its center of rotation, with its opposite ends secured to the blade holder support 59 and a block 47 which is attached to a rack or stand 9 (Figures 3 and 4). The cutting blade 57 has a similar span and is held perpendicular to and slightly above the path traversed by the sample holder 20 so that the cutting blade 57 moves beneath the blade holder 50 at all times as the platform 17 is rotated 360°.

Darüberhinaus weist das Mikrotom eine Einrichtung zum Einstellen des Winkels der Berührung zwischen der Klinge 57 und einer Probe 60 auf, so daß Materialien unterschiedlichster Härten geschnitten werden können. Um diese Einstellung zu erlauben, werden die Köpfe von sich abwärts erstreckenden Schrauben 46 und 49, die an gegenüberliegenden Enden des Klingenhalters 50 befestigt sind, gleichzeitig in offenendigen langgestreckten Kanälen 45 und 48 gehalten und sind mit ausreichender Kraft entlang dieser offenendigen, langgestreckten Kanäle 45 und 48 bewegbar, wobei diese Kanäle 45 und 48 in dem Tragteil 59 und dem Block 47 ausgebildet sind. Die Kanäle 45 und 48 selbst sind im wesent-In addition, the microtome has a device for adjusting the angle of contact between the blade 57 and a sample 60 so that materials of different hardnesses can be cut. To allow this adjustment, the heads of downwardly extending screws 46 and 49, which are attached to opposite ends of the blade holder 50, are simultaneously held in open-ended elongated channels 45 and 48 and are movable with sufficient force along these open-ended elongated channels 45 and 48, these channels 45 and 48 being formed in the support member 59 and the block 47. The channels 45 and 48 themselves are essentially

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lichen parallel zu dem Weg ausgerichtet, welcher von dem Probenhalter 20 durchlaufen wird, wenn er sich unterhalb des Klingenhalters 50 bewegt.ly aligned parallel to the path traversed by the sample holder 20 as it moves beneath the blade holder 50.

Hinzu kommt, daß der Klingenhalter 50, wie es bei Mikrotomen nach dem Stand der Technik üblich ist, zwei langgestreckte Montageschlitze 51, 52 (Figur 5) definiert. Bei dem Mikrotom 10 nimmt der Montageschlitz 51 den Schaft der Schraube 49 und der Montageschlitz 52 den Schaft der Schraube 46 auf. Die Schrauben 49 und 46 und Flügelmuttern 53, welche mit diesen in Schraubgewindeeingriff bringbar sind und ohne die Verwendung von Werkzeugen festgezogen werden können, halten gemeinsam den Halter 50, den Block 47 und das Tragteil 59 zusammen. Somit erlauben es die Schlitze 51, 52 in Kombination mit den Kanälen 48, 46, den Berührungswinkel zwischen der Schneidklinge 59 und der Probe 60 über einen weiten Bereich einzustellen.In addition, as is common in state-of-the-art microtomes, the blade holder 50 defines two elongated mounting slots 51, 52 (Figure 5). In the microtome 10, the mounting slot 51 receives the shaft of the screw 49 and the mounting slot 52 receives the shaft of the screw 46. The screws 49 and 46 and wing nuts 53, which can be brought into screw thread engagement therewith and can be tightened without the use of tools, together hold the holder 50, the block 47 and the support member 59 together. Thus, the slots 51, 52 in combination with the channels 48, 46 allow the angle of contact between the cutting blade 59 and the sample 60 to be adjusted over a wide range.

Der Klingenhalter 50 weist ferner eine bei Mikrotomen nach dem Stand der Technik üblicherweise verwendete Einrichtung zum Einstellen der Klinge 57 unter verschiedenen Winkeln in Bezug auf die horizontale Ebene auf, wodurch dem Mikrotom 10 Flexibilität beim Schneiden einer großen Vielzahl von Proben verliehen wird.The blade holder 50 also includes means commonly used in prior art microtomes for adjusting the blade 57 at various angles with respect to the horizontal plane, thereby providing the microtome 10 with flexibility in sectioning a wide variety of samples.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Klingenhalter 50 ferner mit einem Paar von Sicherheitsschirmen 58 versehen, um Personen gegenüber Verletzung durch Berührung mit der Klinge 57 zu schützen, insbesondere die Bedienungsperson, wenn diese den Halter 20 mit einer Probe 60 beschickt bzw. dem Halter 20 eine Probe 60 entnimmt.In the preferred embodiment, the blade holder 50 is further provided with a pair of safety shields 58 to protect persons from injury by contact with the blade 57, particularly the operator when loading a sample 60 into the holder 20 or removing a sample 60 from the holder 20.

