NEUHÄUSSER-WESPY, Frieder (Rieterstrasse 69, Zürich, CH-8002, CH)
BURGER, Reto (Hinterdorfstrasse 4, Birr, CH-5242, CH)
NEUHÄUSSER-WESPY, Frieder (Rieterstrasse 69, Zürich, CH-8002, CH)
Patentansprüche
1 Türmodul (32, 33) zum Verschliessen einer Türöffnung (4) in einem Versuchstierkäfig (1 ) umfassend ein beweglich gelagertes Verschlussmittel (50), das von einem Antrieb (18, 21) zwischen einer Freigabeposition und einer Position zum Verschliessen der Türöffnung (4) hin- und herbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung vom Antrieb zum Verschlussmittel (50) zumindest an einer Stelle vollständig mittels einer lösbaren magnetischen Wirkverbindung erfolgt.
2 Türmodul (32, 33) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel ein beweglich gelagerter Türschlitten (50) ist, der mit einem Haltemagnet (46) an einen korrespondierenden Magneten (66, 66') eines von der Antriebseinheit angetriebenen Türheber (60, 60', 60") gekoppelt ist.
3 Türmodul (32, 33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Türschlitten in einem Kanal (35) eines Verschlussgehäuses (34) linear beweglich geführt ist, so dass die Schwenkbewegung des Türhebers (60, 60', 60") in eine lineare Bewegung des Türschlittens umgesetzt wird.
4 Türmodul (32, 33) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Seitenwände und eine Decke des Kanals (35) von Innenwänden des
Verschlussgehäuses gebildet sind, und eine entfembare Trennscheibe (35) die vierte Seitenwand des Kanals bildet, wobei die Trennscheibe (35) zwischen den
Magneten von Türschlitten (50) und Türheber (60, 60', 60") angeordnet ist. Türmodul (32, 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Türschlitten (50) frontseitiges Türplättchen (51) zum Verschliessen der Türöffnung (4) umfasst, das einen mittig angeordneten Steg (53) mit einer hinteren Rückwand (52) verbunden ist, wobei der Steg im eingebauten Zustand unterhalb einer Abgabeöffnung eines Trinkrohrs (48) angeordnet ist um als Tropfenfänger zu wirken.
Türmodul (32, 33) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (52) des Türschlittens (50) mit mindestens je einem paar oberer und untere Kufen (58) versehen ist, die zur besseren seitlichen Führung an den Kanalwänden anliegen und die Reibungsfläche mit der der Türschlitten (50) an der Trennscheibe (36) anliegt minimieren.
Türmodul (32, 33) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Kanal (35) ein Spülsystem angeordnet ist.
Türmodul (32, 33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Antrieb (18, 21 ) auf das Verschlussmittel (50) ausgeübte Kraft beim Verschliessen der Türöffnung (4) regelbar ist.
Verfahren zum Verfahren zum Betrieb eines Türmoduls zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglich gelagertes Verschlussmittel (50), von einem Antrieb (18, 21) zwischen einer Freigabeposition und einer Position zum Verschliessen der
Türöffnung (4) hin- und herbewegbar ist, wobei die Kraftübertragung vom Antrieb zum Verschlussmittel (50) zumindest an einer Stelle vollständig mittels einer lösbaren magnetischen Wirkverbindung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lösen der magnetischen Wirkverbindung vom Türmodul und/oder einem übergeordneten Steuersystem erkannt wird und die Verbindung in einem folgenden Schritt wieder hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf einer individuellen Transponderkennung der Versuchstiere die Anzahl der Schliessversuche, deren Frequenz und/oder die Kraft mit der das Verschlussmittel bei jedem Versuch nach oben bewegt wird, vom übergeordnete System individuell variierbar ist. |
KäFIGTüR
Die vorliegende Erfindung betrifft Türmodul zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Verfahren zum Betrieb eines Türmoduls zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Obwohl in den letzten 20 Jahren die Anzahl der Tierversuche in der Schweiz um 75 % abgenommen hat, sind Versuche mit Tiermodellen insbesondere in der biologsichen, medizinischen und pharmazeutischen Forschung nach wie vor unerlässlich. Durch intensive Forschung konnte gleichzeitig mit der quantitativen Reduktion eine massive Steigerung der Qualität der Versuche erreicht werden. Um die Ergebnisse von Tierversuchen aussagekräftiger zu machen wird einerseits versucht negative, nicht kontrollierbare Einflussfaktoren während der Versuche zu reduzieren oder ganz auszuschliessen und andererseits das Wohlbefinden der Tiere durch Haltungsverbesserung zu erhöhen. Um das erste Ziel zu erreichen müssen vor allem die anthropogene Einflüsse (Lärm, Erschütterungen, aber auch visuelle, olfaktorische und andere Einflüsse) als Hauptstörquelle von den Versuchstieren so weit als möglich fern gehalten werden. Gleichzeitig hat es sich als äusserst vorteilhaft erwiesen abnormes Verhalten durch artgerechte Haltung der Versuchstiere zu reduzieren.
