DE3512848A1

DE3512848A1 - Zentrifuge

Info

Publication number: DE3512848A1
Application number: DE19853512848
Authority: DE
Inventors: Walter 5223 Nümbrecht Sarstedt
Original assignee: Walter Sarstedt Kunststoff Spritzgusswerk
Current assignee: Walter Sarstedt Kunststoff Spritzgusswerk
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1985-04-10
Publication date: 1985-10-17

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit einem Stator und einem Rotor, an dessen Umfang Probenbehälter aufnehmende Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen derart in Radialebenen um eine in ümfangsrichtung weisende Schwenkachse verschwenk bar aufgehängt sind, daß sie bei stillstehendem Rotor im wesentlichen vertikal angeordnet sind und bei zunehmend schnellem Umlaufen des Rotors der Zentrifugalkraft folgend in eine mehr und mehr horizontale Lage ausschwenken, wobei der Rotor mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen vom Stator abnehmbar und als Träger für die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen während vor oder nach dem Zentrifugieren vorgenommener Analysen oder sonstiger Handhabungen verwendbar ist.

Derartige Zentrifugen werden z.B. in der medizinischen Analysentechnik für das Verarbeiten von Blutproben verwendet. Es sind bereits derartige Zentrifugen bekannt (DE-PS 21 43 664), bei denen nach der Beendigung der Blutprobenzentrifugierung der mit den Probenbehälter-Aufnahemröhrchen bestückte Rotor als Einheit vom Stator abgenommen und z.B. in ein automatisches Gerät zum kontinuierlichen Zuführen, Behandeln und Analysieren von Proben eingesetzt wird. Der Rotor der Zentrifuge wird also nicht nur zum Zentrifugieren sondern auch für vorausgehende oder anschließende Handhabungen der Proben herangezogen, was unter anderem den Vorteil hat, daß eine einmal vorbestimmte Reihenfolge von Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen während der gesamten Handhabung beibehalten wird.

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Gerade beim Handhaben der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen außerhalb der Zentrifuge muß aber darauf geachtet werden, daß eine Aufwirbelung des Probensediments vermieden wird. Es muß weiter ein einfaches Einsetzen des kompletten Rotors in enge Aufnahmen, z.B. PipettierStationen, gewährleistet sein, ohne daß der Rotor mit den daran angebrachten Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen sich beim Einsetzen verklemmen oder verkanten kann. Andererseits muß aber in der Zentrifuge ein freies Ausschwenken der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen am Rotor gesichert sein.

Bei der bekannten Zentrifuge werden die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen bei stillstehendem Rotor in der vertikalen Lage durch Schwerkraft gehalten, wobei sie an einer radialen Außenfläche des Rotors mit einer Gegenfläche zur Anlage kommen, die sich unterhalb der Schwenkachse befindet.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zentrifuge der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels der eine problemlose Handhabung des Rotors außerhalb der Zentrifuge in dem Sinne möglich ist, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen in einer exakten Position relativ zum Rotor angeordnet sind, also während des Transports und der Handhabung nicht hin- und herschwingen können, während andererseits innerhalb der Zentrifuge ein freies Ausschwingen der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen gewährleistet sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen in ihrer vertikalen Lage in lösbarer Weise feststellbar sind.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen nach dem Einsetzen des Rotors in den Stator der Zentrifuge zwar der Zentrifugalkraft folgend möglichst frei aus schwingen können ,jedoch nach dem

Herausnehmen aus dem Stator bzw. vor dem Einsetzen in den Stator derart am Rotor festgestellt sind, daß sie bei allen normalen Handhabungen eine feste und unverrückbare Position parallel zur Achse des Rotors einnehmen. Auf diese Weise kann der Rotor außerhalb der Zentrifuge wie ein ganz normaler Probenaufnahmeträger verwendet und gehandhabt werden. Besonders vorteilhaft ist es, daß durch die definierte Senkrechtstellung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen auch ein einwandfreies elektronisches Ablesen von darauf angebrachten Etiketten möglich ist. Weiter wird das Pipettieren durch die Festlegung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen außerhalb der Zentrifuge erleichtert. Besonders vorteilhaft ist die Fixierung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen, wenn innerhalb einer Abschraubvorrichtung ein automatisches Abschrauben der gegebenen falls vorhandenen Abdeckkappen erfolgen soll.

