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Dokumentenidentifikation DE4439755A1 15.05.1996
Titel Vorrichtung zum Öffnen von Klappdeckelgefäßen
Anmelder Boehringer Mannheim GmbH, 68305 Mannheim, DE
Erfinder Sattler, Stephan, Dipl.-Masch.-Ing., 82380 Peißenberg, DE
DE-Anmeldedatum 09.11.1994
DE-Aktenzeichen 4439755
Offenlegungstag 15.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B65B 43/38
IPC-Nebenklasse B65B 43/42   B65D 47/08   G01N 35/02   
Zusammenfassung Vorrichtung zum Öffnen von Klappdeckelgefäßen, mit der die Klappdeckel durch die Drehung eines Hebels geöffnet werden. Der Hebel besitzt eine Halterung für Klappdeckel. Diese Halterung ist bevorzugt ein Haken, der einen Vorsprung eines Klappdeckels umgreift. Es werden weiterhin Hebel beschrieben, die mehrere Klappdeckelgefäße gleichzeitig öffnen und/oder schließen können.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen mit Klappdeckeln, beinhaltend

  • - eine Aufnahmeposition für die Gefäße, in welcher die Gefäße gehaltert werden,
  • - einen Hebel, der an einer Achse drehbar gelagert ist, und der eine Halterung für Klappdeckel besitzt,
  • - eine Antriebsvorrichtung für den Hebel, die den Hebel haltert und um die genannte Achse dreht sowie
  • - eine Steuerung für die Antriebsvorrichtung.


Das Öffnen und Schließen von Klappdeckelgefäßen hat insbesondere Bedeutung im Bereich der automatischen Analyse, da hier eine Vielzahl von Gefäßen verwendet werden, die nach ihrer Benutzung wieder geschlossen werden müssen, um ein Verdunsten von Flüssigkeit oder eine anderweitige Beeinträchtigung der Flüssigkeit im Gefäß zu vermeiden.

Im Stand der Technik sind eine Reihe von Analysegeräten bekannt, bei denen Gefäße mit Reagenzflüssigkeiten in automatische Analysegeräte eingebracht werden und vom Bediener des Gerätes sowohl manuell geöffnet als auch geschlossen werden. Ein Fortschritt gegenüber dieser manuellen Bedienung stellt die Apparatur der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 523 425 dar. Die Vorrichtung besitzt eine Aufnahmeposition für die Reagenzgefäße, die sowohl Elemente zur Halterung der Reagenzgefäße als auch einen an der Aufnahmeposition drehbar befestigten Deckel besitzt. Die Reagenzgefäße werden offen in die Aufnahmeposition eingestellt und durch den an der Aufnahmeposition befestigten Deckel verschlossen. Der Deckel der Aufnahmeposition besitzt einen Hebelarm auf der dem Deckel abgewandten Seite der Drehachse. Zur Öffnung des Deckels wird mit einer speziellen Vorrichtung auf den Hebelarm gedrückt, so daß sich der Deckel öffnet. Die Vorrichtung der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 523 425 besitzt den Nachteil, daß sich der Deckel fest innerhalb des Gerätes befindet. In dem Gerät dieser Anmeldung können demnach nur Gefäße verwendet werden, die speziell auf die Deckel, die fest im Gerät installiert sind, angepaßt sind. An den im Gerät fest installierten Deckeln können sich Flüssigkeitsreste von Reagenz befinden, die durch Kondensation oder anderweitige Verschleppung dorthin gelangt sind. Tauscht der Benutzer ein Reagenzbehältnis für einen klinischen Parameter gegen ein Behältnis für einen anderen klinischen Parameter aus, so können diese Flüssigkeitsreste die neue Reagenzflüssigkeit kontaminieren. Insbesondere bei immunologischen Assays, in denen sowohl Antigene als auch deren Antikörper eingesetzt werden, kann eine genannte Verschleppung zu starken Verfälschungen der Analyse führen.

Weiterhin muß der Benutzer offene Gefäße ohne Deckel in das Gerät einbringen. Im Gebiet der klinischen Analyse sind jedoch Reagenzgefäße üblich, die mit standardisierten Flüssigkeiten vorgefüllt sind. Bei Verwendung dieser Reagenzgefäße zusammen mit der Apparatur aus EP-A-0 523 425 ergibt sich daher der Nachteil, daß der Benutzer die Gefäße zunächst manuell öffnen und auch den Verschlußteil entfernen muß.

Weiterhin ist im Stand der Technik ein System bekannt, bei dem Klappdeckelgefäße für Reagenzflüssigkeiten einen Deckel besitzen, der einen Ausleger auf der dem Deckel abgewandten Seite der Drehachse aufweist. Zum Öffnen dieser Gefäße stößt ein Hebel von der Oberseite auf diesen Ausleger, so daß der Deckel aufspringt.

