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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Anbringen
von Schutzplättchen
auf Mikroskop-Objektträgern
mit Proben für eine
mikroskopische Untersuchung, umfassend ein erstes Magazin für Mikroskop-Objektträger, ein
zweites Magazin für
Schutzplättchen,
und eine sich hin und her bewegende Transporteinrichtung zum Transport
von Objektträgern
und Schutzplättchen
von den jeweiligen Magazinen zu einer Arbeitsstation, umfassend
eine Pumpeinrichtung zur Aufbringung von Kleber auf Objektträger und
eine Hebeeinrichtung zum Anheben und Platzieren eines Schutzplättchens
auf einem Objektträger,
der mit Kleber versehen ist.
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Solche
eine Verwendung von Schutzplättchen
oder Deckgläsern
bei Mikroskop-Objektträgern erfolgt
in Krankenhäusern
und in medizinischen Laboratorien, wo Mikroskop-Objektträger mit
verschiedenen medizinischen Proben von schützenden Schutzplättchen bedeckt
sein müssen.
Bei den zu untersuchenden Gewebeproben handelt es sich entweder
um histologische Proben in Form von dünnen Stücken (3-4 μm dick) oder zytologischen Abstrichen. Beide
Probenarten werden vor dem Verschließen in einem Farbstoff gefärbt, um
die Zellstruktur hervorzuheben. In diesem Zusammenhang ist es gebräuchlich,
einen Korb, der eine Anzahl von Objektträgern beinhaltet, während des
Färbens
sowie des Verschließens
als einen Träger
zu benutzen.
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Auf
dem Markt existieren mehrere Typen von Vorrichtungen oder Geräten, mittels
welcher Schutzplättchen
auf Objektträger
geklebt werden. Eine Vorrichtung bzw. Gerät der eingangs erwähnten Art
ist beispielsweise bekannt aus der Internationalen Patentanmeldung
No. PCT/NO93/00188 (WO94/14097). In dieser Vorrichtung ist ein Objektträgermagazin
neben einem Magazin für
Schutzplättchen
angeordnet und eine sich hin und her bewegende Gleiteinrichtung
sorgt für
gleichzeitiges Zuführen eines
Objektträgers
und eines Schutzplättchens
auf eine Arbeitsstation in einer nebeneinander liegenden Position,
wo das Schutzplättchen
auf dem Objektträger
platziert wird, nachdem auf diesen Kleber aufgetragen wurde. Hier
besteht das Schutzplättchenmagazin
aus einem einen Stapel Schutzplättchen
umgebenden und Wand bildenden Rahmenelement, wobei die Schutzplättchen die
ganze Zeit von der Gleiteinrichtung gestützt werden und die Gleiteinrichtung eine
Aussparung aufweist, welche in einer Ausgangsstellung das unterste
Schutzplättchen
in dem Stapel aufnimmt, so dass die Gleiteinrichtung einzelne Schutzplättchen zu
dem Arbeitsplatz führt.
Da der Schutzplättchenstapel
von der Gleiteinrichtung gestützt
wird, verbleibt der Stapel auf der Gleiteinrichtung, wenn das Magazinrahmenelement
von diesem abgehoben wird. Demgemäß ist ein gefülltes Schutzplättchenmagazin
hier keine getrennte Einheit, die ausgetauscht und durch ein mit
Schutzplättchen
anderer Größe vorgeladenes
Schutzplättchenmagazin ersetzt
werden kann.
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In
Vorrichtungen und Geräten
des aktuellen Typs ist es wichtig, dass die Zeitspanne von dem Herausnehmen
der Gewebeproben aus dem Färbeprozess
bis zu deren Verschluss so kurz wie möglich ist. Eine Dehydrierung
der Proben führt
zu schlechterem Verschluss und Lesbarkeit der Gewebebeschaffenheit,
da Luftblasen in dem Gewebe auftreten. Mit anderen Worten ist es
wichtig, dass die Maschine so schnell wie möglich arbeitet. Des Weiteren
gibt es einige Laboratorien, die verschiedene Schutzplättchengrößen benutzen,
und eine schneller Wechsel von einer Schutzplättchengröße zu einer anderen ist hier
von großer
Wichtigkeit. Eine Schutzplättchenbefestigungsvorrichtung
des zum Verschließen
Klebestreifen benutzenden Typs hat diese Nachteile nicht, die Vorrichtung
arbeitet sehr schnell und ist nicht abhängig von Schutzplättchen einer
bestimmten Größe. Zusätzlich zu
der Anfälligkeit
Kratzer zu bekommen weist das Klebeband jedoch die Nachteile auf, dass
es nicht eben ist, wenn die Gewebeprobe nicht eben ist, und dass
es in manchen Fällen
dazu neigt, sich mit der Zeit zu lösen. Daher besteht eine klare Tendenz,
dass mehr und mehr Laboratorien Schutzplättchen verwenden möchten, die
aus Glas bestehen. Es ist wichtig, dass das Schutzplättchen mit
einer sehr ruhigen Bewegung und so, dass keine Luftblasen unter
dem Schutzplättchen
gefangen werden, in den Kleber gelegt wird.
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Zusätzlich zu
der Tatsache, dass die auf dem Markt bekannten Vorrichtungen und
Geräte
nicht die gewünschte
Arbeitsgeschwindigkeit aufweisen, sind sie relativ groß. Außerdem sind
sie schlecht zugänglich,
um Kleber- und Glasreste zu entfernen und zwecks anderer nötiger Wartung.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung eine Vorrichtung des thematischen Typs
zur Verfügung
zu stellen, die eine solch hohe Arbeitsgeschwindigkeit hat, dass
Mikroblasen vermieden werden, ohne dass zusätzliches Befeuchten des Gewebes
mit unnötigem
Lösungsmittel
erforderlich ist, während
gleichzeitig vermieden wird, Luftblasen in dem Gewebe zu erhalten.