Wird der erfindungsgemäße Rotor in den engen Aufnahmeraum eines Analysengerätes eingesetzt, so kann es aufgrund der erfindungsgemäßen Fixierung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen nicht zu Verklemmungen oder Verkantungen kommen.

Gleichwohl ist innerhalb der Zentrifuge durch automatisches oder von Hand erfolgendes Entriegeln der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen ein freies Ausschwingen und damit eine einwandfreie Zentrifugierung gewährleistet.

Die eigentlichen Blut- oder ggfs. auch Urinproben werden vor dem Zentrifugieren in übliche Probenbehälter, z.B. Reagenzgläser, eingegeben, die dann in die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen der erfindungsgemäßen Zentrifuge eingestellt werden.

Eine erste vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen in ihrem beim Umlaufen des Rotors radial nach außen schwenkenden Bereich durch eine radial nach innen gerichtete Haltekraft in ihrer vertikalen Lage gehalten sind, welche vorzugsweise wesentlich geringer als die bei der Solldrehzahl auftretende Zentrifugalkraft ist.

Hierzu kann die Haltekraft bevorzugt eine Federkraft sein, welche von einer bestimmten Drehzahl des Rotors ab durch die Zentrifugalkraft überwunden wird, so daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen trotz der Federkraft ausschwingen können.

Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Haltekraft relativ groß ist und z.B. auch wesentlich größer als die Zentrifugalkraft sein kann, dafür aber nach einem geringfügigen Schwenkweg des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens zusammenbricht, wie das z.B. durch eine Magnetkraft als Haltekraft analysiert werden kann. Es muß dann lediglich dafür gesorgt werden, daß nach dem Einsetzen des Rotors in den Stator die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen den geringfügigen Schwenkweg zwangsläufig zurücklegen, so daß sie anschließend unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft frei ausschwingen können. Der geringfügige Schwenkweg kann durch am Stator vorgesehene Anschlagmittel erzwungen werden, die beim Einsetzen des Rotors in den Stator an den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen angreifen und diese zwangsweise um den betreffenden Schwenkweg nach außen schwenken.

Eine weitere Möglichkeit zur Fixierung der Probenbehälter-Auf η ahme röhre hen in der vertikalen Lage besteht darin, daß die Anschläge an einem zum Rotor konzentrischen Ring ausgebildet und außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmer öhr chen bringbar sind.

Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn am Stator jeweils einem Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen zugeordnete Betätigungselemente vorgesehen sind, welche beim Einsetzen des Rotors in den Stator die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen oder die sie haltenden Anschläge so beaufschlagen und verschieben, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen nicht mehr gegen Zentrifugalkräfte festgehalten sind und frei radial ausschwenken können.

Eine praktische Verwirklichung dieses Gedankens kennzeichnet sich dadurch, daß die Betätigungselemente am Boden des Stators angeordnete, vorzugsweise konische Körper, insbesondere Stifte sind, die beim Einsetzen des Rotors in den Stator innen an die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen stoßen und sie radial ein Stück nach außen schwenken, wodurch die auf sie wirkende Haltekraft weitgehend zusammenbricht oder zumindest so weit abnimmt, daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen nunmehr unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft frei ausschwenken können.

Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die Anschläge mit den Betätigungselementen in einer Getriebeverbindung stehen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Anschläge über Hebel mit am Stator angeordneten, die Betätigungselemente darstellenden Lösestiften in Verbindung stehen.

Um eine gemeinsame Festlegung aller Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen auf einfache Weise zu erzielen, kennzeichnet sich eine weitere Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß die Anschläge an einem zum Rotor konzentrischen Ring ausgebildet und außer Eingriff mit dem Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen bringbar sind.

Hierbei kann der Ring durch Verdrehen außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen bringbar sein.

Eine erste praktische Realisierung dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, daß der Ring sich vorzugsweise oberhalb der Schwenkachse der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen befindet und mit radialen Vorsprüngen oberhalb der Schwenkachse an den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen angreift.

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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Ring sich vorzugsweise unterhalb der Schwenkachse befindet und mit radialen Vorsprüngen die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen unten radial von außen umgreift.

Weiter ist es möglich, daß der Ring durch axiales Verschieben außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen bringbar ist.

Um bei auf den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen befindlichem Ring eine feste Klemmung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen am Rotor zu erzielen, kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, daß die mit dem Ring zusammenwirkenden Flächen der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen und/oder die damit zusammenwirkenden Flächen des Ringes konisch ausgebildet sind, derart, daß beim axialen Aufsetzen des Ringes eine radiale Klemmkraft auf die Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen ausgeübt wird.