Um während des Schneidens einen hohen Grad an Genauigkeit zu erhalten, weist das Mikrotom 10 eine Einrichtung zum Herabsetzen des Spiels in radialer Richtung zwischen dem zylindrischen Gehäuse 15 und dem vertikalen Schaft 12 auf, wobei diese Einrichtung kurze verjüngte Abschnitte aufweist, die an dem vertikalen Schaft 12 und an der Sicherungsscheibe ausgebildet sind. Um das Spiel in einer solchen Rich-In order to obtain a high degree of accuracy during cutting, the microtome 10 has a device for reducing the play in the radial direction between the cylindrical housing 15 and the vertical shaft 12, which device comprises short tapered sections formed on the vertical shaft 12 and on the locking disk. In order to reduce the play in such a direction

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tung herabzusetzen, werden Positionseinstellungen der Rollen innerhalb der Lager 13, 14 vorgenommen, welche eine hohe Leistung aufweisende, jedoch gering belastete Lager sind, die zwischen dem zylindrischen Gehäuse 15 und dem Schaft 12 angrenzend angeordnet sind.
5To reduce the friction, position adjustments of the rollers are made within the bearings 13, 14, which are high performance but lightly loaded bearings arranged adjacently between the cylindrical housing 15 and the shaft 12.
5

Insbesondere drückt bei dem zusammengebauten Mikrotom 10 der untere Rand des inneren Laufrings des Lagers 13 gegen den verjüngten Abschnitt 41, welcher im Längsschnitt nach auswärts und nach abwärts unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Vertikalen geneigt ist (Figur 6). In ähnlicher Weise weist die Sicherungsscheibe 42 eine geneigte Wand auf, welche nach abwärts gegen den oberen Rand des inneren Laufrings des Lagers 14 drückt. Diese geneigte Wand verläuft im Längsschnitt ebenfalls nach auswärts, jedoch schräg nach aufwärts unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Vertikalen (Figur 6).In particular, in the assembled microtome 10, the lower edge of the inner race of the bearing 13 presses against the tapered portion 41 which, in longitudinal section, is inclined outwardly and downwardly at an angle of about 45° from the vertical (Figure 6). Similarly, the locking washer 42 has an inclined wall which presses downwardly against the upper edge of the inner race of the bearing 14. This inclined wall also extends outwardly in longitudinal section, but obliquely upwardly at an angle of about 45° from the vertical (Figure 6).

Auf empirische Weise kann man die Schraube 44 dazu verwenden, die Kraft einzustellen, mit welcher das Lager 13 gegen den verjüngten Abschnitt 41 drückt, und mit welcher die Sicherungsscheibe 42 gegen das Lager 14 drückt, derart, daß jegliches Spiel in radialer Richtung zwischen dem Gehäuse 15 und dem Schaft 12 beseitigt wird.Empirically, the screw 44 can be used to adjust the force with which the bearing 13 presses against the tapered portion 41 and with which the lock washer 42 presses against the bearing 14, such that any play in the radial direction between the housing 15 and the shaft 12 is eliminated.