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Ein
anderes Ziel der Erfindung ist es, solch eine Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die einen schnellen Wechsel von einer Schutzplättchengröße zu einer
anderen ermöglicht.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die sehr klein und kompakt ist und auch leise läuft, und
die ein derartiges Design hat, dass der Benutzer gegen Glasfragmente,
die herumspritzen können,
falls Schutzplättchen
versehentlich brechen, geschützt
ist sowie gegen Inhalation von Lösemittelgasen.
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Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine mit einer
Bauweise zur Verfügung
zu stellen, die zur täglichen
Reinigung, Bedienung und Wartung einen guten Zugriff bietet, um
eine wesentliche Verbesserung der Arbeitssicherheit zu erzielen.
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Um
die obigen Ziele zu erreichen wird eine Vorrichtung des eingangs
erwähnten
Typs zur Verfügung
gestellt, die erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet ist, dass die zwei Magazine auf gegenüberliegenden
Seiten der Transporteinrichtung angeordnet sind, und dass die Transporteinrichtung
ausgebildet ist, einen Objektträger
von dem ersten Ma gazin in einer von einer Ausgangsstellung abgehenden
Bewegung zu der Arbeitsstation zu befördern und ein Schutzplättchen von
dem zweiten Magazin in einer Rückbewegung
zu der Arbeitsstation zu befördern, wobei
die Hebeeinrichtung ausgebildet ist, ein Schutzplättchen von
der Transporteinrichtung anzuheben, bevor es letzterer möglich ist,
die abgehende Bewegung zu starten, und sie ferner ausgebildet ist, ein
Schutzplättchen
auf dem Objektträger
auf der Arbeitsstation bei abgeschlossener abgehender Bewegung der
Transporteinrichtung und nach der Aufbringung von Kleber auf dem
Objektträger
durch die Pumpeinrichtung zu platzieren, dass die Transportvorrichtung
ausgebildet ist, den Objektträger
mit dem angebrachten Schutzplättchen
während
deren Rückbewegung
zurück
zu dem ersten Magazin zu bringen, während gleichzeitig ein neues
Schutzplättchen
von dem zweiten Magazin zu der Arbeitsstation transportiert wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften
Ausführungsformen
Bezug nehmend zu den Zeichnungen weiter beschrieben, wobei
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1 eine
Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
darstellt, wobei einige Details weggelassen wurden, um andere Details
bloßzulegen
und zu zeigen;
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2 von
oben betrachtet und mit einigen weggelassenen Einzelteilen die Vorrichtung
in 1 zeigt;
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3 von
links betrachtet eine Seitenansicht der Vorrichtung in 1 und 2,
zeigt;
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4 eine
der 3 entsprechende Seitenansicht zeigt, jedoch mit
entfernter Seitenwandung, um innere Details der Vorrichtung darzustellen;
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5 eine
vertikale Schnittansicht der Vorrichtung zeigt und einen Längsschnitt
durch die Pumpeinrichtung der Vorrichtung und ihres zugehörigen Motorantriebsmittels
zeigt;
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6 eine
Ansicht der Vorrichtung in 1 zeigt,
von hinten betrachtet und mit entfernter hinterer Abdeckung der
Vorrichtung;
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7 und 8 Draufsichten
von einer Mitnehmerscheibe auf der Transporteinrichtung zeigen, mit
einem in zwei verschiedenen Betriebspositionen dargestellten Greiffinger;
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9 und 10 eine
Vorder- bzw. eine Draufsicht eines Abschnitts der Vorrichtung gemäß 1 (mit
einigen weggelassenen Teilen) zeigen, und die Transporteinrichtung
in der Ausgangs- oder Holstellung zeigen;
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11 und 12 eine
Vorder- bzw. eine Draufsicht eines Abschnitts der Vorrichtung (mit
einigen weggelassenen Teilen) in einer den 9 und 10 ähnelnden
Weise zeigen, jedoch mit einem Objektträger in einer herausgezogenen
Position;
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13 einen
Längsschnitt
der Pumpeinrichtung entsprechend der in 5 zeigt,
jedoch mit einem verbundenen Klebstoffbehälter und einem Klebstoffverteiler
und mit einem verbundenen Lösungsmittelbehälter;
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14 eine
Vorderansicht der Pumpeinrichtung zeigt, in einer Ebene in rechten
Winkeln zu der eingeteilten Ebene in 13;
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15A, B und C Vorderansichten der Pumpeinrichtung
zeigen, in der Art wie in 14 dargestellt,
in drei verschiednen Betriebsposition; und
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16 einen
Längsschnitt
der Pumpeinrichtung in einem etwas vergrößerten Maßstab zeigt.
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Wie
aus 1-6 ersichtlich wird, hat die gezeigte
Ausführungsform
einer Vorrichtung oder eines Geräts 1 gemäß der Erfindung
eine hauptsächlich
kastenförmige
Form und ist in eine hintere und eine vorderer Hauptkammer 2 bzw. 3 unterteilt
mittels einer sich longitudinal erstreckenden, vertikalen Trennwand 4,
die eine Stütze
für die
meisten Elemente und Bauteile der Vorrichtung bildet. Die hintere Hauptkammer 2 ist
geschlossen und beinhaltet alle für den Betrieb der Vorrichtung
verwendeten Motoren sowie die gesamte Elektronik, einschließlich einer Prozessoreinheit
zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, und eine Energieversorgung.