Dieser Öffnungsmechanismus besitzt den Nachteil, daß die Scharniere der Klappdeckelgefäße durch den Öffnungsvorgang stark beansprucht werden, so daß lediglich eine sehr begrenzte Zahl von Öffnungs- und Schließvorgängen möglich ist. Werden Reagenzgefäße verwendet, bei denen eine relativ große Kraft zum Öffnen notwendig ist, um beispielsweise ein ungewolltes Aufspringen zu vermeiden, so muß der Ausleger relativ groß sein, um einen ausreichenden Hebelarm zu gewährleisten. Ein relativ großer Ausleger macht jedoch die Reagenzgefäße unhandlich und erhöht den Platzbedarf innerhalb eines Analysesystems.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen bereitzustellen, in der Gefäße mit Klappdeckeln geöffnet und geschlossen werden können.

Insbesondere sollte eine Vorrichtung zum Öffnen von Klappdeckelgefäßen bereit gestellt werden, die eine Öffnung der Gefäße mit möglichst geringer Beanspruchung der Scharniere der Gefäße ermöglicht. Es war weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die auch ein Schließen der Gefäße und die gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Öffnung mehrerer Reagenzgefäße ermöglicht. Außerdem sollte eine Vorrichtung zum Öffnen von Klappdeckelgefäßen bereitgestellt werden, die einen relativ geringen Platzbedarf besitzt und somit eine enge Packung von Reagenzgefäßen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wurde eine Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen mit Klappdeckeln gefunden, die die folgenden Elemente beinhaltet:

  • - eine Aufnahmeposition für die Gefäße, in welcher die Gefäße gehaltert werden,
  • - einen Hebel, der an einer Achse drehbar gelagert ist, und der eine Halterung für Klappdeckel besitzt,
  • - eine Antriebsvorrichtung für den Hebel, die den Hebel haltert und um die genannte Achse dreht sowie
  • - eine Steuerung für die Antriebsvorrichtung.


Weiterhin wurde ein System zum Zurverfügungstellen von Reagenzien gefunden, das die folgenden Elemente beinhaltet:

  • - eine Anordnung von Reagenzgefäßen mit Klappdeckeln, bei der sich die Reagenzgefäße in Aufnahmepositionen befinden,
  • - einen Pipettor,
  • - einen Hebel mit einer Haltevorrichtung für Gefäße, der um eine Achse drehbar gelagert ist,
  • - eine Antriebsvorrichtung für den Hebel, die den Hebel um die genannte Achse dreht,
  • - eine Steuerung für die Antriebsvorrichtung und den Pipettor.


Weiterhin wurde ein Verfahren zum Öffnen von Gefäßen mit Klappdeckeln gefunden, bei dem ein Gefäß mit Klappdeckel in eine Aufnahmeposition gebracht wird, in der es gehaltert wird, der Klappdeckel des Gefäßes mit einem Hebel in Kontakt gebracht wird, so daß der Klappdeckel vom Hebel gehaltert wird und das Gefäß durch Drehen des Hebels um eine Achse, die im wesentlichen parallel zur Achse des Klappdeckels ist, geöffnet wird.

Eine Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen wird bevorzugt in Analysegeräten oder in Verbindung mit diesen eingesetzt, da hier das Problem auftritt, daß eine große Zahl von Gefäßen geöffnet werden müssen, um einem Analysegerät Flüssigkeiten zur Verfügung zu stellen. Eine Möglichkeit zum Schließen der Gefäße ist ebenfalls von Bedeutung, da auf diese Weise eine Verdunstung oder Kontamination der Flüssigkeit vermieden werden kann.

Flüssigkeiten im Rahmen dieser Erfindung sind insbesondere Reagenzflüssigkeiten, Waschflüssigkeiten, Pufferlösungen und auch Probeflüssigkeiten.