Die Einrichtung zum Beseitigen der axialen Bewegung der Plattform 17 weist eine ringförmige Druck-Paßscheibe 43 auf. Die Druck-Paß scheibe 43, welche vorzugsweise aus Bronze hergestellt ist, mißt beispielsweise etwa 1 bis 2 mm in der Dicke. Zwischen dem oberen Ende des vertikalen Schafts 12 und der Unterseite der Sicherungsscheibe 42 ist die Druck-Paß scheibe 43 sowohl durch die Schraube 44 als auch durch den ersten Paßstift 40 verschiebbar angeordnet. Wenn die Schraube 44 festgezogen wird, werden der verjüngte Abschnitt 41 des Schafts 12 und die geneigte Wand der Sicherungsscheibe 42 gegen den jeweiligen inneren Laufring des Lagers 13 bzw. 14 gedrückt; und das obere Ende des Schafts 12 kommt in Berührung mit der Druck-Paß scheibe 43. Mit einer Paßscheibe 43 von geeigneter Dicke und Zusammensetzung kann das gesamte Spiel in der axialen Richtung zwischen dem zylindrischen Ge-The means for eliminating the axial movement of the platform 17 comprises an annular thrust washer 43. The thrust washer 43, which is preferably made of bronze, measures, for example, about 1 to 2 mm in thickness. Between the upper end of the vertical shaft 12 and the underside of the locking washer 42, the thrust washer 43 is slidably arranged by both the screw 44 and the first dowel pin 40. When the screw 44 is tightened, the tapered portion 41 of the shaft 12 and the inclined wall of the locking washer 42 are pressed against the respective inner race of the bearing 13 and 14, respectively; and the upper end of the shaft 12 comes into contact with the thrust washer 43. With a shim 43 of suitable thickness and composition, the total play in the axial direction between the cylindrical

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häuse 15 und dem Schaft 12 durch sorgfältiges Festziehen der Schraube 44 beseitigt werden.housing 15 and the shaft 12 by carefully tightening the screw 44.

In ähnlicher Weise kann ein Spiel zwischen der Welle 23 und dem Säulentragteil 24 durch die Verwendung eines verjüngten Abschnitts 31 verringert werden, welcher sich mit dem unteren Ende des Säulentragteils in Schraubgewindeeingriff befindet. Im Längsschnitt ist der verjüngte Abschnitt 31 nach auswärts und nach abwärts unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Vertikalen (Figur 6) geneigt. Bei dem zusammengebauten Mikrotom 10 drückt der untere Rand des inneren Laufrings eines Lagers 28, das zwischen dem Säulentragteil 24 und der Welle 23 angrenzend angeordnet ist, gegen den verjüngten Abschnitt 31 in einer solchen Art und Weise, daß ein Spiel in der radialen Richtung zwischen der Welle und dem Säulentragteil im wesentlichen beseitigt ist.Similarly, play between the shaft 23 and the column support member 24 can be reduced by using a tapered portion 31 which is in screw thread engagement with the lower end of the column support member. In longitudinal section, the tapered portion 31 is inclined outwardly and downwardly at an angle of about 45° from the vertical (Figure 6). In the assembled microtome 10, the lower edge of the inner race of a bearing 28 disposed adjacently between the column support member 24 and the shaft 23 presses against the tapered portion 31 in such a manner that play in the radial direction between the shaft and the column support member is substantially eliminated.

Bei der Anwendung kann das Mikrotom 10 durch Drehen eines Handrades 61 manuell betätigt werden, welches mit der Plattform 17 (Figur 4) mechanisch verbunden ist. Das Handrad 61, das mit einem Handgriff 62 ausgerüstet ist, welcher neben dem Außenumfang des Handrads 61 angebracht ist, ist gewichtsbeschwert und ausgewuchtet, um die Auswirkungen des Schneidens an der Probe 60 zu minimieren, wenn diese in die Schneidklinge 57 vorgeschoben wird, wodurch dem Mikrotom eine leichte gleichmäßige Bewegung verliehen wird, wenn die Plattform gedreht wird.In use, the microtome 10 can be manually operated by rotating a handwheel 61 which is mechanically connected to the platform 17 (Figure 4). The handwheel 61, which is equipped with a handle 62 mounted adjacent the outer periphery of the handwheel 61, is weighted and balanced to minimize the effects of cutting on the sample 60 as it is advanced into the cutting blade 57, thereby giving the microtome a slight, smooth motion as the platform is rotated.