Es ist weiter möglich und vorteilhaft, daß von unten als Anschläge Vorsprünge in Vertiefungen der Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen eingreifen.

In allen Fällen soll die vertikale Position der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen durch Anlageflächen am Rotor bestimmt sein, gegen welche sie vorzugsweise noch durch die Haltekräfte und/oder Anschläge gedrückt werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht

eines erfindungsgemäßen Zentrifugenrotors,

Fig. 2 einen vergrößerten radialen Vertikalschnitt

des Rotors im Bereich eines Probenbehälter-Auf nahmeröhrchens,

Fig. 3 einen Schnitt analog Fig. 2 einer weiteren Aus führungs form,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen zu Fig. 2 analogen Schnitt einer mit Magneten arbeitenden Ausführungsform,

Fig. 6 einen zu Fig. 2 analogen Schnitt einer mit

radial wirkenden Anschlägen arbeitenden Aus führungs form,

Fig. 7 einen Ausschnitt einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 6,

Fig. 8 einen zu Fig. 2 analogen Schnitt zweier weiterer Ausführungsformen,

Fig. 9 eine Teildraufsicht eines gemäß Fig. 8

ausgebildeten Rotors und

Fig. 10 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform.

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Nach Fig. 1 sind am Umfang eines kreisförmigen Zentrifugenrotors 12 in Umfangsabständen Halter 23 angeordnet, zwischen denen Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 um in Umfangsrichtung weisende Schwenkachsen 18 in ihrem oberen Bereich radial nach außen in Richtung der Pfeile f schwenkbar aufgehängt sind. Die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 sind aus festem Material, z.B. Metall, hergestellt und weisen radial außen Fenster 24 auf, durch welche hindurch der Inhalt von in die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen eingebrachten transparenten Probenbehältern 25 sichtbar ist,von denen beispielsweise einer in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Bei den eingebrachten Probenbehältern kann es z.B. um Reagenzgläser handeln.

In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile.

Der Probenbehälter 25 ist auch in Fig. 2 gestrichelt angedeutet. Nach Fig. 2 ist jedes Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 etwas unterhalb seines oberen Endes an der in Umfangsrichtung weisenden Schwenkachse 18 radial nach außen in Richtung des Pfeiles f ausschwenkbar aufgehängt. Radial innen liegt das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 an einer radial äußeren Anlagefläche 20 des Rotors 12 an.

Erfindungsgemäß ist im mittleren Bereich des Probenbehälter-Auf nahmeröhrchens 11 eine Zugfeder 26 befestigt, deren anderes Ende radial weiter innen am Rotor angebracht ist. Die Feder 26 muß sehr weich und auf ein Vielfaches ihrer Länge verlängerbar sein, damit das Ausschwingen des Probenbehälter-Auf nahmeröhrchens 11 während des Zentrifugierens möglich bleibt; gleichzeitig soll die Feder 26 das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 zumindest in einer so festen Anlage an der Anlagefläche 20 halten, daß es bei der Handhabung vor und nach dem Zentrifugieren nicht aus dieser exakten Position parallel zur Rotorachse herausgelangt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 erfolgt
die federnde Rückstellung des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 durch eine um die Schwenkachse 18 herum angeordnete Drehfeder 26'. Eine Drehfeder hat den Vorteil,
daß ein größerer Schwenkweg bei annähernd gleichbleibender
Federkraft gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der im unteren Bereich des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 am Rotor 12 ein vorzugsweise als Permanentmagnet ausgebildeter Magnet 22 angeordnet ist, dem gegenüber sich am Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 ein weichmagnetischer Belag 21 befindet. Dieser erübrigt sich jedoch, wenn das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 selbst aus weichmagnetischem Material besteht. Bei Anlage des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 an der Anlagefläche 20 liegt auch der magnetische Belag 21 am Magneten an oder befindet sich einem so geringem Abstand von diesem,

daß die erforderliche radiale Haltekraft magnetisch aufgebracht wird.

Am in Fig. 5 angedeuteten Stator 14 befindet sich unterhalb des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 im Bereich von
dessen radialer Innenseite ein nach oben weisender Stift 15 mit konischer Spitze. In Fig. 5 ist die Relativposition zwischen dem Rotor 12 und dem Stator 14 während des Einsetzens des Rotors 12 in den Stator 14 dargestellt, also noch vor
dem vollständigen Einsetzen des Rotors 12.