Klappdeckelgefäße im Sinne der Erfindung haben ein Fassungsvermögen von wenigen Millilitern bis zu einigen hundert Millilitern. Die Klappdeckelgefäße besitzen ein Aufnahmegefäß und einen Klappdeckel. Der Klappdeckel ist über ein Scharnier entweder direkt am Aufnahmegefäß befestigt oder befindet sich an einem Kopfteil, das seinerseits durch Aufstecken, Aufschrauben oder Verschweißen mit dem Aufnahmegefäß verbunden wird. Die genannten Klappdeckelgefäße sind bereits im Stand der Technik als Reagenzbehältnisse oder auch als Gefäße im Haushaltsbereich bekannt. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Behältern geeignet, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 44 19 116.2 beschrieben sind. Auf die genannte Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine Aufnahmeposition für die genannten Klappdeckelgefäße, in der die Gefäße gehaltert werden. Eine solche Aufnahmeposition kann beispielsweise durch eine Vertiefung gegeben sein, in die das Gefäß eingestellt wird, und die dicht an dem Gefäß anliegt. Die Aufnahmeposition soll eine Verschiebung des Gefäßes innerhalb der Ebene senkrecht zur Behälterachse vermeiden. In vielen Fällen wird es ausreichend sein, wenn das Gefäß so gehaltert wird, daß es sich nicht um die Achse seines Klappdeckels drehen kann. Bei einem Gefäß mit viereckiger Grundfläche kann dies beispielsweise durch zwei Wände erreicht werden, die an den Behälterwandungen parallel zur Klappdeckelachse anliegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gerätes wird durch den Öffnungsmechanismus keine oder nur eine geringe Kraft auf das Gefäß in Richtung der Längsachse ausgeübt, so daß auf eine Halterung des Gefäßes in dieser Raumrichtung, beispielsweise durch ein Festklemmen des Gefäßes innerhalb der Aufnahmeposition, verzichtet werden kann. Bei praktischen Ausführungsformen kann es sich jedoch vorteilhaft sein, das Reagenzgefäß niederzuhalten, um ein Herausziehen des Reagenzgefäßes aus der Aufnahmeposition durch die Öffnungsvorrichtung zu verhindern. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem ein Halter von oben auf den Kopfteil des Klappdeckelgefäßes drückt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen von Klappdeckelgefäßen umfaßt weiterhin einen Hebel, der um die Achse drehbar gelagert ist, und der eine Halterung für Klappdeckel besitzt. Der genannte Hebel kann beispielsweise die Form einer Stange oder einer Platte besitzen. Das eine Ende des Hebels befindet sich auf der Achse oder in der Nähe der Achse, während das andere Ende des Hebels von der Achse entfernt ist, so daß es bei Drehung um die Achse eine Kreisbewegung beschreibt. Der Hebel besitzt eine Halterung für Klappdeckel. Diese Halterung kann beispielsweise ein Haken sein, der einen Vorsprung des Klappdeckels umgreift. Statt eines Hakens kann beispielsweise auch ein Stab unter die Lasche eines Kippdeckelgefäßes geschoben werden, durch dessen Bewegung der Kippdeckel geöffnet wird.

Die genannte Achse, an der sich der Hebel befindet, wird durch eine Antriebsvorrichtung gedreht. Solch eine Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein Schrittmotor sein. Es sind selbstverständlich auch andere Motoren möglich, wobei es in der Praxis vorteilhaft ist, wenn die Drehbewegung eines Motors über ein Getriebe auf die Achse übertragen wird. Auf diese Weise lassen sich auch bereits mit kleinen Motoren relativ hohe Drehmomente erzeugen, die zur Öffnung der Gefäße notwendig sind. Für ein erstmaliges Öffnen der in der deutschen Patentanmeldung P 44 19 116.2 benötigt man beispielsweise ein Drehmoment in der Größenordnung von 0,4 Nm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hebel zur Öffnung der Reagenzgefäße über eine Feder am Hebelarm befestigt. Durch diese Anordnung kann bei nachfolgenden Öffnungsvorgängen die Öffnungskraft geringer sein als bei der Erstöffnung.

Mit einem Hebel, der mehrere Haken besitzt, kann eine gleichzeitige Öffnung mehrerer Reagenzgefäße erfolgen. Soll die Vorrichtung jedoch mit einem relativ schwachen Motor ausgestattet werden, so kann der Hebel zunächst die Gefäße einzeln öffnen und schließen, so daß nicht für mehrere Gefäße gleichzeitig die hohe Kraft zur Erstöffnung aufgebracht werden muß.

Die Antriebsvorrichtung ihrerseits besitzt eine Steuerung, die dafür sorgt, daß die Antriebsvorrichtung die zur Öffnung des Gefäßes erforderlichen Bewegungen ausführt. Diese Steuerung besteht bevorzugt aus einem Mikroprozessor und einem entsprechenden Interface zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtung. Entsprechende Steuerungsvorrichtungen für Motoren, insbesondere für Schrittmotoren, sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Drehachse des Klappdeckels und die Drehachse des Hebels im wesentlichen parallel zueinander, wenn sich das Gefäß in der Aufnahmeposition befindet. Durch diese Anordnung kann eine Torsion der Scharniere vermieden werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sich die Drehachse des Hebels und die des Klappdeckels in direkter räumlicher Nachbarschaft zueinander befinden. Durch diese Ausführungsform können auch Translationskräfte auf das Klappdeckelgefäß weitgehend vermieden werden, so daß eine mechanische Beanspruchung der Scharniere gering bleibt.

Zur Öffnung des Gefäßes ist es notwendig, daß ein Teil des Klappdeckels, der der Achse abgewandt ist, durch den Hebel bewegt wird. Im bevorzugten Fall besitzt der Klappdeckel an der dem Scharnier abgewandten Seite einen Vorsprung, an dem der Hebel angreifen kann. Bei einer einfachen und effizienten Ausführungsform des Hebels besitzt dieser einen Haken, der den Vorsprung des Klappdeckels umfaßt. Der Prozeß des Umfassens kann auf zwei prinzipiell unterschiedlichen Wegen erfolgen.