Von der Anmelderin ist unter dem Namen Intellicage® ein System zur standardisierten Durchführung von Tierversuchen mit bis zu 16 Mäusen gleichzeitig bekannt, das den Versuchstieren die Möglichkeit gibt sich während der Versuche auf artgerechte Weise zu sozialisieren. Diese Versuchskäfige erlauben es während der Verhaltensversuche eine annähernd Menschen-freie Umgebung anzubieten und dadurch den Menschen als Störfaktor zu eliminieren. Der bekannte Intellicage®, wie er in der Figur 1 dargestellt ist, nutzt die
Transpondertechnologie zur Identifizierung und zur individuellen Behandlung jedes einzelnen Versuchstiers im Käfig. Er ermöglicht eine Vielzahl von Verhaltensversuchen, bei denen mit Nährflüssigkeiten belohnt und mit Druckluftstössen („air puffs") bestraft wird. In einem grossen Standard-Rattenkäfig 1 sind vier Lernecken 2 eingerichtet. Die Versuchstiere können mittels implantierter Transponder bei der Annäherung an die Lernecken, respektive beim Betreten dieser, eindeutig identifiziert werden. Jede Lemecke 2 ist durch eine Frontwand vom Käfiginnenraum abgetrennt und umfasst eine konventionelle Konditioniereinheit 3 mit einer linken und einer rechten verschliessbaren Türöffnung 4, 4' welche die Mäuse durch Nasenstösse oder Hebeldrücken öffnen können. Die Türöffnungen 4, 4 1 sind im Wesentlichen kreisförmig und so dimensioniert, dass jeweils nur eine Maus den Kopf durch die öffnung stecken kann und dadurch an eine Belohnung in Form einer Futterlösung gelangen kann. Die Futterlösungen sind in zwei Flaschen 5, 5' gespeichert, die mit der öffnung nach unten in die Konditioniereinheiten 3 gesteckt werden. Die Konditionierung kann durch Leuchtdioden in verschiedenen Farben, Luftstoss-Bestrafung und Sensoren wie zum Beispiel „lick-o-meters" oder Infrarot Bewegungsmeldern kontrolliert werden. In Abhängigkeit von der Komplexität des zu untersuchenden Lernverhaltens lassen sich bis zu 16 Mäuse in einem Intellicage überwacht von einem Kontrollrechner gleichzeitig untersuchen. Beim bekannten System können bis zu 8 Intellicages® von einem Rechner gesteuert werden. Das System kann über Tage oder Wochen kontinuierlich betrieben werden, wobei der Käfig üblicherweise einmal in der Woche gereinigt werden muss. Der Fortschritt des Experiments lässt sich online über geeignete Netzwerke von jedem beliebigen Arbeitsplatz aus verfolgen und überwachen. Durch das hohe Mass an „intellectual enrichment" bei den Versuchen wird nicht nur das Verhalten der Tiere positiv beeinflusst, sondern der Intellicage® führt auch zu einer signifikanten Reduktion von sich wiederholenden und langweiligen Arbeiten für Laboranten und Forscher.
