DE4118886C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Probenbehandlungsapparat mit
einer Einrichtung für die Halterung und den schrittweisen
Vorschub von Proben enthaltenden Probengefäßen längs einer
horizontalen Führungsbahn, wobei jeder Vorschubschritt einem
einheitlichen Mittelabstand benachbarter Probengefäße entspricht,
und mit automatisch betätigbaren und steuerbaren
Werkzeugen zur Behandlung der Proben während der Verweildauer
der Probengefäße an bestimmten Verweilplätzen, wobei
zur Handhabung der für eine Behandlungsphase erforderlichen
Werkzeuge ein mit einem Geräteuntersatz baulich vereinigtes
Handhabungsgerät mit einem gemeinsamen, vertikal verschiebbaren
Werkzeugträger vorhanden ist, an welchem die Werkzeuge
in verschiedenen, den Verweilplätzen der Probengefäße einzeln
zugeordneten Positionen wahlweise fixierbar sind, so
daß bei einer Betätigung des Handhabungsgeräts alle am
Werkzeugträger an verschiedenen Positionen fixierten Werkzeuge
gleichzeitig und bei wiederholter Betätigung im Gegentakt
mit dem Probenvorschub an den aufeinanderfolgenden Proben
nacheinander zum Einsatz kommen.
Probenbehandlungsapparate dieser Art gelangen vornehmlich im
Rahmen automatischer Probenbehandlungsanlagen zum Einsatz,
wie sie beispielsweise für chemische und biochemische Analy
sen und Qualitätskontrollen verwendet werden.
Die Probenbehandlung umfaßt unter anderem das Zuführen
flüssiger Substanzen (z. B. Reagenzien) zu den in den Probengefäßen
enthaltenen Proben, das Entnehmen der Proben
oder von Probenanteilen aus den Probengefäßen sowie das
Schütteln und Umrühren der Proben. Dazu dienen verschiedene
Werkzeuge, unter anderem Kanülen, Vibratoren und Rührwerke.
Diese Werkzeuge werden zu deren Einsatz durch Handhabungsgeräte
mehr oder weniger tief auf bzw. in die Probengefäße
abgesenkt, je nachdem, ob das jeweilige Werkzeug innerhalb
oder außerhalb der Probe zur Wirkung kommen soll. Diejenigen
Werkzeuge, welche mit den Proben in Kontakt kommen, insbesondere
Kanülen und Rührwerke, sind nach jedem Einsatz zu
reinigen, um Kontaminationen zu vermeiden.
Der Vorschub der Probengefäße und die automatische Betäti
gung der Werkzeuge lassen sich mit Rechnerunterstützung in
bekannter Weise derart steuern, daß vorprogrammierte Ar
beitsverfahren automatisch durchgeführt werden. Eines der
Hilfmittel dazu sind Handhabungsgeräte für die Betätigung
der Werkzeuge. In bekannten Probenbehandlungsanlagen sind in
der Regel für die verschiedenen Arbeitsschritte, welche unterschiedliche
Werkzeuge benötigen, mehrere Handhabungsgeräte
vorhanden. Daneben können auch Handhabungsgeräte mit
automatischem Werkzeugwechsel vorgesehen sein. Der Nachteil
solcher Anlagen besteht vor allem in der vorwiegend seriellen
Arbeitsweise.
In der US-PS 41 15 861 ist ein Probenbehandlungsapparat der
eingangs genannten Art beschrieben, bei welchem ein vertikal
verschiebbarer Werkzeugträger längs eines geradlinigen Bahnabschnitts
der Führungsbahn für die Probengefäße angeordnet
ist. Der Arbeitsbereich der Werkzeuge beschränkt sich dabei
auf diesen Bahnabschnitt, welcher nur einen Bruchteil der
gesamten Führungsbahn beträgt. Die einzelnen Proben werden
nacheinander behandelt; eine parallele Arbeitsweise, also
die gleichzeitige Behandlung mehrerer Proben, ist innerhalb
des verhältnismäßig engen Arbeitsbereichs praktisch ausgeschlossen.