Wie am besten in Figur 4 veranschaulicht ist, sind das Handrad 61 und die Plattform 17 mittels eines Paares von gegeneinander laufenden Kegelrädern 64, 65 mechanisch verbunden, von welchen eines ähnlich dem Handrad an einer horizontalen Achse 43 angebracht ist, welche mittels Lagern an dem seitlichen Rahmen des Mikrotoms gelagert ist (Figur 4).As best illustrated in Figure 4, the handwheel 61 and the platform 17 are mechanically connected by means of a pair of counter-rotating bevel gears 64, 65, one of which is mounted similarly to the handwheel on a horizontal axis 43 which is supported by bearings on the side frame of the microtome (Figure 4).

Das andere Kegelrad ist an einer ersten vertikalen Achse 66 befestigt, welche mittels einem Lagerblock drehbar gelagert ist, der an der Basis 11 befestigt ist. Wenn das Handrad 61 gedreht wird, kommen die Zahnräder 64 und 65 in Eingriff, wodurch verursacht wird, daß sowohl eineThe other bevel gear is attached to a first vertical axis 66, which is rotatably supported by a bearing block attached to the base 11. When the handwheel 61 is rotated, the gears 64 and 65 engage, causing both a

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an der Achse 66 angebrachte Riementransportrolle 67 als auch der Antriebsriemen 18 gedreht werden.The belt transport roller 67 attached to the axle 66 as well as the drive belt 18 are rotated.

Der Antriebsriemen 18 ist nicht nur auf Riementransportrollen 16 und 67 aufgezogen, welche an dem Gehäuse 15 und der Achse 66 angebracht sind, sondern der Antriebsriemen ist ebenfalls auf einer (nicht gezeigten) Riementransportrolle aufgezogen, welche an dem oberen Ende einer zweiten vertikalen Achse 68 angebracht ist. Die Achse 68 selbst ist mittels einem Lagerblock 69 drehbar gelagert, welcher eine Mehrzahl von (nicht gezeigten) langgestreckten Montagelöchern definiert.Not only is the drive belt 18 wound on belt transport rollers 16 and 67 which are attached to the housing 15 and the axle 66, but the drive belt is also wound on a belt transport roller (not shown) which is attached to the upper end of a second vertical axle 68. The axle 68 itself is rotatably supported by a bearing block 69 which defines a plurality of elongated mounting holes (not shown).

Schrauben, welche von den langgestreckten Montagelöchera aufgenommen werden, befestigen den Block 69 an der Basis 11. Unter Verwendung der langgestreckten Montagelöcher kann der Block 69 relativ zu der Basis 11 wieder bzw. neu positioniert werden, um den Zug an dem Antriebsriemen 18 einzustellen.Screws received by the elongated mounting holesa secure the block 69 to the base 11. Using the elongated mounting holes, the block 69 can be repositioned relative to the base 11 to adjust the tension on the drive belt 18.

Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das Mikrotom ferner ein Bedienungsfeld mit einem Trimmschalter 70, einem "Aufwärts"-Richtungsschalter 71, einem "Abwärts"-Richtungsschalter 72 und einer Tastatur 73 auf, welche in &mgr;&tgr;&agr; (Figur 2) kalibriert ist. Das Bedienungsfeld erhält die Befehle von demjenigen, der das Mikrotom 10 betätigt, und übersetzt diese Befehle in elektronische Signale, welche sodann in ein (nicht gezeigtes) Steuergerät für den Motortreiber 81 eingespeist werden. Ein geeignetes Steuergerät zur Verwendung mit dem Treiber 81 ist das Modell Nr. SI-I, das über Applied Motor Products im Handel erhältlich ist.In the preferred embodiment, the microtome further includes a control panel having a trim switch 70, an "up" direction switch 71, a "down" direction switch 72, and a keyboard 73 calibrated in µτα (Figure 2). The control panel receives commands from the operator of the microtome 10 and translates those commands into electronic signals which are then fed to a controller (not shown) for the motor driver 81. A suitable controller for use with the driver 81 is Model No. SI-I, commercially available from Applied Motor Products.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Um eine Probe 60 zu schneiden, plaziert die Bedienungsperson zuerst diese Probe in dem Probenhalter 20. Unter Verwendung des Trimmschalters 70, zusammen mit den Richtungsschaltern 71, 72, stellt sie sodann grob die Höhe der Probe relativ zu der Schneidklinge 57 ein und macht einige wenige Trimmschnitte. Im Anschluß hieran stellt sie unterTo cut a sample 60, the operator first places that sample in the sample holder 20. Using the trim switch 70, together with the direction switches 71, 72, he then roughly adjusts the height of the sample relative to the cutting blade 57 and makes a few trim cuts. Following this, he sets

