DE3239866A1

DE3239866A1 - Abdunkelbare messstation eines photometers

Info

Publication number: DE3239866A1
Application number: DE19823239866
Authority: DE
Inventors: Willy Ing.(grad.) 7547 Wildbad Lohr
Original assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Current assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-05-03
Also published as: GB2130744A; FR2535459A1; GB8328617D0

Description

»δ023 M1+a+Ma1

"Abdunkelbare Meßstation eines Photometers"

Die Erfindung bezieht sich auf eine abdunkelbare Meßstation eines Photometers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Meßstation für solche Anwendungsfälle handeln, wie sie in der DE-OS 29 01 919 beschrieben sind. Infrage kommt dabei auch die Photometrie auf Basis von Flüssigszintillation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Abdichtung der öffnung der Meßkammer zu erreichen, durch welche -eineProbe bzw. ein Probengefäß in die Meßkammer eindringbar bzw. aus der Meßkammer wieder herausführbar ist. Besonders ist dabei an den Fall gedacht, daß ein Probengefäß, wie ein Reagenzglas o.dgl„, auf einem Innenbund oder Innenabsatz eines Halters auflagerbar ist, so daß der lichte Querschnitt des Halters oberhalb des Innenabsatzes bzw. -bundes größer ist als unterhalb. Wenn dann ein Hubstempel durch den Halter hindurchführbar ist, um das Probengefäß in die Meßkammer nach oben zu überführen, muß ein solcher Hubstempel normalerweise einen kleineren Innenquerschnitt haben als das Reagenzgefäß bzw. die Eintrittsöffnung der Meßkammer für das Reagenzgefäß, so daß Probleme einer angemessenen Lichtabdichtung zwischen Hubstempel und Öffnung bestehen. Man könnte dabei daran denken, diese Abdichtung durch eine in der Öffnung angeordnete lamellenblendenartige Dichtung vorzunehmen, die bei eingefahrenem Hubstempel

radial nach innen ausgefahren wird. Eine solche Anordnung ist jedoch relativ aufwendig.

Aber auch bei anderen Anordnungen kann es zweckmäßig sein/ wenn ein in die öffnung einführbarer Stempel zunächst eine kleinere Ausdehnung hat als die öffnung selbst, z.B. zur Vermeidung unerwünschter Reibung. Dies gilt auch für den denkbaren Fall, daß das Probengefäß vertikal nach unten aus dem Halter herausgeführt wird und ein Stempel in.die Eintrittsöffnung nachgeführt wird.

Eine Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ergibt sich bei einer gattungsgemäßen Meßstation aus dem Kennzeichen von Anspruch 1.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Maßnahme der Ansprüche 4 und 5, die'besonders einfache Konstruktionen erlaubt. Es hatte sich beispielsweise gezeigt, daß auch im Dauerbetrieb die Elastizität eines normalen O-Ringes (vgl. Anspruch 6) ausreicht, die erforderliche Rückstellkraft selbsttätig aufzubringen. Man braucht dann' lediglich noch zwangsweise Mittel für die Spreizung der ümfangsdichtung vorzusehen,, deren Ausmaß relativ klein sein kann (beispielsweise 10 % der radialen Ausdehnung in Grundstellung gemäß Anspruch 12). Von besonderer Bedeutung ist ferner die Möglichkeit, die Betriebsstellung des Probengefäßes durch ein Betätigungselement des Stempels fest einzustellen und die Spreizung durch ein relativ zu diesem axial verschiebliches zweites Element vorzunehmen (vgl. Anspruch 13). Eine besonders schonende übertragung der Spreizkraft erhält man dabei durch Zwischenschaltung eines Feder.-elements (vgl. Anspruch 14). Sowohl eine sichere Spreizbetätigung und Feststellung der Spreizstellung unter Abdichtung nicht nur gegenüber der öffnung, sondern auch

gegenüber dem Stempel erhält man dabei dann, wenn die Umfangsdichtung zwischen axial relativ zueinander verschiebbaren und vorzugsweise einstellbaren Spreizelementen gehalten ist, deren Dichtflächen sich von radial innen nach [radial außen öffnen und dabei zugleich jeweils eine Dichtfläche zwischen Umfangsdichtung und Stempel bilden. Wenn die Umfangsdichtung ein O-Ring ist, kann dann dieser beispielsweise etwa aus einem Kreisquerschnitt eines O-Rings in eine im wesentlichen rechteckige Form verformt werden, deren Basis an der Dichtfläche an der öffnung anliegt und, dessen beide Schenkel mit den Dichtflächen an den Spreizelementen des Stempels zusammenwirken (vgl. insbesondere Ansprüche 5 bis 9 und 13).