Im übrigen sind keine Mittel zum periodischen
Reinigen der Werkzeuge vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Probenbehandlungsapparat der
eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei geringerem
Aufwand und unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile
durch den vermehrten Einsatz einer parallelen Arbeitsweise eine
höhere Verarbeitungskapazität erreicht. Das Ziel geht
insbesondere dahin, einerseits möglichst viele Proben in eine
Behandlungsphase einzubeziehen und andererseits diese
Vielzahl von Proben auf engem Raum anzuordnen, um den materiellen
Aufwand für das Handhabungsgerät und den Raumbedarf
des ganzen Apparates in möglichst engen Grenzen zu halten.
Außerdem wird eine einfache Lösung für die Reinigung der
Werkzeuge angestrebt.
Diese Aufgabe wird bei einem Apparat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß
die Führungsbahn für die Probengefäße mäanderförmig
verläuft und mehrere geradlinige, wenigstens annähernd parallel
zueinander verlaufende Bahnabschnitte aufweist, daß
der Werkzeugträger zu den genannten Bahnabschnitten parallel
verlaufende Tragarme aufweist, an welchen je wenigstens eine,
senkrecht auf jeweils einen Bahnabschnitt ausgerichtete
Reihe von Werkzeugen fixierbar ist, und daß entlang einer
Spur, welche parallel zur Führungsbahn der Probengefäße
verläuft, Spülgefäße zum Spülen der jeweils mit den Proben
in Kontakt kommenden Werkzeuge angeordnet sind, wobei der
Werkzeugträger durch eine horizontale Parallelverschiebung
aus der Arbeitslage in eine Lage bringbar ist, in welcher
die betreffenden Werkzeuge in den Bereich entsprechend
angeordneter Spülgefäße gelangen.
Auf diese Weise gelingt es, für sämtliche, Werkzeuge benöti
genden Arbeitsschritte einer Behandlungsphase mit einem ein
zigen Handhabungsgerät auszukommen und dabei noch eine höhere
Geschwindigkeit des Verfahrensablaufs zu erreichen. Da
sich der Arbeitsbereich des Handhabungsgeräts über einen
großen Teil der gesamten Führungsbahn für die Probengefäße
erstreckt, lassen sich unter Verwendung entsprechend vieler
Werkzeuge an mehreren Proben die gleichen oder verschiedene
Arbeitsschritte gleichzeitig durchführen. Nach jedem Arbeitsgang
können sämtliche Werkzeuge in einem gemeinsamen
Spülvorgang gereinigt werden.
Es ist zwar bei Probenbehandlungsapparaten an sich bekannt
(z. B. CH-PS 4 87 401), aus räumlichen Gründen für die Probengefäße
eine mäanderförmige Führungsbahn mit mehreren geradlinigen,
wenigstens annähernd parallel zueinander verlaufenden
Bahnabschnitten vorzusehen. Die Behandlung der Proben
fand jedoch bisher stets in einem Bereich der Führungsbahn
außerhalb der parallelen Bahnabschnitte statt.
In bezug auf die Anordnung der Spülgefäße besteht eine
Weiterbildung der Erfindung darin, daß der Geräteuntersatz
parallel zu den geradlinigen Bahnabschnitten der Probengefäße
verlaufende Längsführungen aufweist, in denen die
Spülgefäße verschiebbar angeordnet und an den Werkzeugpositionen
zugeordneten Positionen fixierbar sind.
Um die Antriebsmittel für das Handhabungsgerät möglichst
einfach zu gestalten, kann ferner vorgesehen sein,
daß der Werkzeugträger
einen begrenzten Arbeitshub hat, welcher auf den Arbeitshub
jener Werkzeuge abgestimmt ist, welche mit den Proben nicht
in Kontakt zu kommen bestimmt sind, und daß Werkzeuge, welche
zum Eintauchen in eine Probe bestimmt sind und dazu einen
größeren Hub benötigen, mit einem Zusatzantrieb zur
Hubvergrößerung ausgerüstet sind.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht des
Probenbehandlungsapparats im Grundriß,
Werkzeugträger in Arbeitsstellung;
Fig. 2 dieselbe Ansicht, aber Werkzeugträger in
Spülstellung;
Fig. 3 perspektivische Ansicht des Probenbehandlungsgeräts;
und
Fig. 4 eine schematische Ansicht des Vorschubantriebs für
die Hülsenkette.