Die vordere Hauptkammer 3 ist auf der Vorderseite durch
eine transparente Schiebetür 5 abgeschirmt,
die zwecks maximaler Zugriffsmöglichkeit
ebenfalls vollständig abgehoben
werden kann. Diese Kammer enthält
als Hauptelemente ein erstes Magazin 6 (auch Objektträgermagazin
genannt), um zumindest einen Korb 7 für Objektträger 11 aufzunehmen,
eine sich hin und her bewegende Einrichtung 12 zum Transport
von Objektträgern
und Schutzplättchen
von den jeweiligen Magazinen 6, 9 zu einer Arbeitsstation 13,
eine auf der Arbeitsstation angeordnete Pumpeinrichtung 14 zur
Aufbringung von Klebemittel/Klebstoff auf Objektträger, und
eine Hebeeinrichtung 15 zum Heben und Senken von Schutzplättchen auf
die Arbeitsstation.
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Des
Weiteren befindet sich auf der rechten Seite der vorderen Hauptkammer
ein Kleberbehälter 16,
der mit dem Saugteil der Pumpe verbunden ist (siehe 13 und 14),
und auf der linken Seite befindet sich neben dem Schutzplättchenmagazin 9 ein
transparenter, abnehmbarer Lösungsmittelbehälter 17,
dessen Funktion weiter im Zusammenhang mit den 13 und 14 beschrieben
wird. Der Klebebehälter 16 wird
freigelegt, wenn sich die oben erwähnte Schiebetür 5 in
einer linken Endlage befindet, wohingegen der Lösungsmittelbehälter 17 und das
Schutzplättchenmagazin 9 freigelegt
sind, wenn sich die Schiebetür
in ihrer rechten Endlage befindet. In der Kammer 3 ist
ebenfalls ein Ventilator 18 angeordnet, der dafür sorgt,
dass Lösungsmittelgase über eine
Schlauchverbindung 19 ausgelassen werden.
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Wie
aus 1 und 9-12 ersichtlich, befinden
sich die beiden Magazine 6, 9 auf gegenüberliegenden
Seiten der Transporteinrichtung 12, was vorgesehen ist,
um einen Objektträger 8 von dem
Objektträgermagazin 6 in
einer von einer Hol- oder Ausgangsstellung abgehenden Bewegung zu der
Arbeitsstation 13 zu befördern. Somit bewegt sich die
Transporteinrichtung im „Pendelverkehr" zwischen den beiden
Magazinen 6 und 9. Die Anordnung ist derart, dass
die Transporteinheit einen Objektträger mit einem befestigten Schutzplättchen während deren
Rückbewegung
zur gleichen Zeit zurück
zu dem Objekt trägermagazin
bringt, wenn ein neues Schutzplättchen
von dem Schutzplättchenmagazin
zu der Arbeitsstation befördert
wird. Da die Pendelbewegung kontinuierlich ohne Wartezeit erfolgt,
wird eine Vorrichtung mit einer sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeit
geschaffen.
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Die
Transporteinrichtung 12 umfasst einen Schlitten 20,
der auf einem Paar horizontaler Führungsstangen 21, 22 verschiebbar
ist und der mittels eines Zahnriemens 23 zwischen den Magazinen 6 und 9 vor-
und zurückgezogen
wird. Der Zahnriemen läuft über ein
Paar Rollenführungen 24, 25 und
wird angetrieben über
einen Schlittenmotor 26 (punktiert dargestellt in 6).
Die Rotation des Schlittenmotors wird auf den Zahnriemen 23 übertragen über ein Übertragungsmittel
umfassend ein Zahnriemenrad 27 auf der Antriebswelle, einen
zusätzlichen
Zahnriemen 28 und ein zusätzliches Zahnriemenrad 29 auf einer
Welle 30, auf deren vorderem Ende ein Antriebsrad (nicht
dargestellt) befestigt ist, das sich mit dem Zahnriemen 23 in
Eingriff befindet. Die Welle wird in der gleichen Weise gestützt wie
dies in 4 für die Übertragungswelle für die Pumpeinrichtung 14 dargestellt
ist. und eine entsprechenden Anordnung wird ebenfalls für die anderen
Antriebsmotoren verwendet, wobei alle erwähnten Motoren in der hinteren
Hauptkammer 2 der Vorrichtung installiert sind.
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Am
Kopfende des Schlittens 20 ist eine Transport- oder Mitnehmerscheibe 31 befestigt.
Die Funktion dieser Scheibe ist es dafür zu sorgen, dass der Objektträger 8 aus
dem Objektträgermagazin 6 während der
abgehenden Bewegung des Schlittens 20 herausgezogen oder
entnommen wird, und auch dass in der Rückbewegung des Schlittens ein Schutzplättchen 11 von
dem Schutzplättchenmagazin 9 zu
der Arbeitsstation 13 befördert wird. Die Dimensionierungen
der Komponenten und der gegenseitigen Abstände zwischen der Arbeitsstation
und den Schutzplättchenmagazinen
sind derart angepasst, dass die Mitnehmerscheibe 31 am
Endpunkt der abgehenden Bewegung des Schlittens einen Objektträger in die
korrekte Position auf der Arbeitsstation gebracht hat, zur gleichen
Zeit, zu der die Mitnehmerscheibe 31 sich dann in der korrekten
Position befindet, um ein Schutzplättchen von dem Schutzplättchenmagazin
in der Rückbewegung
des Schlittens mitzuführen.
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Das
Objektträgermagazin 6 ist
so konstruiert, um zumindest einen Korb 7 mit etlichen
horizontalen Fächern
zur Halterung von einer entsprechenden Anzahl von Mikro skop-Objektträgern 8 aufzunehmen.