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Verwendung der Tastatur 73 die Dicke der zu schneidenden Schnitte ein. Welche Dicke auch immer ausgewählt wird, sie wird an einem Digitalschirm 74 angezeigt. Schließlich, wenn die Bedienungsperson dazu bereit ist, mit dem Schneiden der Probe zu beginnen, dreht die Bedienungsperson den Handgriff 62. Nachdem jeder Schnitt geschnitten worden ist, wird der Probenhalter 20 automatisch um ein Höheninkrement angehoben, welches der erwünschten Schnittdicke entspricht.Using the keypad 73, enter the thickness of the sections to be cut. Whatever thickness is selected is displayed on a digital screen 74. Finally, when the operator is ready to begin cutting the sample, the operator rotates the handle 62. After each section has been cut, the sample holder 20 is automatically raised by a height increment corresponding to the desired section thickness.

Bei der Anwendung kann die Plattform 17 durch manuelles Drehen des Handrads 61 mit dem Handgriff 62 ausreichend häufig gedreht werden, um die meisten Schnittoperationen auszuführen. Für sehr große serielle Operationen kann andererseits das Handrad 61 durch die Verwendung eines (nicht gezeigten) Motors einfach ergänzt werden, welcher so positioniert wird, daß er die Stelle der zweiten vertikalen Achse 68 einnimmt. In use, the platform 17 can be rotated by manually rotating the handwheel 61 with the handle 62 a sufficient number of times to perform most cutting operations. On the other hand, for very large serial operations, the handwheel 61 can be easily supplemented by the use of a motor (not shown) positioned to take the place of the second vertical axis 68.

Es versteht sich für den Fachmann, daß andere Anwendungen, Modifikationen und/oder Abwandlungen der oben beschriebenen Erfindung in Betracht gezogen werden können. Irgendwelche derartigen Anwendungen, Modifikationen oder Abwandlungen, welche in den Umfang der Beschreibung fallen, dienen zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung. Der Umfang der Erfindung ist lediglich durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.It will be understood by those skilled in the art that other applications, modifications and/or variations of the invention described above may be envisaged. Any such applications, modifications or variations that fall within the scope of the description are intended to be illustrative and not limiting. The scope of the invention is limited only by the scope of the appended claims.

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Claims (1)