Der in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigte Probenbehand
lungsapparat umfaßt einen Geräteuntersatz 1, welcher die
Probengefäße 3 und die Mittel für deren Transport aufnimmt,
und ein über dem Geräteuntersatz 1 angeordnetes Handhabungs
gerät 2 mit den Werkzeugen zur Behandlung der Proben. Die
Probengefäße 3 werden in einer geschlossenen Kette längs
einer horizontalen, in sich geschlossenen, mäanderförmigen
Führungsbahn 4 schrittweise fortbewegt, wobei die Führungs
bahn 4 im vorliegenden Beispiel vier geradlinige parallele
Bahnabschnitte 5 aufweist.
Das Handhabungsgerät 2 besitzt einen Werkzeugträger 6 mit
zwei Tragarmen 7, welche parallel zu den Bahnabschnitten 5
und je zwischen zwei Bahnabschnitten 5 verlaufen. Der Werk
zeugträger 6 ist vertikal und bezüglich der Bahnabschnitte 5
transversal verschiebbar angeordnet und zur Herbeiführung
dieser Bewegungen mit einer entsprechend ausgebildeten An
triebsvorrichtung 8 verbunden. An beiden Tragarmen 7 sind
beidseitig reihenweise Werkzeuge 9 montiert, wobei die Werk
zeugreihen in der in Fig. 1 dargestellten Arbeitslage des
Werkzeugträgers 6 senkrecht auf die Bahnabschnitten 5 ausge
richtet sind und jedes Werkzeug 9 über einem Probengefäß 3
steht. Die Art und die in der Zeichnung willkürlich gewählte
Positionierung der Werkzeuge 9 richtet sich selbstverständ
lich nach dem jeweils vorgegebenen Arbeitsprogramm des Pro
benbehandlungsapparates.
Im Betrieb werden die Probengefäße 3 entlang der Führungs
bahn 4 schrittweise fortbewegt, wobei jeder Vorschubschritt
einem einheitlichen Mittelabstand benachbarter Probengefäße
3 entspricht. Nach jedem Vorschubschritt verweilen die Pro
bengefäße 3 auf dem jeweils erreichten Platz für eine be
stimmte Dauer. Während dieser Verweilzeit wird der Werkzeug
träger 6 mit den Werkzeugen 9 abgesenkt, so daß die einge
setzten Werkzeuge 9 die jeweils an den betreffenden Stellen
vorgesehenen Behandlungen der Proben gleichzeitig durchführen
können. Nach dieser Behandlungsphase wird der Werkzeugträger
6 wieder angehoben und danach die Kette der Probengefäße 3
um einen Schritt weiterbewegt, worauf sich das Arbeitsspiel
wiederholt.
Jedem der Werkzeuge 9, das bei der Behandlung der Proben je
weils in diese eintaucht, ist ein Spülgefäß 10 zugeordnet,
welches mit einer nicht dargestellten Spülmittelpumpe verbun
den ist. Diese Spülgefäße 10 sind entlang je einer Spur 11,
welche parallel zu einem Bahnabschnitten 5 verläuft, montier
bar.
In der Zeit zwischen den aufeinanderfolgenden Behandlungs
phasen wird der Werkzeugträger 6 durch Parallelverschiebung
in die in Fig. 2 dargestellte Lage versetzt, in welcher die
mit den Proben jeweils in Kontakt kommenden Werkzeuge 9 über
den diesen zugeordneten Spülgefäßen 10 stehen, so daß diese
Werkzeuge beim anschließenden Absenken des Werkzeugträgers 6
gleichzeitig in das Spülmittel eintauchen und von anhaftendem
Probenmaterial gereinigt werden.
In Fig. 3 ist der Aufbau des Probenbehandlungsgeräts deutli
cher ersichtlich. Der Geräteuntersatz 2 besitzt ein Gehäuse
12, das an seiner Oberseite 13 einen der Führungsbahn 4 (Fig.
1) entsprechend verlaufenden Schlitz 14 aufweist, aus dem die
röhrchenförmigen Probengefäße 3 teilweise herausragen. Diese
sind in Hülsen 15 lose eingesetzt, welche in einer endlosen
Reihe kettenförmig zusammenhängen. Unterhalb der Hülsenkette
befindet sich in dem Gehäuse 12 eine nicht sichtbare Auflage
fläche, auf welcher die Probengefäße 3 ruhen bzw. gleiten.