Das Magazin ist versehen mit vertikalen Objektträgerprofilen 35, die
sicherstellen, dass die Körbe
nur mit der korrekten Ausrichtung in das Magazin eingebracht werden
können.
Auf der von der Arbeitsstation 13 abgewandten Seite sind
die Körbe
mit Zähnen 36 versehen,
um in entsprechende Zähne auf
einem kleinen Zahnrad 37 einzugreifen, das ausgerichtet
ist von einem Herunterführmotor 38 gedreht zu
werden, so dass die Körbe
schrittweise eine Zahnposition herunter zugeführt werden können, um
sukzessiv einen neuen Objektträger
zur Entnahme während
des normalen Betriebs der Vorrichtung in Position zu bringen. Auch
ist das Magazin mit Sensoren versehen (nicht dargestellt), um zu
fühlen,
ob ein Korb vorhanden ist und um zu registrieren, dass ein Korb
vollständig
entleert wurde und von dem Magazin herabfällt.
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Das
Herunterführzahnrad 37 sitzt
auf einer Welle 39, die mit dem Motor 38 durch
eine einfache Übertragung
gekoppelt ist, wie die im Zusammenhang mit dem Schlittenmotor 26 beschriebene.
Wie in 6 dargestellt, ist zur Kontrolle der Drehbewegung
des Motors auf dem Zahnriemenrad auf der Welle 39 eine
Signalscheibe 40 befestigt, wie später weiter beschrieben wird.
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Das
Schutzplättchenmagazin 9 ist
eine Einheit, die zur demontierbaren Befestigung in der Vorrichtung
eingerichtet ist, so dass man auch einen schnellen Austausch vornehmen
und andere Schutzplättchenmagazine
einsetzen kann, die möglicherweise
für andere
Schutzplättchengrößen dimensioniert
sind. Was die Mikroskop-Objektträger
betrifft, so haben diese normalerweise nur eine Größe, nämlich 76 × 26 × 1 mm (3'' × 1'' × 1/25''), wohingegen die Schutzplättchen 24
mm breit sind und 0,15 mm dick und eine Länge von 40, 50, 55 oder 60
mm haben können.
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Die
Vorrichtung ist mit Sensoren (nicht dargestellt) versehen, die die
Dimension des in die Vorrichtung eingeführten Schutzplättchenmagazins
abtasten und möglicherweise
erforderliches Nachregulieren der Steuerfunktionen der Vorrichtung
ermöglichen,
so dass diese entsprechend der gewählten Schutzplättchengröße in der
korrekten Weise betrieben werden kann. Begrüßt werden wird, dass die Schutzplättchenlänge einen
Einfluss hat auf die Länge
der Rückbewegung
des Schlittens 20 und auf die Länge des Kleberstreifens, der
auf einen Objektträger
auf der Arbeitsstation 13 herausgepumpt worden ist, wie
im Zu sammenhang mit der Beschreibung der Betriebsweise der Vorrichtung
erwähnt.
Wie später beschrieben,
können
diese Parameter aus einer so genannten Parameterliste in Verbindung
mit dem Betriebsmenu der Vorrichtung ausgewählt werden, oder sie können mittels
oben erwähnter
Sensoren gewählt werden,
durch welche die Vorrichtung „fühlt", welches Schutzplättchenmagazin
in die Vorrichtung eingeschoben wurde.
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Wie
sich aus den 1 und 2 ergibt, wird
das Schutzplättchenmagazin
definiert durch eine vordere und eine hintere Endwand 45 bzw. 46 und
zwei parallelen Seitenwänden 47 und 48.
Der Boden des Magazins ist offen mit Ausnahme eines Paars Randstege 49, 50,
die sich entlang der unteren Endränder der Seitenwände 47, 48 erstrecken
und ein Lager für
den Schutzplättchenstapel 10 in
dem Magazin bilden. Beim Platzieren eines neuen Magazins in der
Vorrichtung wird dieses mittels eines Paars von Führungsstiften 51 (nur
einer ist dargestellt, siehe 9 und 11)
an die Verwendungsstelle geführt,
die für
eine akkurate Positionierung des Magazins sorgen. Das Magazin kann
beispielsweise fixiert werden mittels einer einfachen Schraube oder
mittels eines Paars Permanentmagneten 52. wie dargestellt,
für noch
schnelleren Magazinwechsel.
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Das
Schutzplättchenmagazin
ist zur Zusammenarbeit mit der Trägerplatte 31 entwickelt
und positioniert, die im Detail in 7 und 8 gezeigt wird.
Diese Randstege 49, 50 weisen ein etwas niedrigeres
Niveau als die Oberseite der Trägerplatte
auf und einen gegenseitigen Abstand, der die Einführung eines
hinteren Teils 51 der Trägerplatte dazwischen ermöglicht.
An seinem freien Ende ist der hintere Teil 51 versehen
mit einer geneigten Ebene 52 zum Anheben des Schutzplättchenstapels 10 in
dem Schutzplättchenmagazin,
wenn der Teil 51 in das Magazin eingeführt wird, und mit einer Greifkante 53 benachbart
zu der geneigten Ebene mit einer der Schutzplättchendicke entsprechenden
Höhe, so
dass nur ein Schutzplättchen 11,
das vor der Greifkante herunterfällt,
wenn der Teil 51 der Trägerplatte
in das Magazin eingeführt
wird, aus dem Magazin bei der Rückbewegung
der Trägerplatte
herausgezogen wird. Der untere Rand 54 der vorderen Endwand 45 des
Magazins befindet sich in einem solchen Niveau über der Trägerplatte 31, dass
die verbleibenden Schutzplättchen
in dem Stapel in der Rückbewegung zurückgehalten
werden und die verbleibenden Schutzplättchen auf die Randstege 49, 50 sinken werden.