Manchmal ist es zweckmäßig,· das Probengefäß nach der Messung nicht mehr voll bis auf den Innenbund oder Innenabsatz des Halters zurückzustellen, etwa um den Probenrest leicht dekantieren zu können. Hierzu gibt Anspruch 11 eine Möglichkeit an.

-A-

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Meßkammer gemäß der Erfindung mit zugeordneter Hubeinrichtung für ein Probengefäß in einer Stellung, in der sich das Probengefäß außerhalb der Meßkammer befindet, und

Fig. 2 die entsprechende Ansicht in einer solchen Stellung, in welcher sich das Probengefäß innerhalb der Meßkammer mit Abdichtung des Hubstempels gegenüber der Eintritts- und Austrittsöffnung befindet.

Die Meßstation 2 weist einen Gehäuseblock 4 auf, in welchem vertikal ein Futter 6 eingesetzt ist. Der Innendurchmesser dieses Futters 6 ist zylindrisch und entspricht mit geringem Spiel dem Außendurchmesser eines als Probengefäß dienenden Reagenzröhrchens 8. Das Futter 6 ist in Anpassung an verschiedene Außendurchmesser von Reagenzröhrchen 8 im Gehäuseblock 4 austauschbar. Axial oben ist das Futter 6 in nicht dargestellter Weise lichtdicht dauerhaft verschließbar. Seitlich ist im Futter 6 und im Gehäuseblock 4 ein Fenster 10 ausgebildet, an dem eine photometrische Meßeinrichtung anschließbar ist, welche durch den im Gehäuseblock 4 gehaltenen Dichtring 12 lichtdicht dauerhaft anschließbar ist.

Die Meßkammer ist somit in dem zylindrischen Innenraum 13 des Futters 6 ausgebildet.

Die Meßstation 2 ist über einem Arbeitstisch 14 angeordnet, auf dem kettenförmig ineinandergreifende Halter 16 schrittweise unter die Meßstation 2 führbar sind. Die einzelnen Probengefäße sind dabei auf einem ringförmig umlaufenden

Innenabsatz oder Innenbord 18 aufgesetzt, wenn sie unter der Meßkammer ankommen. Ein oberhalb des Innenabsatzes 18 angeordneter, beispielsweise punktförmiger, Innenvorsprung 2 kann dabei reibschlüssig am Mantel des Probengefäßes 8 anliegen. Wenn das Probengefäß aus der Meßkammer wieder in den Halter zurückkommt, kann dabei das Probengefäß 8 auf dem Innenvorsprung 20 lose aufsitzen, so daß ein Dekantieren der nicht mehr benötigten Probe erleichtert ist.

Im Arbeitstisch 14 ist ein Hubstempel 22 mittels eines Ritzels 24 axial auf- und abwärts verschiebbar. Das Ritzel greift dabei in eine zylindrische Zahnstange 2 6 ein, deren Zahnung in Gestalt von in Axialrichtung aufeinderfolgenden Umfangskerben ausgebildet ist. Die Zahnstange 26 bildet dabei einen Außenstempel, innerhalb dessen ein Innenstempel relativ zum Außenstempel 26 axial verschiebbar ist.

Der als Zylinderstange ausgebildete Innenstempel ragt mit einem Fortsatz 30 aus dem Außenstempel 2 6 oben hervor und trägt an seinem oberen Ende einen an ihm befestigten Kopf 32, welcher an seiner Stirnseite eine zum Boden des Probengefäßes 8 etwa komplementäre Stützfläche bildet und so bemessen ist, daß er auch im Bereich des Innenabsatzes oder · Innenbordes 18 des Halters 16 axial durch diesen hindurchpaßt. Unterhalb des Kopfes 32 ist auf dem Fortsatz 30 eine Hülse 34 axial verschiebbar geführt, deren radiale Ausdehnung der radialen maximalen Ausdehnung des Kopfes 32 entspricht und die in Richtung des Kopfes 32 durch eine schraubenförmige mechanische Druckfeder 36 vorgespannt ist, die zwischen der Hülse 34 und dem dieser zugewandten Ende des Außenstempels 26 um den Fortsatz 30 herum angeordnet ist.