Parallel zu den geradlinigen Bahnabschnitten der Hülsen 15
verlaufen Längsführungen 16, in denen die Spülgefäße 10
längsverschiebbar und an den Werkzeugpositionen zugeordneten
Positionen fixierbar sind.
Die beiden freitragenden Tragarme 7 des Werkzeugträgers 6
sind antriebsseitig durch ein Zwischenstück 17 miteinander
verbunden, welches am oberen Ende einer die Antriebsvorrich
tung 8 mit dem Werkzeugträger 6 verbindenden Säule 18 sitzt.
Die Antriebsvorrichtung 8 ist mit dem Geräteuntersatz 2 bau
lich vereinigt und so ausgebildet, daß sie eine Vertikalver
schiebung und eine Horizontalverschiebung der Säule 18 bzw.
des Werkzeugträgers 6 bewirken kann.
Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. 3 nur drei
Werkzeuge dargestellt, welche am vorderen Tragarm 7 mit Hilfe
je einer Klemmvorrichtung 19 montiert sind. Es handelt sich
dabei um einen Vibrator 20, eine Kanüle 21 und ein Rührwerk
22. Der Vibrator 20 besitzt einen kugelförmigen Treiber 23,
welcher exzentrisch am freien Ende einer rotierenden Welle
sitzt und im Betrieb in die obere Randpartie des jeweiligen
Probengefäßes 3 eingreift und diesem dadurch eine Rüttelbe
wegung erteilt, so daß die darin befindliche Probe in Bewe
gung versetzt wird. Dem Vibrator 20 ist kein Spülgefäß 10
zugeordnet, da der Treiber 23 desselben mit der auf diese
Weise behandelten Probe nicht in Kontakt kommt. Der Kanüle 21
ist dagegen ein Spülgefäß 10 zugeordnet, wenn sie betriebs
mäßig mit der Probe in Kontakt kommt oder wenn die der Probe
durch die Kanüle 21 zugeführte Substanz von Probe zu Probe
wechselt. Dem Rührwerk 22 ist ebenfalls ein Spülgefäß 10 zur
jeweiligen Reinigung des Rührflügels 24 zugeordnet. Die von
den genannten Werkzeugen betrieblich betroffenen Probenge
fäße 3 sind in der Zeichnung durch eine Schraffur markiert.
Der Werkzeugträger 6 hat einen begrenzten Arbeitshub, welcher
auf den Arbeitshub jener Werkzeuge, z. B. des Vibrators 20,
abgestimmt ist, welche mit den Proben nicht in Kontakt kom
men. Jene Werkzeuge, welche zum Eintauchen in die Proben be
stimmt sind, wie z. B. der Rührflügel 24 des Rührwerks 22 oder
eine Kanüle zur Entnahme von Proben, und dazu einen größeren
Hub benötigen, sind mit einem Zusatzantrieb 25 zur Hubver
größerung ausgerüstet.
Der dargestellte Probenbehandlungsapparat besitzt außerdem
Mittel zum Ersatz gebrauchter Probengefäße. Einerseits be
findet sich an einem Verweilplatz der Probengefäße 3 außer
halb des Arbeitsbereichs der Werkzeuge eine Öffnung 26 (Fig.
1) in der Auflagefläche der Probengefäße 3, durch welche die
Probengefäße nacheinander aus den Hülsen 15 herausfallen
können. Zudem ist an einem der Tragarme 7 ein Stößel 27 zum
Ausstoßen des Probengefäßes 3 aus der betreffenden Hülse 15
montiert. Andererseits ist über einem in der Vorschubrichtung
der Probengefäße 3 folgenden Verweilplatz eine in Fig. 3
durch einen Trichter 28 angedeutete Einrichtung für die Zu
fuhr von neuen Probengefäßen angeordnet, aus welcher jeweils
ein Probengefäß in eine freigewordene Hülse fällt. Die ge
nannten Verweilplätze sind in Fig. 3 ebenfalls durch eine
Schraffur markiert.
Die Fig. 4 zeigt den Geräteuntersatz 1 mit oben offenen Ge
häuse 12. Die Hülsen 15 für die Probengefäße sind durch
nicht näher dargestellte Kettenglieder miteinander verbunden.