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Die
hintere Endwand 46 des Schutzplättchenmagazins ist an ihrem
unteren Rand 55 mit einem engen abhängigen Abschnitt entsprechend
einer Aussparung oder eines Schlitz 56 in dem hinteren Teil 51 der
Trägerplatte 31 ausgebildet,
so dass die untersten Schutzplättchen
in dem Stapel 10 nicht aus dem Magazin herausgestoßen werden,
wenn der hintere Teil 51 in das Magazin eingeführt wird
und die Schutzplättchen
anhebt.
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An
ihrem vorderen Ende ist die Trägerplatte 31 versehen
mit einer befestigten Greifauflage 57 und mit einem schwenkbar
befestigen Greiffinger 58 mit einem vorderen Ende, das
geeignet ist, Schutzplättchen 8 zu
ergreifen und aus dem Schutzplättchenmagazin 6 herauszuziehen.
An seinem hinteren Ende hat der Greiffinger 58 einen sich
abwärts
erstreckenden Stift 59 (siehe 4), der
geeignet ist durch den Anker des auf dem Schlitten 20 eingebauten Elektromagnets 60 beeinflusst
zu werden. Der Greiffinger stellt auch ein Abtastmittel dar, zum
Abtasten, ob sich ein Objektträger
in einer Ausgabeposition befindet, wenn sich das Transportmittel 12 in
seiner Ausgangsposition befindet. „Findet" der Greiffinger einen Objektträger. wenn
dieser sich in seiner Ausgangsposition in dem Magazin 6 befindet,
und wird er durch den Elektromagneten 60 beeinflusst, wird
der Objektträger
durch den Greiffinger zurückgehalten und
nach einer kurzen Zeitspanne wird die Vorrichtung in ihrem Arbeitszyklus
unter der Steuerung der Prozessoreinheit fortfahren, wie später weiter
beschrieben wird. Andererseits, falls der Greiffinger während des
ersten Teils seiner Drehbewegung kein Schutzplättchen findet, wird er seine
Bewegung unter Beeinflussung des Elektromagneten fortsetzen, und dann
einen auf der Unterseite der Trägerplatte
befestigten Mikroschalter 61 betätigen. Die Betätigung des Mikroschalters
wird verursachen, dass der Greiffinger 58 zu der offenen
Position zurückkehrt,
und zusätzlich,
dass der Motor 38 zum Herunterführen des Korbs startet und
den Korb 7 in dem Magazin schrittweise herunterführt. Diese
Tätigkeit
wird wiederholt, bis der Greiffinger einen Objektträger findet.
Anschließend
führt die
Vorrichtung einige mit der Hebevorrichtung 15 verbundene
Arbeitsvorgänge
aus, die weiter unten beschrieben werden, und im Anschluss wird
der Schlitten 20 gestartet und die Trägerplatte 31 trägt einen
Objektträger 8 zu
der korrekten Position auf der Arbeitsstation auf einer Schiene 62 (siehe 12),
die als eine Gleitgrundlage für
den Objektträger
funktioniert.
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Die
Hebeeinrichtung 15 zum Heben und Senken von Schutzplättchen 11 umfasst
ein Paar von in einen Saugnapfkopf eingepassten Saugnäpfen 65, 66,
so dass diese einen geeigneten gegenseitigen Abstand haben – oder in
einem solchen positioniert werden können -, um die Endabschnitte
eines Schutzplättchens
zu ergreifen. An den unteren Enden der Saugnäpfe befindet sich ein Widerlagerelement 68,
das bevorzugterweise eine abwärtsgerichtete
konvex gebogene, federnde Widerlagerfläche aufweist, so dass die Saugnäpfe, wenn
diese aktiviert sind, die Schutzplättchen in eine leicht gekrümmte gegen
die Widerlagerfläche
lehnende Position hochziehen. Wie sich zeigt, ist der Saugnapfkopf 67 an
einem Flaschenzug 69 befestigt, der auf einem Paar vertikaler
Führungspfosten 70, 71 verschiebbar
ist und abwärts
mittels einer Feder 72 federbelastet ist.
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Durch
eine Übertragung
eines Designs entsprechend dem oben im Zusammenhang mit dem Schlittenmotor 26 beschriebenen
sind die Saugnäpfe 65, 66 mit
einem Vakuumzylinder 73 in Form eines so genannten „Drehzylinders" 73 verbunden,
der mit einem Vakuummotor 74 gekoppelt ist. Das Innenvolumen
des Drehzylinders 73 kommuniziert mit einer Unterdruckuhr 75,
die ein Signal liefert, wenn zwischen dem Drehzylinder und den Saugnäpfen ein
Vakuum entstanden ist, nachdem der Unterdruckmotor 74 gestartet
wurde, wenn der Greiffinger 58 einen Objektträger in der
Ausgabeposition ergriffen hat, wie im Zusammenhang mit der Arbeitsweise
der Vorrichtung weiter beschrieben wird. Ist ein Vakuum entstanden
bedeutet dies, dass sich ein Schutzplättchen auf der Arbeitsstation
befindet, und dass es durch die Saugnäpfe festgehalten wird.
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Des
Weiteren umfasst die Hebeeinrichtung einen Hebemotor 76,
der, durch ein Übertragungsmittel
oben erwähnten
Typs, über
einen Exzenter 77 an den Flaschenzug 69 gekoppelt
ist, wobei der Exzenter ebenfalls ein exzentrisch platziertes Kugellager 78,
wie in 4 dargestellt, umfasst. Herrscht ein Vakuum, sorgt
der Hebemotor für
ein Anheben des Saugnapfkopfes mit dem festgehaltenen Schutzplättchen von
der Trägerplatte 31.