K 48 282/7K48 282/7 Neue SchutzansprücheNew protection claims SchutzansprücheProtection claims 1. Rotationsmikrotom, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:1. Rotary microtome, characterized by the following features: (a) eine Basis;(a) a base; (b) einen stationären Schaft, der an der Basis angebracht ist;(b) a stationary shaft attached to the base; (c) eine Plattform;(c) a platform; (d) eine Einrichtung mit einem zylindrischen Gehäuse zum drehbaren Tragen der Plattform, wobei das zylindrische Gehäuse um den Schaft drehbar ist;(d) means comprising a cylindrical housing for rotatably supporting the platform, the cylindrical housing being rotatable about the shaft; (e) einen Probenhalter, der an der Plattform angebracht ist;(e) a sample holder attached to the platform; (f) einen länglichen Messerhalter;(f) an elongated knife holder; (g) eine starr an dem Schaft angebrachte Einrichtung zum Tragen eines ersten Endes des Messerhalters;(g) means rigidly attached to the shaft for supporting a first end of the knife holder; (h) eine starr an der Basis angebrachte und außerhalb der Plattform(h) a rigidly attached to the base and outside the platform angeordnete Einrichtung zum Tragen eines zweiten Endes des Messerhalters;arranged to support a second end of the knife holder; (i) eine in dem Messerhalter abnehmbar angebrachte Klinge;(i) a blade removably mounted in the knife holder; (j) eine Einrichtung zum Drehen der Plattform um eine 360°-Um-(j) a device for rotating the platform through 360° drehung, so daß der Probenhalter unter der Klinge hindurchrotation so that the sample holder passes under the blade läuft; undrunning; and (k) eine Einrichtung zum Anheben des Probenhalters um einen vorgegebenen Abstand oberhalb der Plattform, wobei die Einrichtung zum Anheben des Halters zum Positionieren der Probe in Bezug auf die Klinge verwendet wird.(k) means for raising the sample holder a predetermined distance above the platform, the means for raising the holder being used to position the sample with respect to the blade. 2. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Tragen der Plattform weiterhin aufweist:2. Microtome according to claim 1, characterized in that the device for supporting the platform further comprises: (a) ein Lager mit einem inneren Laufring, wobei das Lager in das(a) a bearing having an inner race, the bearing being inserted into the zylindrische Gehäuse mit Preßsitz eingepaßt und an demcylindrical housing with a press fit and attached to the 28.10.98 14:4528.10.98 14:45 -2--2- stationären Schaft so angebracht ist, daß es zwischen dem Gehäuse und dem Schaft angrenzend positioniert ist; und
(b) eine Einrichtung zum Reduzieren des Spiels in radialer Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Schaft, wobei die Einrichtung zum Reduzieren des Spiels den Schaft mit einem kurstationary shaft so that it is positioned adjacent to the housing and the shaft; and
(b) means for reducing the clearance in the radial direction between the housing and the shaft, the means for reducing the clearance comprising the shaft with a short zen verjüngten Abschnitt und eine Einrichtung zum Drücken des inneren Laufrings des Lagers gegen den verjüngten Abschnitt aufweist.tapered portion and means for pressing the inner race of the bearing against the tapered portion. 3. Rotationsmikrotom zum Schneiden einer Probe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:3. Rotary microtome for sectioning a sample, characterized by the following features: (a) einen Probenhalter;(a) a sample holder; (b) eine Plattform;(b) a platform; (c) eine Einrichtung zum Anbringen des Probenhalters an der(c) a device for attaching the sample holder to the Plattform;Platform; (d) eine Einrichtung zum Drehen der Plattform um eine im wesentlichen vertikale Achse;(d) means for rotating the platform about a substantially vertical axis; (e) eine Klinge mit einer Schneidkante;(e) a blade having a cutting edge; (f) eine Einrichtung zum Anbringen der Klinge derart, daß ihre(f) means for attaching the blade so that its Schneidkante im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse der Drehung der Plattform angeordnet ist, wobei die Plattform einen kreisförmigen Weg durchläuft, welcher in der Position in Bezug auf die Klinge im wesentlichen fest ist, wenn einmal die Klinge angebracht worden ist;cutting edge is disposed substantially perpendicular to the axis of rotation of the platform, the platform traversing a circular path which is substantially fixed in position with respect to the blade once the blade has been attached; (g) eine Einrichtung zum Anheben des Probenhalters relativ zu der(g) means for lifting the sample holder relative to the Plattform um einen vorgegebenen Längenbetrag, wobei die Einrichtung zum Anheben des Halters thermisch stabilisiert ist, wenn der Probenhalter angehoben ist, so daß, wenn die Probe in Berührung mit der Klinge kommt, ein Schnitt der Probe aufPlatform by a predetermined length, wherein the means for lifting the holder is thermally stabilized when the sample holder is raised so that when the sample comes into contact with the blade, a cut of the sample on eine gleichmäßige Dicke geschnitten wird.cut to a uniform thickness. 