Zur Bildung der mäanderförmigen Führungsbahn für die Hülsen
kette sind an den Wendestellen Leitkörper 29 und 30 vorgese
hen. Die Hülsenkette mit den Leitkörpern 29, 30 ist in einer
Kassette 31 untergebracht, welche austauschbar in den Geräte
untersatz 1 eingesetzt ist. Dabei können verschiedene Kasset
ten für die Verwendung von Probengefäßen unterschiedlicher
Größen vorgesehen sein und wahlweise zum Einsatz kommen. Der
Antrieb der Hülsenkette erfolgt durch eine Antriebsschnecke
32, welche am Geräteuntersatz 1 gelagert ist und mit den
Hülsen 15 oder mit den diese verbindenden Kettenglieder zu
sammenarbeitet. Eine nicht dargestellte Antriebseinheit ist
im Gehäuse 12 untergebracht und mit der Antriebsschnecke 32
getriebemäßig verbunden.
Claims (3)
1. Probenbehandlungsapparat mit einer Einrichtung für die
Halterung und den schrittweisen Vorschub von Proben enthaltenden
Probengefäßen längs einer horizontalen Führungsbahn,
wobei jeder Vorschubschritt einem einheitlichen Mittelabstand
benachbarter Probengefäße entspricht, und mit automatisch
betätigbaren und steuerbaren Werkzeugen zur Behandlung
der Proben während der Verweildauer der Probengefäße an bestimmten
Verweilplätzen, wobei zur Handhabung der für eine
Behandlungsphase erforderlichen Werkzeuge ein mit einem Geräteuntersatz
baulich vereinigtes Handhabungsgerät mit einem
gemeinsamen, vertikal verschiebbaren Werkzeugträger vorhanden
ist, an welchem die Werkzeuge in verschiedenen, den Verweilplätzen
der Probengefäße einzeln zugeordneten Positionen
wahlweise fixierbar sind, so daß bei einer Betätigung
des Handhabungsgeräts alle am Werkzeugträger an verschiedenen
Positionen fixierten Werkzeuge gleichzeitig und bei wiederholter
Betätigung im Gegentakt mit dem Probenvorschub an
den aufeinanderfolgenden Proben nacheinander zum Einsatz
kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (4)
für die Probengefäße (3) mäanderförmig verläuft und mehrere
geradlinige, wenigstens annähernd parallel zueinander verlaufende
Bahnabschnitte (5) aufweist, daß der Werkzeugträger
(6) zu den genannten Bahnabschnitten (5) parallel verlaufende
Tragarme (7) aufweist, an welchen je wenigstens eine,
senkrecht auf jeweils einen Bahnabschnitt (5) ausgerichtete
Reihe von Werkzeugen (9) fixierbar ist, und daß entlang
einer Spur (11), welche parallel zur Führungsbahn (4)
der Probengefäße (3) verläuft, Spülgefäße (10) zum Spülen
der jeweils mit den Proben in Kontakt kommenden Werkzeuge
angeordnet sind, wobei der Werkzeugträger (6) durch eine horizontale
Parallelverschiebung aus der Arbeitslage in eine
Lage bringbar ist, in welcher die betreffenden Werkzeuge (9)
in den Bereich entsprechend angeordneter Spülgefäße (10)
gelangen.
2. Probenbehandlungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Geräteuntersatz (1) parallel zu den
geradlinigen Bahnabschnitten (5) der Probengefäße (3) verlaufende
Längsführungen (16) aufweist, in denen die Spülgefäße
(10) verschiebbar angeordnet und an den Werkzeugpositionen
zugeordneten Positionen fixierbar sind.
3. Probenbehandlungsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (6) einen begrenzten
Arbeitshub aufweist, welcher auf den Arbeitshub jener
Werkzeuge (20, 21) abgestimmt ist, welche mit den Proben
nicht in Kontakt zu kommen bestimmt sind, und daß Werkzeuge
(22), welche zum Eintauchen in eine Probe bestimmt sind und
dazu einen größeren Hub benötigen, mit einem Zusatzantrieb
(25) zur Hubvergrößerung ausgerüstet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914118886 DE4118886A1 (de) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Probenbehandlungsapparat |
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DE19914118886 DE4118886A1 (de) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Probenbehandlungsapparat |
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DE4118886A1 DE4118886A1 (de) | 1992-12-17 |
DE4118886C2 true DE4118886C2 (de) | 1993-08-26 |
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ID=6433495
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