Eine O-ringförmige Umfangsdichtung 38 ist zwischen dem Kopf 32 und der Hülse 34 gelagert, wobei die entspannte Stellung in Fig. 1 zu erkennen ist. Man sieht, daß dabei die Umfangsdichtung an einer Zylinderfläche 4 0 des Kopfes

radial innen anliegt und dabei unten der oberen Stirnfläche eines hülsenförmigen Fortsatzes der Hülse 34 gegenüberliegt, während radial oben eine sich nach oben zu konisch erweiternde Dichtfläche 44 am Kopf 32 folgt. Alternativ kann auch die Zylinderfläche 40 und die Stirnfläche des hülsenförmigen Fortsatzes 42, die beide als Dichtflächen dienen, durch eine ebenfalls konisch nach unten zu verlaufende Dichtfläche an . der Hülse 34 ersetzt sein. Die Grundstellung der Umfangsdichtung 38 ist dabei durch entsprechende Einstellung von Muttern 46 am unteren Ende des Innenstempels 28 einstellbar. Unmittelbar darüber befindet sich am Innenstempel 28 ein Anschlagring 48. Dieser hat eine doppelte Funktion. Einerseits wirkt er mit einer konisch nach unten angeschrägten Schaltfläche 50 mit einem ersten Endschalter 52 zusammen, welcher die untere Betriebsstellung des Stempels bestimmt. Andererseits wirkt er als Anschlag an einer zum Arbeitstisch gehörigen und gegebenenfalls als Führung für den Hubstempel ausgebildeten Begrenzungsplatte 54 in maximal angehobener Stellung des Hubstempels gemäß Fig. 2 und beschreibt dabei die Betriebsstellung des Probengefäßes 8 . Wenn diese obere Stellung erreicht ist, ist der Außenstempel 26 mittels des Ritzels 2 4 noch weiter nach oben verschiebbar, bis der zweite Endschalter 56 mit der verjüngten Schaltfläche 58 am äußeren Hubstempel 26 in Eingriff kommt und auch dessen Aufwärtsbe- ' wegung beendet.

Bei der Aufwärtsbewegung des äußeren Hubstempels 2 6 gegenüber dem inneren Hubstempel 2 8 wird, gedämpft über das Federelement 36, die Gleithülse 34 unter Spreizung der Umfangadichtung 38 noch oben geschoben, wobei Spreizelemente durch das Zusammenwirken der Gleithülse 34 mit der konischen Fläche am Kopf 32 gebildet sind. Die Umfangsdichtung kommt dabei- an der zylindrischen Innenfläche des Futters 6 zur Anlage. Die Öffnung 6 0 der Meßkammer ist dabei durch deren zylindrischen lichten Querschnitt beschrieben, der sich lediglich an der unteren Eintrittsseite, wie bei 62 gezeigt, konisch nach außen erweitert.

In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung ist die Umfangsdichtung 38 insbesondere mit einer solchen radialen Ausdehnung versehen, daß sie problemlos durch die engsten Stellen des Halters 16 hindurchführbar ist. In der in Fig. dargestellten Betriebsstellung ist dann die Ümfangsdxchtung bis in Anlage an die zylindrische Innenfläche des Futters und damit der Öffnung 60 gespreizt, wodurch die Meßkammer im Bereich der zum Einbringen und Ausfahren des Probengefäßes 8 bestimmten Öffnung lichtdicht abgeschlossen ist. Die Druckfeder 36 bewirkt dabei nicht nur ein gleichmäßiges und schonendes Spreizen der 0-ringförmigen Ümfangsdxchtung des Stempels, sondern auch eine größere Toleranz des Abschaltpunktes des zweiten Endschalters 56. Dadurch wird auch gewährleistet, daß die ümfangsdxchtung 3 8 beim Spreizvorgang nicht vertikal bewegt wird, was eine besonders hohe Standzeit der Abdichtung und damit auch der ganzen Meßstation 2 zur Folge hat'.