Bei dem ersten Weg zum Inkontaktbringen von Klappdeckel und Hebel ist entweder das Gefäß oder der Hebel raumfest. Gefäß und Hebel werden in Richtung senkrecht zur Drehachse des Hebels und parallel zur Klappdeckeloberfläche gegeneinander verschoben bis der Hebel den Vorsprung am Klappdeckel umfaßt. Bei einem zweiten Weg zum Inkontaktbringen von Hebel und Klappdeckel werden Hebel und Klappdeckel parallel zur Drehachse innerhalb einer gemeinsamen Ebene gegeneinander verschoben, so daß sich der Haken am Hebel über den Vorsprung am Klappdeckel schiebt. Zur Durchführung dieses zweiten Verfahrens besitzt die Antriebsvorrichtung für den Hebel bevorzugt die Möglichkeit, den Hebel in einer Raumrichtung parallel zur Drehachse des Hebels zu bewegen.

Ein Hebel kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß er zwischen Haken und seiner Befestigung an der Drehachse einen Materialteil aufweist, der sich in direkter Nähe zur Oberfläche eines Klappdeckels befindet, wenn sich der Hebel in einer Position befindet, in der der Haken den Vorsprung des Klappdeckels umfaßt. Vorteilhaft ist dieser Materialteil eine Schiene oder Anlagenase, die am Haken so angebracht ist, daß sie oberhalb des Klappdeckels in Nähe zum Scharnier zu liegen kommt. Durch die beschriebene Anordnung wird verhindert, daß das Gefäß beim Öffnungsvorgang wesentlich aus der Aufnahmeposition herausgezogen wird. Beim Drehen des Hebels wird das Gefäß unter Umständen etwas angehoben, wobei seine Herausbewegung aus der Aufnahmeposition jedoch durch die Schiene oder Anlagenase begrenzt wird.

An einer Drehachse können selbstverständlich mehrere Hebel befestigt werden, so daß auf diese Weise mehrere Gefäße gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden können. Diese Ausführungsform setzt voraus, daß die Gefäße nebeneinander angeordnet sind, so daß die Achsen ihrer Klappdeckel im wesentlichen auf einer Geraden liegen.

Durch die Abstände der Hebel an der Achse sowie durch die Breite der Haken an den Hebeln ist es möglich, eine Öffnungsvorrichtung zu konstruieren, bei der durch Verschiebung der Achse in ihrer Längsrichtung gesteuert werden kann, ob einzelne Gefäße der Anordnung geöffnet bzw. geschlossen werden, oder ob dies mit allen Gefäßen gleichzeitig geschieht.

Bei vielen herkömmlichen Analysegeräten befinden sich die Reagenzgefäße auf Rotoren, d. h. die Aufnahmepositionen für die Gefäße sind auf Scheiben angeordnet, die sich aufgrund einer Steuerung durch den Analyseautomaten um ihre Achse bewegen. Innerhalb eines Kreissegmentes dieser Scheibe können sich dabei ein oder auch mehrere Gefäße befinden. Befinden sich mehrere Gefäße innerhalb eines Kreissegmentes, so ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Gefäße so nebeneinander angeordnet sind, daß die Achsen ihrer Klappdeckel im wesentlichen auf einer Gerade liegen, welche die Rotationsachse des Drehtellers schneidet. Durch Integration eines Pipettors in die bereits beschriebene Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen läßt sich ein System zum Zurverfügungstellen von Reagenzien erhalten. Solch ein System muß weiterhin eine Steuerung für den Pipettor und die Antriebsvorrichtung des Hebels besitzen, welche die Bewegung des Hebels, gegebenenfalls die Bewegung der Gefäße, die Bewegung des Pipettors sowie die Ansaug- und Ausstoßoperationen des Pipettors steuert.

Außerdem gehört ein Verfahren zur Erfindung, bei dem Inkontaktbringen von Hebel und Klappdeckel so erfolgt, daß sich der Hebel zunächst in eine Position dreht, in der Hebel und Klappdeckeloberfläche im wesentlichen parallel sind, Haken und Lasche am Klappdeckel im wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen Ebene jedoch so gegeneinander verschoben sind, daß der Haken die Lasche nicht umfaßt. Darauf wird durch eine Relativbewegung von Hebel und Reagenzgefäß in der genannten Ebene die Lasche des Klappdeckels in den Haken des Hebels geschoben und der Hebel um seine Achse gedreht, so daß das Klappdeckelgefäß geöffnet wird.