Der Aufbau der bekannten Lerπecken 2 soll anhand der Figuren I b bis I d nun näher erläutert werden. In der Figur I d ist eine einzelne Lernecke 2 in einer Ansicht auf die
Frontseite einer Frontwand 6 dargestellt, wie sie von Versuchstier im Käfig gesehen wird. Die beiden Flaschen 5 mit der Belohnungsflüssigkeit sind für die Versuchstiere normalerweise nicht sichtbar, sondern vom Käfigdeckel verdeckt. In der Frontwand ist eine Einlassöffnung 7, in der eine ringförmige Transponderantenne integriert ist, durch die die Versuchstiere einzeln in eine Konditionierkammer der Lernecke 2 schlüpfen können. Die Konditionierkammer 8, die in der Figur I b von schräg unten sichtbar ist, weist einen rechtwinklig dreieckigen Crundriss auf und ist von der Frontwand 6 (in den Figuren 1 b und Ic weggelassen), einer Deckplatte 9, einem Boden 10 und zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden 1 1 , 12 definiert. Den Boden 10 bildet ein Gitterrost der an den Seitenwänden 1 1 , 12 mit den Türöffnungen 4, 4' lösbar befestigt ist. In der Deckplatte 9 sind zwei Röhren 13 zur Aufnahme von Trinkrohren der Flüssigkeitsbehälter angeordnet. Die Röhren 13 sind derart positioniert, dass die Trinkrohre bei eingesteckten Flaschen im Bereich hinter den Türöffnungen 4 münden, so dass sie für die Versuchstiere bei geöffneter Türe gut erreichbar sind. Die Türöffnungen 4 können mit einem Verschlussblech 14 automatisch geöffnet und geschlossen werden. In der Figur 1 c sind in einer Ansicht auf die Rückseite der Konditioniereinheit eine geschlossene erste Türöffnung auf der linken Seite und eine geöffnete zweite Türöffnung 4 auf der rechten Seite dargestellt. Die beiden Schliessmechanismen inklusive der Verschlussbleche 14 sind im wesentlichen Spiegelsymmetrisch aufgebaut. Die Verschlussbleche 14, 14' sind an einem Ende drehbar auf einem Achszapfen 15 gelagert und weisen am gegenüberliegenden Ende Kopfenden 16, 16, 16' mit einer kreissektorenförmigen Aussenverzahnung 17, 17' auf. Durch Schrittmotoren, die jeweils über ein Antriebsrad 18 in die Verzahnungen 17, 17' der Kopfenden 16, 16' eingreifen, lassen sich die Verschlussbleche 14, 14' zwischen einer oberen geschlossenen (linkes Verschlussblech 14) und einer unteren geöffneten Stellung (rechtes Verschlussblech 14') hin- und herbewegen. Ein Anschlagstift 19 durchsetzt ein kreissektorenförmiges Langloch 20 im Kopfbereich der Verschlussbleche und beschränkt die Drehbewegung der Verschlussbleche auf den Sektor zwischen den beiden Endpositionen. Um Raum für den Schrittmotor 21 zu schaffen sind die Verschlussbleche 14, 14' in einem
zentralen Bereich, in dem sie die Türöffnungen überdecken jeweils U-förmig nach vorne gebogen. Die beiden Verschlussbleche 14, 14' sind daher jeweils nur für eine Seite verwendbar nicht gegeneinander austauschbar.