28.10.98 11:1428.10.98 11:14 -3 --3 - 4. Mikrotom nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anheben des Probenhalters einen Schrittmotor aufweist, der unterhalb der Plattform angeordnet und mit dieser verbunden ist.4. Microtome according to claim 3, characterized in that the device for lifting the sample holder comprises a stepper motor which is arranged below the platform and connected thereto. 5. Rotationsmikrotom, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:5. Rotary microtome, characterized by the following features: einen Schaft, eine um den Schaft drehbare Plattform, einen Probenhalter, eine Einrichtung zum Anbringen des Probenhalters an der Plattform, ein Messerhaiter, eine mit dem Schaft starr verbundene Einrichtung zum Tragen des Messerhalters, eine in dem Messerhalter abnehmbar angebrachte Klinge und eine mit der Plattform verbundene Einrichtung zum automatischen Anheben des Probenhalters in der Höhe um einen vorgegebenen Betrag.a shaft, a platform rotatable about the shaft, a sample holder, a device for attaching the sample holder to the platform, a knife holder, a device rigidly connected to the shaft for supporting the knife holder, a blade removably mounted in the knife holder and a device connected to the platform for automatically raising the sample holder in height by a predetermined amount. 6. Rotationsmikrotom, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:6. Rotary microtome, characterized by the following features: eine Basis, einen Schaft, eine um den Schaft drehbare Plattform, einen Messerhalter, eine sowohl mit dem Schaft als auch mit der Basis starr verbundene Einrichtung zum Tragen des Messerhalters, eine in dem Messerhalter abnehmbar angebrachte Klinge, einen Probenhalter und eine Einrichtung zum verschiebbaren Anbringen des Probenhalters an der Plattform, so daß der Probenhalter in einer Richtung verschiebbar ist, welche im wesentlichen parallel zu dem Schaft ist.a base, a shaft, a platform rotatable about the shaft, a knife holder, a device rigidly connected to both the shaft and the base for supporting the knife holder, a blade removably mounted in the knife holder, a sample holder and a device for slidably mounting the sample holder on the platform so that the sample holder is slidable in a direction which is substantially parallel to the shaft. 7. Mikrotom (10) umfassend eine Basis (11), einen Messerhalter (50) zur Aufnahme einer Klinge (57), einen Probenhalter (20) zur Aufnahme der zu schneidenden Probe und eine rotierende Plattform (17), wobei der Probenhalter zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Probenhalter und dem Messerhalter exzentrisch auf der rotierenden Plattform angeordnet ist.7. Microtome (10) comprising a base (11), a knife holder (50) for receiving a blade (57), a sample holder (20) for receiving the sample to be cut and a rotating platform (17), wherein the sample holder is arranged eccentrically on the rotating platform to generate a relative movement between the sample holder and the knife holder. 8. Mikrotom nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drehen (61-69, 18) der Plattform um eine 360"-Umdrehung, so daß der Probenhalter unter der Klinge hindurch läuft.8. Microtome according to claim 7, characterized by means for rotating (61-69, 18) the platform through a 360" revolution so that the sample holder passes under the blade. 9. Mikrotom nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21-24) zum Anheben des Probenhalters zum Positionieren der Probe in Bezug auf die Klinge. 28.io.98 ii:i49. Microtome according to claim 7 or 8, characterized by a device (21-24) for lifting the sample holder for positioning the sample in relation to the blade. 28.io.98 ii:i4 -4--4- 10. Mikrotom nach Anspruch 9, wobei die Einrichtung zum Anheben des Probenhalters eine Schlittenführung (21-24) aufweist.10. Microtome according to claim 9, wherein the means for lifting the sample holder comprises a slide guide (21-24). 11. Mikrotom nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenführung über einen motorischen Antrieb bewegbar ausgebildet ist und der motorische Antrieb mit einer Steuerschaltung elektrisch verbunden ist.11. Microtome according to claim 10, characterized in that the slide guide is designed to be movable via a motor drive and the motor drive is electrically connected to a control circuit. 12. Mikrotom nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuerschaltung die Schlittenführung zum Schneiden der Probe steuerbar ist.12. Microtome according to claim 11, characterized in that the slide guide for cutting the sample can be controlled via the control circuit. 