Befinden sich die Reagenzgefäße auf einem Rotor, so können an bestimmten Stellen des Rotors beispielsweise Stifte angebracht sein, die zur Positionierung des Rotors dienen. Die Stifte befinden sich bevorzugt an der Außenseite des Rotors, wobei ihre Längsachse parallel zur Rotorachse verläuft. Außerhalb des Rotors kann sich eine Gabel befinden, die sich über den Stift schiebt, so daß der Rotor in einer bestimmten Position arretiert ist. Die Stifte werden bevorzugt so angeordnet, daß der Rotor in Positionen arretiert werden kann, in denen ein Öffnungsmechanismus auf Reagenzgefäße, die sich auf dem Rotor befinden, zugreifen kann. Weiterhin können mit den Stiften Positionen gewählt werden, in denen eine Pipettierung von Reagenzien aus den Gefäßen möglich ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform befinden sich die Reagenzgefäße auf einem Rotor, der die Gestalt eines Kreisringes besitzt. Im Inneren des Kreisringes befindet sich eine Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen. Diese Vorrichtung kann ihrerseits um die Achse des Rotors drehbar gelagert sein und einen Motor zur Ausführung einer Drehung um diese Achse besitzen. Rotor und Öffnungsvorrichtung können entweder miteinander gekoppelt sein, so daß sich Öffnungsvorrichtung und Rotor gemeinsam drehen oder ihre Drehbewegungen sind entkoppelt, so daß sie sich unabhängig voneinander drehen können. Mit einer solchen Anordnung kann bevorzugt ein Öffnungsvorgang mit den folgenden Schritten durchgeführt werden:

  • - der Hebel der Öffnungsvorrichtung steht senkrecht,
  • - der Reagenzrotor dreht sich so, daß ein oder mehrere Reagenzgefäße unterhalb des Hebels liegen,
  • - der Hebel dreht sich in eine waagerechte Position, so daß er parallel zur Oberseite der Kippdeckelverschlüsse ist,
  • - der Rotor mit den Reagenzgefäßen dreht sich so, daß die Laschen der Reagenzgefäße in Haken des Hebels geschoben werden,
  • - der Hebel dreht sich aus der waagerechten Position in eine senkrechte Position und öffnet dabei die Deckel.


Innerhalb der geöffneten Position kann aus den Gefäßen eine Pipettierung erfolgen. Bevorzugt löst sich der Hebel nicht von den Klappdeckeln, sondern die Haken umfassen weiterhin die Laschen an den Kippdeckeln. Ist die Pipettierung abgeschlossen, so dreht sich der Hebel in die waagerechte Position zurück und schließt dabei die Gefäße. Durch Drehen des Rotors oder des Öffnungsmechanismus werden Hebel und Reagenzgefäße so gegeneinander verschoben, daß sich die Haken von den Laschen der Gefäße lösen. Der Hebel des Öffnungsmechanismus kann sich nun nach oben aus der waagerechten Position herausbewegen, ohne daß er die Gefäßdeckel öffnet. Öffnungsvorrichtung und Rotor sind in dieser Position gegeneinander verdrehbar, ohne daß eine gegenseitige Behinderung stattfindet.

Bei der vorangehend geschilderten Ausführungsform bietet sich der Vorteil, daß nicht unbedingt eine Linearbewegung des Hebels in Richtung seiner Drehachse erfolgen muß. Diese Konstruktion kommt daher mit einem einzigen Motor für die Öffnungsvorrichtung aus, der für die Drehung des Hebels um eine Achse dient. Der erforderliche Motor, der die Drehung des Reagenzrotors bewirkt, ist in gängigen Analysegeräten von vornherein vorhanden.

Bei dem bereits eingangs genannten Stand der Technik existieren lediglich eine geöffnete und eine geschlossene Position des Klappdeckels. Dies ist in der Praxis nachteilig, da insbesondere das Öffnen des Deckels mit einem relativ großen Kraftaufwand verbunden ist. Mit der vorliegenden Vorrichtung können jedoch auch vorteilhaft solche Klappdeckelgefäße eingesetzt werden, die drei oder mehr Ruhepositionen besitzen. Der in der deutschen Patentanmeldung P 44 19 116.2 beschriebene Klappdeckel besitzt beispielsweise drei Ruhepunkte. Bei dem ersten Ruhepunkt ist der Deckel vollständig geschlossen und bei einem weiteren Ruhepunkt ist er um einen vorgegebenen Winkel gegenüber der geschlossenen Position geöffnet. Darüber hinaus gibt es eine dritte Position, in welcher der Deckel auf dem Verschluß aufliegt und dort durch ein speziell gestaltetes Scharnier angedrückt wird, so daß eine Verdunstung der Flüssigkeit im Gefäß weitestgehend vermieden wird. Die dieser Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung ist auch darauf eingestellt, den Klappdeckel aus dieser dritten Position wegzubewegen oder ihn in diese dritte Position hineinzubewegen. Die Möglichkeit, den Deckel in diese Position hineinzubewegen, besitzt den Vorteil, daß eine Öffnung aus dieser Position heraus mit relativ geringem Kraftaufwand möglich ist.

Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann erreicht werden, wenn der Hebel mit der Antriebsvorrichtung über eine Feder verbunden ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Belastung der Antriebsvorrichtung während des Öffnungsvorganges gleichmäßiger ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Öffnen von Gefäßen mit Klappdeckeln, bei dem das Gefäß in eine Aufnahmeposition eingebracht wird, in der es gehaltert wird, der Klappdeckel des Gefäßes mit einem Hebel in Kontakt gebracht wird und der Klappdeckel durch ein Drehen des Hebels um eine Achse geöffnet wird.

Das Inkontaktbringen von Hebel und Klappdeckel soll die bereits weiter oben beschriebenen Möglichkeiten beinhalten, bei denen ein Haken am Hebel einen Teil am Klappdeckel umfaßt. Unter Inkontaktbringen sollen jedoch auch allgemein solche Ausführungsformen verstanden werden, bei denen zwischen Hebel und Klappdeckel eine mechanische Verbindung erzeugt wird, die ein Öffnen des Klappdeckels gestattet. Erfindungsgemäß bevorzugt ist weiterhin eine Vorrichtung, bei welcher die Antriebsvorrichtung simultan mehrere Hebel antreibt, die nebeneinander auf einer Achse angebracht sind. Durch die Ausführungsform lassen sich mehrere Gefäße simultan öffnen oder schließen was zu einer Zeitersparnis führt, wenn eine Vielzahl von Gefäßen bearbeitet werden muß.

Die vorstehend genannte Ausführungsform kann weiterhin verbessert werden, wenn die Hebel Haken mit unterschiedlicher Breite besitzen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, daß durch ein Verschieben der Achse mitsamt den Hebeln in Richtung parallel zur Achse ein gezieltes Öffnen oder Schließen einzelner Gefäße möglich wird, die sich nebeneinander befinden. Eine solche Anordnung kann daher genutzt werden, um sowohl gleichzeitig mehrere Gefäße zu öffnen oder zu schließen. Weiterhin kann über die Verschiebung der Achse eine Steuerung erfolgen, so daß nur einzelne der Gefäße durch die Haken an den Hebeln erfaßt und bewegt werden. Die beschriebene Ausführungsform gestattet daher wahlweise eine Erhöhung des Durchsatzes und auch den selektiven Zugriff auf einzelne Gefäße.

Gegenüber den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß ein Öffnen und Schließen von Klappdeckelgefäßen möglich ist, bei dem die Scharniere der Klappdeckel mechanisch wenig belastet werden. Dies ermöglicht eine hohe Zahl von Öffnungs- und Schließzyklen für jedes Gefäß. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit einer einzelnen Antriebsvorrichtung eine Mehrzahl von Gefäßen bedient werden kann. Weiterhin gestattet es die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Klappdeckel der Gefäße gezielt zu bewegen, so daß mehrere Endpositionen der Deckel definiert eingestellt werden können.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 Schematische Darstellung eines Hebels mit Klappdeckelgefäßen.

Fig. 2 Schematische Darstellung von Hebelpositionen und den daraus resultierenden Öffnungsfunktionen.

Fig. 3 Flußdiagramm für Öffnungs- und Schließvorgang.

Fig. 4 Positionsangaben für Bewegung des Hebels parallel zur Drehachse des Hebels.

Fig. 5 Positionsangaben für Rotation des Hebels.

Fig. 6 Konstruktionszeichnung eines Öffnungsmechanismus in Aufsicht.

Fig. 7 Konstruktionszeichnung eines Öffnungsmechanismus in seitlicher Ansicht senkrecht zur Achse des Öffnungsmechanismus.

Fig. 8 Konstruktionszeichnung für seitliche Ansicht in Richtung der Achse des Öffnungsmechanismus.