Dieser Exzenter veranlasst das angehobene Schutzplättchen,
wenn die Transporteinrichtung die abgehende Bewegung abgeschlossen
hat, in einer sinusförmigen
Bewegung auf den Objektträger
herabgesenkt zu werden, so dass das Schutzplättchen mit einer relativ langsamen Bewegung
auf den Kleber auf dem Objektträger
trifft. Der Exzenter ist in einer Weise konstruiert, die der eines
Exzenters für
die Pumpeinrichtung entspricht, die weiter unten beschrieben werden
wird.
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Die
Pumpeinrichtung 14 ist mit zugehörigen Motorantriebsmitteln
in 5 dargestellt, und weitere Details der Pumpenanordnung
werden in den 13-16 gezeigt.
Die Pumpe ist zweckmäßig eine
Zylinder/Kolben-Einheit bestehend aus einem Zylinder 85 und
einem Kolben 86, die feststehend in einem Gehäuse 87 befestigt
sind, das an der Trennwand 4 befestigt ist. Die Pumpeinrichtung
ist mit dem Klebstoffbehälter 16 über einen
Schlauch 88 verbunden, der mit dem unteren Ende des Zylinders 85 durch
ein Rückschlagventil 89 verbunden
ist. Der Kolben 86 ist mit einem Mittelgang 90 versehen,
welcher durch eine obere Öffnung 91 und
einen Schlauch 92 mit einem Klebstoffverteiler 93 verbunden
ist, der an dem Saugnapfkopf 67 der Hebeeinrichtung durch
eine Stütze 79 befestigt
ist.
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In
dem Gehäuse 87 ist
ebenfalls ein Lösungsmittelbehälter 94 zur
Aufnahme einer klebstoffzersetzenden Lösung, z.B. Xylol, feststehend
montiert. Der Lösungsmittelbehälter 94 kommuniziert
mit dem Pumpenzylinder 85 durch einen Kanal 95 und
ist des Weiteren über
einen Schlauch 96 mit dem transparenten und lösbaren Lösungsmittelbehälter 17 verbunden.
An dessen oberen Ende ist der befestigte Behälter 94 mit einem
federbelasteten Verschlussventil 97 versehen.
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Der
Klebstoffspender 93, der durch ein inneres Rückschlagventil
(nicht dargestellt) öffnet,
ist derart in den Saugnapfkopf 67 eingepasst, dass dessen Austrittsende über das
Rückschlagventil 97 abwärts in das
Lösungsmittel
in dem Lösungsmittelbehälter 94 bewegt
wird, wenn der Saugnapfkopf mit der Stütze 79 in seine untere
Position abgesenkt wird. Somit dient das Lösungsmittel in dem Behälter 94 sowohl dazu,
die Verteileröffnung
frei zu halten, als auch den Kolben 86 daran zu hindern,
an den Zylinder festgeklebt zu werden und in diesem steckenzubleiben.
Der transparente Behälter 17 dient
sowohl zur Niveausteuerung als auch zum Befüllen und Leeren des feststehenden
Lösungsmittelbehälters 94.
Die Trägerplatte 31 hat
eine passende Öffnung 80 (2 und 10)
oder einen Schlitz 81 (7 und 8),
wodurch es dem Verteiler 93 ermöglicht wird in den Lösungsmittelbehälter 94 gesenkt
und von diesem angehoben zu werden.
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Die
Pumpeinrichtung wird durch einen Pumpenmotor 98 angetrieben,
der in der hinteren Hauptkammer 2 befestigt ist, wie in 5 und 6 dargestellt.
Der Pumpenmotor ist gekoppelt an die Pumpeneinheit 85, 86 durch
ein Übertragungsmittel
umfassend ein Zahnriemenrad 99 auf der Motorwelle, einen
Zahnriemen 100 und ein zusätzliches Zahnriemenrad 101,
das auf einem Ende der Antriebswelle 102 befestigt ist,
deren anderes Ende gekoppelt ist an einen die Pumpe antreibenden
Exzenter 103. Die Antriebswelle 102 wird mittels
Kugellager in einem Zwischenblock 104 befestigt, der zwischen
der Trennwand 4 und einer Befestigungsplatte 105 in
der hinteren Kammer 2 befestigt ist.
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Der
Exzenter 103 umfasst ein exzentrisch befestigtes Rad 106,
dass in einer Führungsvertiefung 107 in
einem Bügel 108 platziert
ist, der mit dem Kolben 86 verbunden ist. Die anfängliche
Position des Exzenters ist eine horizontale Position (3 Uhr), wie
in 15A dargestellt. Beim Starten des
Pumpenmotors 98 wird dieser so gesteuert, dass er einen halben
Hub rückwärts dreht,
beispielsweise in eine Position des exzentrischen Rads entsprechend
ein Uhr, wie in 15B dargestellt, und
die Hälfte
der bestimmten Klebstoffmenge wird dann in den Zylinder gesaugt.
Wie später
im Zusammenhang mit der Betriebsweise der Vorrichtung erläutert wird,
wurde die andere Hälfte
der bestimmten Klebstoffmenge in einer früheren Etappe des Betriebs eingesaugt.
Der gesamte Pumpenhub wird dann dadurch ausgeführt, dass der Pumpenmotor das
exzentrische Rad in die Gegenrichtung auf 5 Uhr dreht (d.h. 120 °), wie in 15C dargestellt, und der Klebstoff in
dem Zylinder 85 sodann herausgepumpt wird, indem der Bügel mit
dem Kolben heruntergedrückt
wird. Wegen des Rückschlagventils 89 in
dem Zylinder wird der Klebstoff aufwärts durch den in dem Zylinder
befindlichen Durchlass 90 und in den Schlauch 92 gepresst,
der zu dem Verteiler 93 führt.