13. Mikrotom nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuerschaltung die Schnittdicke vorwählbar ist.13. Microtome according to claim 12, characterized in that the section thickness can be preselected via the control circuit. 14. Mikrotom nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anheben des Probenhalters einen Schrittmotor aufweist.14. Microtome according to one of claims 9 to 13, characterized in that the device for lifting the sample holder comprises a stepper motor. 15. Mikrotom nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor unterhalb der Plattform angeordnet und mit dieser verbunden ist.15. Microtome according to claim 14, characterized in that the stepper motor is arranged below the platform and connected thereto. 16. Mikrotom nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Einrichtung zum Anheben des Probenhalters thermisch stabilisiert ist, wenn der Probenhalter angehoben ist, so daß, wenn die Probe in Berührung mit der Klinge kommt, ein Schnitt der Probe auf eine gleichmäßige Dicke geschnitten wird.16. A microtome according to any one of claims 9 to 15, characterized in that the means for lifting the sample holder is thermally stabilized when the sample holder is raised so that when the sample comes into contact with the blade, a section of the sample is cut to a uniform thickness. 17. Mikrotom nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Geschwindigkeit der rotierenden Plattform über die Steuerschaltung einstellbar ist.17. Microtome according to one of claims 7 to 16, characterized in that the speed of the rotating platform is adjustable via the control circuit. 28.10.98 11:1428.10.98 11:14 -5 --5 - 18. Mikrotom nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung mit einem Bedienpult elektrisch verbunden ist.18. Microtome according to one of claims 7 to 17, characterized in that the control circuit is electrically connected to a control panel. 19. Mikrotom nach einem der Ansprüche 7 bis 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anbringen des Probenhalters an der Plattform. 19. Microtome according to one of claims 7 to 18, characterized by a device for attaching the sample holder to the platform. 20. Mikrotom gemäß einem der Ansprüche 7 bis 19, gekennzeichnet durch einen Schaft (12), um den die Plattform dreht.20. Microtome according to one of claims 7 to 19, characterized by a shaft (12) around which the platform rotates. 21. Mikrotom nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein zylindrisches, um den Schaft drehbares Gehäuse (15) zum drehbaren Tragen der Plattform.21. Microtome according to claim 20, characterized by a cylindrical housing (15) rotatable about the shaft for rotatably supporting the platform. 22. Mikrotom nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch eine mit dem Schaft starr verbundene Einrichtung zum Tragen eines ersten Endes des Messerhalters.22. Microtome according to claim 20 or 21, characterized by a device rigidly connected to the shaft for supporting a first end of the knife holder. 23. Mikrotom nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine starre an der Basis angebrachte und außerhalb der Plattform angeordnete Einrichtung zum Tragen eines zweiten Endes des Messerhalters.23. A microtome according to claim 22, characterized by a rigid means attached to the base and arranged outside the platform for supporting a second end of the knife holder. 24. Mikrotom nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gekennzeichnet durch ein Lager (13) mit einem inneren Laufring, wobei das Lager in das zylindrische Gehäuse mit Preßsitz eingepaßt und an dem stationären Schaft so angebracht ist, daß es zwischen dem Gehäuse und dem Schaft positioniert ist.24. A microtome according to any one of claims 21 to 23, characterized by a bearing (13) having an inner race, the bearing being press-fitted into the cylindrical housing and mounted on the stationary shaft so as to be positioned between the housing and the shaft. 25. Mikrotom nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Reduzieren des Spiels zwischen dem Gehäuse und dem Schaft in radialer Richtung, wobei die Einrichtung zum Reduzieren des Spiels den Schaft mit einem kurzen verjüngten Abschnitt (41) und eine Ein-25. Microtome according to claim 24, characterized by a device for reducing the play between the housing and the shaft in the radial direction, wherein the device for reducing the play provides the shaft with a short tapered section (41) and an inlet 28.10.98 11:1428.10.98 11:14 -6 --6 - richtung (42, 44) zum Drücken des inneren Laufrings des Lagers gegen den verjüngten Abschnitt aufweist.direction (42, 44) for pressing the inner race of the bearing against the tapered section. 28.10.98 11:1428.10.98 11:14