Wird der Rotor 12 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Zwischenposition in Richtung des Pfeiles F noch weiter in Richtung
auf den Stator 14 zu verschoben, so stößt der Stift an die
erfindungsgemäß etwas abgeschrägte radial innere untere Kante 28 des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 an und dringt unter geringfügiger Verschwenken des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 in Richtung des Pfeiles f radial nach
außen in den engen Zwischenraum 29 zwischen dem Rotor 12
und dem Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 ein.

Dabei wird der magnetische Belag 21 zwangsläufig von dem Magneten 22 abgehoben, was zu einer derartigen Erniedrigung der radial nach innen gerichtetne Haltekraft führt, daß das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 beim anschließenden Umlaufen des Rotors 12 frei in Richtung des Pfeiles f ausschwingen kann.

Der Stift 15 muß so angeordnet werden, daß er nach dem vollständigen Aufsetzen des Rotors 12 auf den Stator 14 nicht in Berührung mit dem Rotor 12 steht.

Nach Fig. 6 wird das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 dadurch radial in seiner vertikalen Position festgehalten, daß an seinem unteren Ende in der Mitte des Bodens eine Vertiefung 19 außen vorgesehen ist, in die von unten ein stiftartiger Anschlag 13 angreift, der an einem doppelarmigen Hebel 16 ausgebildet ist.

Der Hebel 16 ist bei 30 um eine in Umfangsrichtung weisende Achse am Rotor 12 drehgelagert. Eine am Rotor 12 abgestützte Druckfeder 31 wirkt auf den vom Anschlag 13 abgewandten Arm des Hebels 16 und drückt den Anschlag 13 in die Vertiefung 19.

Unterhalb des vom Anschlag 13 abgewandten Hebelarms des Hebels 16 befindet sich ein am Stator 14 befestigter vertikaler Lösestift 15, der beim Einsetzen des Rotors 12 in die Zentrifuge den Hebel 16 von unten beaufschlagt und dadurch den den Anschlag 13 tragenden Hebelarm in Richtung des Pfeiles V in Fig. 6 verschwenkt, wodurch der Anschlag 13 mit der Vertiefung 19 außer Eingriff kommt und das Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 dadurch für ein freies Schwenken nach außen in Richtung des Pfeiles f freigibt.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind der Anschlag und die Vertiefung 19 als in radialer Richtung dachförmige Gebilde ausgebildet. Obwohl auch bei dieser Ausführungsform der axial gerichtete Lösestift 15 vorgesehen sein kann, kann diese Ausführungsform auch so arbeiten, daß beim Vorliegen einer bestimmten Zentrifugalkraft aufgrund der dachartigen Schrägflächen das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen sich selbsttätig von dem Anschlag 13 löst, indem der Hebel über die Schrägflächen um die Achse 30 gegen die Kraft der Feder 31 geschwenkt wird.

Während also die aus dem Anschlag 13 und der Vertiefung 19 bestehende Verriegelungsvorrichtung nach Fig. 6 selbsthemmend ist und nur durch Anstoßen des Lösestiftes 15 an dem Hebel entriegelt werden kann, kann das Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 sich bei Ausbildung der Vertiefung 19 und des Anschlages 13 nach Fig. 7 selbst entrasten, wenn eine vorbestimmte Zentrifugalkraft existiert, die wesentlich geringer ist als die maximale Zentrifugalkraft, die beim Zentrifugierprozeß auftritt.

In den Fig. 8 und 9 sind gleichzeitig zwei alternativ zu verwendende Ausführungsformen dargestellt.