Unter einer Meßstation eines Photometers werden im vorliegenden Zusammenhang nicht nur Photometer in Form lichtabsorbierender Einrichtungen angesprochen, sondern allgemein Lichtmeßeinrichtungen, sei es nur aufgrund von Lichtstreuung, Lumineszenz o.dgl. Derartige Photometer werden manchmal auch als Luminometer bezeichnet.

Claims

"Abdunkelbare Meßstation eines Photometers"

Patentansprüche

( 1.) Abdunkelbare Meßstation eines Photometers mit mindestens einer die Meßkammer und die nicht abgedunkelte Umgebung verbindenden Öffnung, durch welche jeweils eine Probe in die Meßkammer ein- und/oder aus der Meßkammer herausführbar ist und in die ein Stempel einführbar ist, der mittels einer Dichteinrichtung gegen die Öffnung abdichtbar ist, wobei der Stempel eine Ümfangsdichtung trägt, dadurch gekennzeichnet , daß die Ümfangsdichtung (38) eine Grundstellung aufweist, in der ihre Umrißlinie eine kleinere Fläche als den lichten Querschnitt der öffnung (60) umschreibt, und daß die Ümfangsdichtung bei in die öffnung eingeführtem Stempel (22) in Dichtungseingriff mit der öffnung radial spreizbar ist.
2. Meßstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel ein Hubstempel (22) für ein Probengefäß (8) ist.
3. Meßstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der radialen Spreizung der Umfangsdichtung (38) aus der Grundstellung in die Eingriffsstellung winkelinvariant ist.
4. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umfangsdichtung (38) aus der Eingriffsstellung in die Grundstellung selbsttätig zurückstellt.
5. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) aus elastomerem Material besteht.
6. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) ein O-Ring ist.
7. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (60) eine zur Umfangsdichtung (38) des Stempels (22) achsparallele, vorzugsweise zylindrische, Dichtfläche aufweist.
8. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (60) in Eingriffsstellung · zwischen zwei einander zugewandten umlaufenden Dichtflächen am Stempel (22) axial und radial gehalten ist.
9. Meßstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine pichtfläche am Stempel (22) , vorzugsweise konisch, von radial innen nach radial außen öffnet.
10. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengefäß (8) außerhalb der öffnung (60) auf einen Innenabsatz (18) eines Halters (16) aufsetzbar ist, der eine axial durchgehende öffnung aufweist,

na

durch welche der Stempel (22) mit in Grundstellung befindlicher umfangsdichtung (38) hindurchführbar ist.
11. Meßstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) oberhalb des Innenabsatzes (18) einen nach innen weisenden Fortsatz (2 0) aufweist, der an der Mantelfläche des Probengefäßes (8) reibschlüssig angreift.
12. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) von der Grundstellung in die Eingriffsstellung um etwa 10 % ihres Radius spreizbar ist.
13. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (38) zwischen zwei relativ zueinander axial verstellbaren Spreizelementen (an 32 und 34) des Stempels (22) gehalten ist.
14. Meßstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spreizelement (an 34) über ein Federelement (36) mit seinem axial verschiebbaren Betätigungselement (26) zusammenwirkt.
15. Meßstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spreizelement (an 34) an einem Kopf (32) eines Innenstempels (28) ausgebildet ist, auf dem ein Außenstempel (26) gleitbar ist, der über eine auf dem Innenstempel gehaltene Druckfeder (36) wirkmäßig mit einer auf dem Innenstempel geführten Gleithülse (34) in Verbindung steht, welche das andere Spreizelement trägt oder bildet.
16. Meßstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenstempel als Zahnstange (26) ausgebildet ist, in die ein Antriebsritzel (24) eingreift.
17. Meßstation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung der Zahnstange (26) von einer Reihe axial aufeinander folgender Umfangskerben gebildet ist.
18. Meßstation nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenstempel (28) in einer der Betriebsstellung des Probengefäßes entsprechenden axialen Stellung feststellbar ist (mittels Endschalter 56).
19. Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung der Grundstellung der Umfangsdichtung (38) einstellbar (mittels Muttern 46) ist.