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Wie
oben erwähnt
sind alle dargestellten Motoren 26, 38, 74, 76 und 98 in
der hinteren Hauptkammer 2 der Vorrichtung installiert.
Bei den verwendeten Motoren handelt es sich um digital gesteuerte Stufenmotoren.
Die Drehbewegung wird dadurch gesteuert, dass den Motoren von einer
zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) in Form eines Mikroprozessors
Impulsfolgen zugeführt
werden mit einer gewünschten
Anzahl von Impulsen und einer gewünschten Polarität. Die Polarität der Impulse
bestimmt die Drehrichtung.
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Die
Verarbeitungseinheit ist befestigt auf einer CPU Platine 115 in
der Hauptkammer 2. Wie aus 4 und 6 ersichtlich,
beinhaltet die hintere Kammer ebenfalls den Hauptschalter 116 der
Vorrichtung, eine Energieversorgung 117, eine Elektronikplatte 118 umfassend
die elektronischen Schaltungen der Vorrichtung und eine Antriebsbaugruppe 119 für die Schrittmotoren.
Der Ein-/Ausschaltknopf 120 und eine Kabelverbindung 121 des
Hauptschalters werden in 3 dargestellt.
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Die
Start- und Stopppositionen der Motoren werden mittels Signalscheiben
geregelt, die verstellbar auf den Antriebswellen der Übertragungsmittel für die Motoren
befestigt sind und die mit unbeweglich befestigten Photozellenabtastmitteln
in Form von so genannten Lesegabeln kooperieren. In 5 ist solch
eine Lesegabel 125 zusammen mit einer Signalscheibe 126 auf
dem Zahnriemenrad 101 auf der Übertragungswelle 102 der
Pumpeinrichtung dargestellt. (Anzumerken ist, dass die Lesegabel
für diese Signalscheibe
in 6 in einer anderen zu befestigenden Position dargestellt
ist.) In den 4 und 6 ist eine
entsprechende Lesegabel 127 dargestellt, die in Verbindung
mit der Signalscheibe 128 für den Antriebsmotor 76 der
Hebeeinrichtung zu befestigen ist. Entsprechende Lesegabeln und
Signalscheiben werden in Verbindung mit dem Ausgabemotor 38 und
dem Vakuummotor 74 gezeigt. Was den Schlittenmotor 26 betrifft,
so wird dessen Start-/Stoppposition gesteuert durch eine Lesegabel 129,
die auf der Trennwand 4 in Verbindung mit einer Zunge 130 befestigt
ist, die sich von dem Schlitten 20 abwärts erstreckt.
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Die
Signalscheiben für
die Motoren 47, 76 und 98 werden als
Kreisscheiben dargestellt, sind jedoch in der Praxis mit Teilkreissektorabschnitten
mit unterschiedlichem Radius ausgebildet, so dass das Licht von
der jeweiligen Sensorphotozelle in der gewünschten Drehposition der Scheibe
unterbrochen wird.
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Was
die Scheibe 40 für
den Korbherunterführmotor 38 angeht,
so ist diese rund wie in 6 dargestellt, jedoch befinden
sich entlang ihres Umfangs acht radiale Schlitze 131 mit
einem Winkelabstand von 45 °,
wobei eine Drehung des Herunterführzahnrads 37 um
45 ° einer
Korbherunterführung um
einen Schritt entspricht, d.h., der Abstand zwischen zwei Objektträgerbords
in dem betreffenden Korb.
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Ein
Bedienfeld 132 zur Bedienung der Vorrichtung ist an deren
oberen Seite angebracht, wie in 2 dargestellt,
und umfasst eine Schalttafel 133 mit einer Anzahl von Knöpfen, die
die nötigen
Einstellungen und Betätigungen
ermöglichen,
und ein über den
Zustand der Vorrichtung informierendes Display 134, das
im Fall von Unregelmäßigkeiten
oder Fehlfunktionen Fehlermeldungen anzeigt.
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Alle
Bewegungen der Vorrichtung werden digital gesteuert mittels eines
Mikroprozessors, der basiert auf dem Zählen von Impulsen zur Steuerung
der Schrittmotoren und zur Messung gewählter Unterbrechungszeiträumen, die
die Zeit für
den Start der verschiedenen Arbeitsvorgänge regelt. Die Anzahl der Impulse
und die gewünschten
Zeitintervalle können schnell
in dem Menü der
Vorrichtung mit der zugehörigen
Parameterliste gewählt
werden, d.h., einer Liste von Parametern, die für die Arbeitsvorgänge der
Vorrichtung entscheidend sind. Durch ein geeignetes Programmieren/Einstellen
der Impulsanzahl zum Anhalten jedes Motors, basierend auf Testläufen in
der Vorrichtung, können
die Funktionen dieser eingestellt und sehr akkurat ausgeführt werden.
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Die
Betriebsweise der Vorrichtung wird unten beschrieben im Zusammenhang
mit einer normalen Betriebssequenz.
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Nach
dem Platzieren des Korbs 7 in den Objektträgermagazinen 6 startet
die Vorrichtung automatisch nach 2 Sekunden, wenn der Startknopf
nicht schon gedrückt
worden ist. Der Greiffinger 58 wird durch den Elektromagneten 60 betrieben
und greift einen Objektträger 8.
Ist kein Objektträger
vorhanden, öffnet
sich der Greiffinger und der Korb wird einen Schritt heruntergelassen.