Bei der ersten Ausführungsform greifen radial von innen an den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 oberhalb der Schwenkachse 13 als radiale Vorsprünge eines Ringes 17 ausgebildete Anschläge 13' an und halten in der aus Fig. 8 und 9 ersichtlichen Verriegelungsposition die Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 in ihrer vertikalen Lage parallel zur Rotorachse 27, in welcher sie an der Anlagefläche 20 anliegen. Zwischen den einzelnen Anschlägen 13' befinden sich nach Fig. 9 radial nach innen zurückspringende Zwischenräume 32. Der Ring 17 ist konzentrisch zur Rotorachse 27 am Rotor begrenzt drehbar gehalten. Der begrenzte Verdreh-

winkel ist so groß, daß die Vorsprünge 13' zwischen der aus Fig. 9 ersichtlichen Verriegelungsposition und einer Entriegelungslage in Umfangsrichtung verschiebbar sind, in welcher die Zwischenräume 32 radial mit den Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 in Ausrichtung gelangen. Die Zwischenräume 32 springen in radialer Richtung so weit nach innen zurück, daß in dieser Drehstellung des Ringes 17 das freie Ausschwenken der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 nicht behindert wird, d.h., daß der obere Rand 33 (Fig. 8) der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 beim radialen Ausschwenken den äußeren Rand 34 des Ringes 27 im Bereich der Zwischenräume 32 nicht berührt.

Der begrenzte Schwenkbereich des Ringes 17 kann z.B. dadurch gewährleistet werden, daß in dem als Scheibe ausgebildeten Ring 17 ein konzentrischer Sektorschlitz 35 ausgebildet ist, in den ein am Rotor 12 befestigter Anschlagstift 36 eingreift. Beim Verdrehen des Ringes 17 in der einen oder anderen Richtung schlägt die eine oder andere Endbegrenzung des Sektorschlitzes 35 an den Anschlagstift 36 an. Der Doppelpfeil W in Fig. 9 deutet die begrenzte Drehbewegung des Ringes 17 in beiden Richtungen an.

Eine weitere, in den Fig. 8 und 9 angedeutete Möglichkeit einer radialen Fixierung der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 besteht darin, daß axiale Anschläge 13" an einem unter dem Röhrchen 11 angeordneten Ring 17' die Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 von unten radial außen umgreifen. Auch die Anschläge 13" erstrecken sich in Umfangsrichtung nur über einen eng begrenzten Bereich um die Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 herum, während dazwischen von axialen Vorsprüngen freie Bereich des scheibenförmigen Ringes 17' vorliegen.

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Der axiale Abstand des Bodens der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 vom darunter angeordneten Ring 17', der wieder begrenzt drehbar am Rotor 12 konzentrisch befestigt ist, ist derart, daß er das freie Ausschwenken der Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 in Richtung des Pfeiles f nicht behindert, sofern sich die Anschläge 13" durch entsprechende Verdrehung des Ringes 17' außer Eingriff mit den Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 befinden.

Nach Fig. 10 weisen die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 in ihrem oberen Bereich radial außen sich von oben nach unten etwas erweiternde konischeFlächen 36 auf, auf die ein rund um die gesamte Anordnung von Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 herumgelegter und mit einer komplementär ausgebildeten konischen Innenfläche 37 versehener,Anschläge 13" definierender Ring 17" axial von
/oben aufgesetzt xst. Aufgrund der konischen Ausbildung der Flächen 36, 37 und einer entsprechenden Durchmesserwahl für den Ring 17·' kommt dieser zur Anlage an den konischen Flächen 36 und drückt alle Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 radial nach innen gegen die Anlagefläche 20.

Wichtig für die Funktion der Erfindung ist es, daß die radialen Haltekräfte unterhalb der Schwenkachse 18 angreifen, wenn sie radial von außen angelegt sind, während sie oberhalb der Schwenkachse 18 angreifen müssen, wenn sie radial von innen angelegt sind.

Um den Ring 17·' bei der Ausführungsform nach Fig. 9 zur Entriegelung der Probenbehälteraufnahmeröhrchen 11 axial nach oben abheben zu können, kann eine Hubvorrichtung 35 vorgesehen sein, die mit radial nach innen gerichteten hakenförmigen VorSprüngen 38 den Ring 17¹¹ rundum an mehreren Stellen untergreift und durch nicht dargestellte Mittel in die in Fig.10 gestrichelt angedeutete Position anheben kann, wodurch der Ring 17'' in eine solche Position

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oberhalb der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 gelangt, daß diese in Richtung des Pfeiles f frei ausschwenken können, wenn zentrifugiert wird.

Die einzelnen Ausführungsformen arbeiten wie folgt:

Zunächst werden bevorzugt außerhalb der Zentrifuge die beispielsweise als Reagenzgläser ausgebildeten Probenbehälter 25. in die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 eingestellt, worauf dann eine Kennzeichnung durch Etikettierung der Probenaufnahmebehälter erfolgen kann, die auch elektronisch ablesbar sein soll.