Fig. 1 zeigt die prinzipielle Funktionsweise einer Öffnungsvorrichtung für Klappdeckelgefäße. An dem Hebel (1) befinden sich zwei Bohrungen (3, 4). Die erste Bohrung (3) ist für eine Achse vorgesehen, die die Drehachse des Hebels (1) vorgibt. Die zweite Bohrung (4) ist zur Aufnahme eines Zapfens vorgesehen, mit dem eine Drehung des Hebels (1) um die Achse (3) ausgeführt wird. An dem Hebel (1) befinden sich weiterhin zwei Haken (2a, 2b) sowie eine Schiene (5). Zur Öffnung der Gefäße wird der Hebel (1), wie in Fig. 1c dargestellt, über die Klappdeckel bewegt, so daß der Haken (2a) die Lasche (10) eines Reagenzgefäßes umfaßt. Um den Hebel (1) in diese Position zu bewegen, befindet er sich zunächst jenseits der Klappdeckelgefäße (6) und wird so gedreht, daß seine Fläche im wesentlichen parallel zu den Klappdeckeloberflächen ist. Daraufhin wird der Hebel (1) in Richtung des Pfeiles (11) über die Klappdeckel geschoben, so daß der Haken (2a) die Lasche (10) des einen Klappdeckelgefäßes (6) umgreift. Daraufhin wird der Hebel (1) in Richtung des Pfeiles (12) um die Achse (3) gedreht, um das eine Klappdeckelgefäß zu öffnen. Je nach Position des Hebels (1) in der Richtung, die durch den Pfeil (11) angegeben ist, werden durch den Hebel eines oder beide Gefäße geöffnet. Bei diesem Vorgang ist es von Vorteil, wenn die Achse, um die der Hebel (1) gedreht wird und die Achse, die durch das Scharnier (13) des Klappdeckels gegeben ist, möglichst nah beieinander liegen. Eine Unterstützung des Öffnungsvorganges kann dadurch erreicht werden, daß sich die Schiene (5) an der Oberseite des Klappdeckelgefäßes (6), bevorzugt in Nähe des Scharniers (13), befindet, so daß ein Herausziehen des Gefäßes aus der Aufnahmeposition beim Öffnungsvorgang vermieden wird. Die Schiene (5) ist bevorzugt so angeordnet, daß sie sich in Fig. 1c oberhalb des Klappdeckels (6) in Nähe des Scharniers (13) befindet.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf zwei Klappdeckelgefäße, über denen sich ein Hebel befindet. Der Hebel selbst ist jedoch nicht dargestellt, sondern nur zwei Haltevorrichtungen (2a, 2b), die sich an dem bzw. den Hebeln befinden.

Fig. 2 zeigt, wie durch eine günstige Wahl der Haken (2a, 2b) erreicht werden kann, daß mit einem Hebel sowohl die gemeinsame Öffnung von Klappdeckelgefäßen als auch der selektive Zugriff auf einzelne Klappdeckelgefäße innerhalb einer Reihe möglich ist. Fig. 2a zeigt die beiden Haken (2a, 2b) in einer Position, aus der heraus bei einer Rotation des Hebels beide Klappdeckelgefäße (6) geöffnet werden. Wird der Hebel in Richtung des Richtungspfeiles (11) nach links bewegt, wie dies in Fig. 2b dargestellt ist, so bewirkt eine Drehung des Hebels lediglich die Öffnung des mit R1 gekennzeichneten Klappdeckelgefäßes. Eine selektive Öffnung des Klappdeckelgefäßes R2 ist möglich, wenn der Hebel in Richtung des Richtungspfeiles (11) nach rechts bewegt wird, so daß lediglich die Lasche (10) des Klappdeckelgefäßes R2 von dem Haken (2a) umfaßt wird (Fig. 2c). Eine ähnliche Funktionsweise könnte auch erreicht werden, wenn die Haken (2a, 2b) die gleiche Breite besitzen. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform besitzt jedoch den Vorteil, daß die notwendige Verschiebung der Haken zur Erreichung der drei dargestellten Öffnungsvarianten in Richtung des Pfeiles (11) geringer ist. Das dargestellte Prinzip läßt sich natürlich auch auf eine größere Zahl von Haken übertragen.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zum Öffnen und Schließen von Klappdeckelgefäßen. Die in diesem Flußdiagramm genannten Positionsangaben sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Das Erreichen der einzelnen Positionen wird durch Lichtschranken kontrolliert. Zu diesem Zweck besitzt die Exzenterscheibe (20) des Motors (19) eine Kerbe, die durch die Lichtschranke (30) kontrolliert wird. Die Bewegung des Hebels (1) in Richtung der Drehachse wird durch einen zweiten Motor (31) gesteuert. Der Hebel trägt eine Fahne, die mechanisch mit ihm verbunden ist, und die durch zwei Lichtschranken in der Position 1 (32) und der Position 2 (33) kontrolliert wird.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung. Eine Anordnung (16) von Klappdeckelgefäßen (6) befindet sich innerhalb einer Aufnahmeposition (15), in der die Anordnung (16) von zwei Seiten gehaltert wird.

Fig. 7 zeigt eine seitliche Darstellung der Vorrichtung parallel zur Achse (17) des Hebels. Zu erkennen ist in dieser Figur, wie sich die Haken (2) oberhalb der Klappdeckelgefäße befinden.

Fig. 8 zeigt eine seitliche Darstellung der Vorrichtung senkrecht zur Drehachse des Hebels. Es ist zu erkennen, wie der Motor (19) über die Exzenterscheibe (20) eine Übertragungsstange (21) bewegt, die ihrerseits über einen Hebelarm (18) den Hebel und somit die Haken (2) bewegt.