Nach einer kurzen Zeitverzögerung
[0,1 s] startet der Vakuummotor 74 und dreht den Drehzylinder 73 (ca.
200 °),
so dass ein bestimmtes Vakuum gebildet wird in dem Volumen zwischen
der Drehzylinderkammer und den an das Schutzplättchen 11 auf der
Arbeitsstation 13 anliegenden Saugnäpfen 65, 66.
Bestätigt
die Vakuumuhr 75 ein Vakuum, startet der Anhebemotor 76 und verursacht
das Anheben des Saugnapfkopfs 67 mit dem Schutzplättchen und
dem Klebstoffverteiler 93 in eine geeignete Höhe über die
Trägerplatte 31. Gleichzeitig
dreht sich der Pumpenmotor 98 einen halben Hub zurück, so dass
die Hälfte
der bestimmten Klebermenge in den Zylinder 85 gesaugt wird. Danach
startet der Schlittenmotor 26 und die Trägerplatte 31 fängt an,
den Objektträger 8 aus
dem Magazin 6 herauszuziehen, und in der korrekt eingestellten Position
des Objektträgers
startet der Pumpenmotor 98 in die entgegengesetzte Richtung
und Klebstoff wird über
den Spender 93 herausgepumpt, so dass die bestimmte Klebstoffmenge
herausgepumpt wird entlang der Mittellinie des Objektträgers und
in einer bestimmten Länge
während
der ausgehenden Bewegung des Objektträgers. Der Exzenter 103 bewirkt, dass
man eine symmetrische, leicht „bootförmige" Klebermenge erhält, mit
dem meisten Klebstoff in der Mitte und einer abnehmenden Klebermenge
in Richtung der Endränder
des Objektträgers.
Wird die korrekte abgehende Bewegung der Trägerplatte 31 erreicht,
wird das Schutzplättchen
in der korrekten Position über
dem Objektträger „hängen", zur selben Zeit
wenn der linke oder hintere Teil 51 in der korrekten Position
angekommen ist, um in der Rückbewegung
ein neues Schutzplättchen
aus dem Schutzplättchenmagazin 9 herauszuziehen.
Die Hebeeinrichtung wird nun gesenkt, so dass das Schutzplättchen in
dem Kleber auf dem Objektträger
platziert wird. Mittels des Exzenters 77 wird das Schutzplättchen in
einer sinusförmigen
Bewegung herabsenkt, so dass das Schutzplättchen mit einer relativ langsamen
Bewegung auf den Kleber trifft. Da das Schutzplättchen 11 wie oben
erwähnt
in einem leicht gebogenen Zustand herabgelassen wird, wird die „bootförmige" Gestaltung der Klebermenge
mit dem höchsten
Punkt in der Mitte dazu beitragen, das Herauspressen des Klebstoffs
zu verbessern und mögliche
Luftblasen in Richtung der Enden zu pressen.
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Nachdem
die Hebeeinrichtung gesenkt worden ist, startet der Vakuummotor 74 nochmals,
jedoch in entgegengesetzter Richtung, so dass der Drehzylinder 73 ca.
70 ° in
die gegenläufige
Richtung seiner Ausgangsposition dreht. Dadurch wird das Vakuum
reduziert und durch einen kleinen Überdruck ersetzt, so dass die
Saugnäpfe
das Schutzplättchen freigeben.
Danach erhebt sich die Hebeeinrichtung wieder, so dass die Saugnäpfe von
dem Schutzplättchen
befreit angehoben werden und die Trägerplatte in ihre Ausgangsposition
zurückkehrt
und ein neues Schutzplättchen
mit in die Hebeposition bringt, zur selben Zeit, zu der der verschlossene
Objektträger
in die Ablage in dem Korb zurückgedrängt wird.
Der Pumpenkolben 86 wird zurück in seine Zwischenstellung
gehoben, wobei eine weitere halbe Klebermenge von dem Klebstoffbehälter 16 eingesaugt
wird. Der Herunterführmotor 38 startet
und führt
die Körbe schrittweise
herunter, und in dieser Weise setzt sich der Betrieb fort, bis der
Korb von dem Magazin herabfällt
und von einem optischen Sensor erfasst wird.
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Zur
selben Zeit, zu der der Korb 7 schrittweise heruntergeführt wird,
d.h., eine Zahnstellung, senkt sich die Hebeeinrichtung 15,
so dass die Saugnäpfe 65, 66 gegen
den neuen Objektträger
gepresst werden, der auf der Arbeitsstation 13 platziert
wurde. Gleichzeitig wird der Klebstoffbehälter 93 in den Lösungsmittelbehälter 94 getunkt,
worin er verbleibt, bis der Greiffinger 58 einen neuen
Objektträger
gefunden hat.
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Wird
kein Vakuum erzielt, wenn der Vakuummotor 74 startet und
der Drehzylinder 73 gedreht wird, bedeutet dies, dass sich
auf der Trägerplatte kein
Schutzplättchen 31 befindet.
Dies wird der Fall sein beim ersten Starten der Maschine. Als Ergebnis wird
das Vakuum unterbrochen und die Transporteinrichtung 12 bewirkt
einen Bewegungszyklus, um ein Schutzplättchen von dem Magazin 9 zu
der Arbeitsstation 13 zu befördern. Anschließend wird
die Vorrichtung erneut gestartet, wie oben beschrieben. Entsteht
auch in diesem Fall kein Vakuum, interpretiert die Vorrichtung dies
so, dass das Schutzplättchenmagazin
leer ist und zeit die Nachricht „Schutzplättchen laden" in dem Display des
Bedienfelds an.