Anschließend wird dann der Rotor 12 auf den Stator 14 der Zentrifuge aufgesetzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ändert sich hierbei die Relativlage der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 noch nicht. Erst beim Umlaufen des Rotors 12 schwenken die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen aufgrund der Zentrifugalkraft in Richtung des Pfeils f nach außen, wobei die Federn 26, 26' sich zunehmend ausdehnen .

Wird der Rotor 12 nach Fig. 5 auf den Stator 14 aufgesetzt, so verändert sich hierbei die Relativlage der zunächst parallel zur Rotorachse angeordnetne Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 relativ zum Rotor 12 dadurch, daß die im Bereich jedes Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 am Stator 14 vorgesehenen Stifte 15 die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 radial etwas nach außen schwenken, wodurch der Eingriff zwischen dem magnetischen Belag 21 und dem Magneten 22 unterbrochen und die Magnetkraft stark herabgesetzt wird. Beim Umlaufen des Rotors 12 können die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 dann zwanglos nach

außen schwenken. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 hat also gegenüber der Erzeugung der radialen Haltekraft mittels Federn den Vorteil, daß beim Zentrifugieren die radiale Haltekraft völlig aufgehoben wird.

Diesen Vorteil weisen auch die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 6 und 7 auf, wo beim Aufsetzen des Rotors 12 auf den Stator 14 die Stifte 15 durch Angreifen an den Hebel 16 die Anschläge 13 mit den Vertiefungen 19 außer Eingriff bringen. Auch dann, wenn sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 selbst entrasten, entfällt beim Zentrifugieren jede radiale Haltekraft.

Nach dem Zentrifugieren gelangen die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 aufgrund der Schwerkraft wieder in ihre senkrechte oder annähernd senkrechte Position.

Beim Herausheben des Rotors 12 aus der Zentrifuge befinden sie sich dann wieder in Anlage an der Anlagefläche 20, was bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 auch durch die magnetische Anziehungskraft herbeigeführt wird.

Auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 entfallen die radialen Haltekräfte für die Probenbehälter-Aufnanmeröhchen 11 vollständig, wenn der Ring 17 bzw. 17' so verdreht ist, daß die Anschläge 13" bzw. 13" außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 gekommen sind.

Das Verdrehen der Ringe 17, 17' in der einen Richtung des Doppelpfeiles W kann entweder durch die Bedienungsperson von Hand oder auch automatisch dadurch herbeigeführt werden, daß ein am Stator 14 angebrachter Betätigungskörper analog den Stiften 15 über ein geeignetes Getriebe die Verdrehung des Ringes 17, 17' automatisch bewirkt, wenn der Rotor auf den Stator 14. aufgesetzt wird. Durch eine in Umfangsrichtung wirkende Feder kann der Ring 17, 17' so

vorgespannt sein, daß er sich normalerweise in der Verriegelungsposition nach den Fig. 8 und 9 befindet und lediglich beim Einsetzen in die Zentrifuge auf den Stator 14 die Entriegelungsposition einnimmt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.10 erfolgt die Entriegelung des rund um die Anordnung von Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 herumgelegten Ringes 17'' dadurch, daß der Ring 17'' mittels der Hubvorrichtung 35 bis über das Niveau der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen 11 angehoben wird. Dieses Anheben kann ebenfalls von Hand oder aber auch automatisch über ein Getriebe erfolgen, welches beim Einsetzen des Rotors 12 in die Zentrifuge derart beaufschlagt wird, daß es den Anhebevorgang bewirkt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 bis 7 und bei allen Ausführungsformen, wo mittels eines am Stator 14 befestigten Lösestiftes 15 gearbeitet wird, ist es wichtig, daß zwischen dem Rotor 12 und dem Stator 14 Paßelemente wirksam sind, die ein Einsetzen des Rotors 12 in den Stator 14 nur in einer solchen Winkellage gestatten, daß die Lösestifte 15 sich relativ zu den Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen 11 in der richtigen Position befinden, in der sie ihre entriegelnde Wirksamkeit entfalten können.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6, 7 entfalten die Entriegelungsstifte 15 ihre Wirkung aufgrund eines axialen Stoßes, während sie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 nach Art eines Keiles wirken, indem sie an ihrer Spitze keilförmig angeschärft sind und/oder auch der Boden des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens 11 eine keilförmige Kante 28 aufweist.