Bezugszeichenliste

1 Hebel

2 Haken

3 Bohrung für Achse

4 Bohrung für Zapfen

5 Schiene

6 Klappdeckelgefäß

7 Vorratsgefäß

8 Kopfteil

9 Klappdeckel

10 Lasche

11 Richtungspfeil parallel zur Drehachse

12 Richtungspfeil für Rotation

13 Scharnier

15 Aufnahmeposition

16 Anordnung von Klappdeckelgefäßen

17 Achse

18 Hebelarm

19 Motor

20 Exzenter

21 Übertragungsstange

30 Lichtschranke

31 zweiter Motor

32 Position 1

33 Position 2


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Öffnen von Gefäßen (10) mit Klappdeckeln beinhaltend
    1. - eine Aufnahmeposition (15) für die Gefäße, in der die Gefäße gehaltert werden,
    2. - einen Hebel (1), der an einer Achse drehbar gelagert ist, und der eine Halterung (2) für Klappdeckel besitzt,
    3. - eine Antriebsvorrichtung für den Hebel, die den Hebel haltert und um die genannte Achse dreht sowie
    4. - eine Steuerung für die Antriebsvorrichtung.
  2. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Drehachse eines Klappdeckels und die Drehachse des Hebels im wesentlichen parallel zueinander sind, wenn sich ein Gefäß mit Klappdeckel in der Aufnahmeposition befindet.
  3. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei dem die Halterung des Hebels für Klappdeckel in einem Haken besteht.
  4. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Antriebsvorrichtung den Hebel zusätzlich in der Raumrichtung parallel zur Drehachse des Hebels bewegen kann.
  5. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit einem Hebel, der mehrere Haltevorrichtungen für Klappdeckel besitzt.
  6. 6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Aufnahmeposition für Gefäße mehrere Gefäße so aufnehmen kann, daß die Achsen der Klappdeckel im wesentlichen in einer Linie angeordnet sind.
  7. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der sich mehrere Aufnahmepositionen für Gefäße auf einem Rotor befinden und der Rotor um eine Achse drehbar gelagert ist, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Hebels ist.
  8. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei dem der Hebel (1) eine Schiene (5) besitzt, die sich in räumlicher Nähe zur Klappdeckeloberfläche befindet, wenn Hebel und Klappdeckel miteinander in Kontakt sind.
  9. 9. System zum Zurverfügungstellen von Reagenzien, beinhaltend
    1. - eine Anordnung von Reagenzgefäßen mit Klappdeckeln, bei der sich die Reagenzgefäße in Aufnahmepositionen befinden,
    2. - einen Pipettor,
    3. - einen Hebel mit einer Haltevorrichtung für Gefäße, der um eine Achse drehbar gelagert ist,
    4. - eine Antriebsvorrichtung für den Hebel, die den Hebel um die genannte Achse dreht,
    5. - eine Steuerung für den Pipettor und die Antriebsvorrichtung des Hebels.
  10. 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Hebel (3) ausgezeichnete Positionen bezüglich der Drehachse annehmen kann, eine erste, bei der der Halter des Hebels den Deckel eines Klappgefäßes haltert, eine zweite, bei der der Deckel in einem Winkel von 80 bis 150° gegenüber der geschlossenen Position aufgeklappt ist und eine dritte Position, bei der der Deckel auf dem Verschluß anliegt.
  11. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Hebel mit der Antriebsvorrichtung über eine Feder verbunden ist.
  12. 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Antriebsvorrichtung simultan mehrere Hebel antreibt, die nebeneinander auf einer Achse angebracht sind.
  13. 13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der sich die Hebel im wesentlichen innerhalb einer Ebene befinden.
  14. 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Hebel Haken unterschiedlicher Breite aufweisen.
  15. 15. Verfahren zum Öffnen von Gefäßen mit Klappdeckeln mit den Schritten
    1. - Einbringen eines Gefäßes mit Klappdeckel in eine Aufnahmeposition, in der das Gefäß gehaltert wird,
    2. - Inkontaktbringen des Klappdeckels des Gefäßes mit einem Hebel, so daß der Klappdeckel von dem Hebel gehaltert wird,
    3. - Drehen des Hebels um eine Achse, die im wesentlichen parallel zur Achse des Klappdeckels ist, um das Gefäß zu öffnen.
  16. 16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem zum Inkontaktbringen des Hebels der Hebel parallel zur Achse des Klappdeckels in der Weise bewegt wird, daß ein Haken am Hebel über einen Vorsprung des Deckels geschoben wird.
  17. 17. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem ein Inkontaktbringen von Hebel und Klappdeckel so erfolgt, daß sich der Hebel zunächst in eine Position dreht, in der Hebel und Klappdeckeloberfläche im wesentlichen parallel sind, Haken und Lasche am Klappdeckel innerhalb einer gemeinsamen Ebene so gegeneinander verschoben sind, daß der Haken die Lasche nicht umfaßt, worauf sich durch eine Relativbewegung von Hebel und Reagenzgefäß innerhalb der genannten Ebene die Lasche des Klappdeckels in den Haken des Hebels geschoben wird und der Hebel daraufhin um seine Achse gedreht wird, so daß das Klappdeckelgefäß geöffnet wird.






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