Claims

Patentansprüche

Zentrifuge mit einem Stator und einem Rotor, an dessen Umfang Probenbehälter aufnehmende Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen derart in Radialebenen um eine in Umfangsrichtung weisende Schwenkachse mit ihrem oberen Endbereich verschwenkbar aufgehängt sind, daß sie bei stillstehendem Rotor im wesentlichen hängend vertikal angeordnet sind und bei zunehmend schnellem Umlaufen des Rotors der Zentrifugalkraft folgend in eine mehr und mehr horizontale Lage ausschwenken, wobei der Rotor mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen vom Stator abnehmbar und als Träger für die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen während vor oder nach dem Zentrifugieren vorgenommener Analysen oder sonstiger Handhabungen verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) in ihrer vertikalen Lage in lösbarer Weise feststellbar sind.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) in ihrem beim Umlaufen des Rotors (12) radial nach außen schwenkenden Bereich durch eine radial nach innen gerichtete Haltekraft in ihrer vertikalen Lage gehalten sind, welche vorzugsweise wesentlich geringer als die bei der Solldrehzahl auftretende Zentrifugalkraft ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Haltekraft eine Federkraft ist.
4. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Haltekraft nach einem geringfügigen Schwenkweg des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens (11) zusammenbricht.
5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft eine Magnetkraft ist.
6. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen durch zwischen wenigstens zwei Stellungen verstellbare, radial wirkende Anschläge (13, 13", 13") in einer Stellung in ihrer vertikalen Lage gehalten bzw. durch Verschieben der Anschläge in die jeweils andere Stellung zum radialen Ausschwenken freigegeben sind.
7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß am Stator (14) jeweils einem Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) zugeordnete Betätigungselemente (15) vorgesehen sind, welche beim Einsetzen des Rotors (12) in den Stator (14) die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen oder die sie haltenden Anschläge (13, 13', 13") so beaufschlagen und verschieben,

daß die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) nicht mehr gegen Zentrifugalkräfte festgehalten sind und frei radial ausschwenken können.
8. Zentrifuge nach Anspruch 4 oder 5 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungselemente am Boden des Stators (14) angeordnete, vorzugsweise konische Körper, insbesondere Stifte (15) sind, die beim Einsetzen des Rotors (12) in den Stator (14) innen an die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) stoßen und sie radial ein Stück nach außen schwenken, wodurch die auf sie wirkende Haltekraft weitgehend zusammenbricht oder zumindest so weit abnimmt, daß die Probenbehälter-Auf nahmer öhrchen (11) nunmehr unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft frei ausschwenken können.
9. Zentrifuge nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschläge (13) mit den Betätigungselementen (15) in einer Getriebeverbindung stehen.
10. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschläge (13) über Hebel (16) mit am Stator (14) angeordneten, die Betätigungselemente darstellenden Lösestiften (15) in Verbindung stehen.
11. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschläge (13¹, 13") an einem zum Rotor (12) konzentrischen Ring (17, 17", 17") ausgebildet und außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmer öhr chen (11) bringbar sind.
12. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring (17, 17') durch Verdrehen außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) bringbar ist.
13. Zentrifuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17) sich vorzugsweise oberhalb der Schwenkachse (18) der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) befindet und mit radialen VorSprüngen (13') oberhalb der Schwenkachse (18) an den Probenbehälter-Auf nahmeröhrchen (11) angreift.
14. Zentrifuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring (17¹) sich vorzugsweise unterhalb der Schwenkachse (18) befindet und mit radialen VorSprüngen (13"j die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) unten radial von außen umgreift.
15. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17") durch axiales Verschieben außer Eingriff mit den Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) bringbar ist.
16. Zentrifuge nach Ansrpuch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die mit dem Ring (17") zusammenwirkenden Flächen der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen

(11) und/oder die damit zusammenwirkenden Flächen des Ringes (17") konisch ausgebildet sind, derart, daß beim axialen Aufsetzen des Ringes eine radiale Klemmkraft auf die Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) ausgeübt wird.
17. Zentrifuge nach Asnpruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß von unten als Anschläge VorSprünge (13) in äußere Vertiefungen (19) am Boden des Probenbehälter-Aufnahmeröhrchens (11) eingreifen.
18. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die vertikale Position der Probenbehälter-Aufnahmeröhrchen (11) durch Anlageflächen (20) am Rotor bestimmt ist.