Soll die linke Türöffnung, die in der Figur I b geschlossen dargestellt ist, geöffnet werden, so wird der Schrittmotor 21 vom übergeordneten Steuersystem angesteuert und dreht das Antriebsrad 18 im Uhrzeigersinn bis der Anschlagstift 19 am oberen Ende des Langlochs 20 zum Anliegen kommt. In dieser Stellung gibt das Verschlussblech 14 die Türöffnung vollständig frei und ein Versuchstier hat Zugang zur Belohnungsflüssigkeit. Diese Türstellung ist in der Figur I c für die rechte Türöffnung 4' in einer Ansicht von schräg unten dargestellt, in der die Mündungsöffnung 22 der Röhre 13 sichtbar ist. Nach einer vom übergeordneten Steuersystem vorgegebenen Zeit wird die Türöffnung durch Ansteuern des Schrittmotors und daraus resultierende Drehung des Antriebsrades in die umgekehrte Richtung wieder geschlossen. Beim Schliessen drückt das Verschlussblech gegen die Schnauze des Versuchstiers, um dieses dazu zu bewegen sich aus der öffnung zurückzuziehen und das Trinken einzustellen. Die Regelelektronik ist beim Intellicage® so programmiert, dass achtmal versucht wird das Verschlussblech vor die Türöffnung zu schwenken. Registriert das System beim Schwenken einen Widerstand oberhalb einer festgelegten Schwelle, so wird das Verschlussblech partiell zurückgeschwenkt und es wird ein erneuter Schliessversuch gestartet. Nach acht vergeblichen Versuchen die Türöffnung zu verschliessen wird das Verschlussblech in die geöffnete Stellung gebracht und verbleibt dort. Die Kraft die das Verschlussblech im Bereich der Türöffnung auf die Schnauze eines Versuchstieres ausübt, ist im Sinne der „animal welfare" auf 50 bis 250 g beschränkt, Auf jeden Fall muss vermieden werden, dass es zu Quetschungen der Nase oder sogar zu offenen Verletzungen kommt. Es gibt jedoch immer wieder Versuchstiere, die gelernt haben den achtmaligen Druck hinzunehmen um danach bei geöffneter Türöffnung unbegrenzt Belohnungsflüssigkeit aufnehmen. Würde das Verschlussblech nach erfolglosen Schliessversuchen in einer oberen Stellung arretiert, so könnte es gerade bei Ratten und Mäusen als Versuchstieren dazu kommen, dass das Tier
gefangen wird, indem es mit den Nagezähnen festhängt und sich nicht mehr zurückziehen kann.
Bei vielen Experimenten werden Belohnungsflüssigkeiten mit hohem Zucker- und/oder hohem Proteingehalt eingesetzt. Bei der Aufnahme der Belohnungsflüssigkeiten durch die Tiere und durch Nachtropfen kommt es häufig zu Verunreinigungen im Türbereich und im rückseitigen Bereich der Lernecke. Insbesondere die Verschmutzungen im Türbereich können zu einem Verkleben der Verschlussbleche mit den Rückseiten der Türöffnung führen. Dies bremst die Verschlussbleche oder blockiert sie völlig. Solche Fehlfunktionen führen zu einem erhöhten Reinigungs- und oder Wartungsaufwand und entsprechend höheren Kosten. Verschmutzungen von Schrittmotor und Zahnradantrieb verursachen einen noch höheren Reinigungsaufwand. Beide Arten von Verschmutzungen können die Kraftübertragung auf das Verschlussblech beeinträchtigen und verfälschen. Dies beeinflusst die standardisierten Bedingungen des Versuchsablaufs in ungewollter Weise.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Türmodul zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig gemäss Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zum Betrieb des Türmoduls zum Verschliessen einer Türöffnung in einem Versuchstierkäfig gemäss Patentanspruch 9.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgegenständlichen Vorrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
Figur 1 a einen bekannten Versuchstierkäfig der Marke Intellicage® mit vier Lernecken in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
Figur 1 b eine Ansicht auf eine Rückseite einer bekannten Konditioniereinheit einer Lernecke aus dem Käfig gemäss Figur I a 1
Figur 1 c eine Ansicht von schräg rechts unten auf eine Konditioniereinheit gemäss Figur I b,
Figur I d eine Ansicht auf eine Frontwand einer Lernecke mit rückseitig montierter Konditioniereinheit aus einem Käfig gemäss Figur I a 1
Figur 2a eine seitliche Ansicht auf eine Rückseite einer Lernecke mit Konditioniereinheit mit Sicht auf eine erste linke Verschliessvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung,
Figur 2b eine Ansicht auf eine Frontwand einer Lernecke mit rückseitig montierter Konditioniereinheit gemäss Figur 2a,
Figur 2c eine perspektivische Ansicht auf die Lernecke gemäss Figur 2a von rechts oben, mit Sicht auf eine zweite rechte Verschliessvorrichtung,
Figur 2d eine Sicht von oben auf die die Lernecke gemäss Figur 2a,
Figur 3a eine perspektivische Ansicht von rechts oben auf eine auf ein Türmodul einer linken Seite einer Konditioniereinheit gemäss Figur 2a von rechts oben, wobei eine Trennscheibe weggelassen ist um den Blick auf einen inneren Kanal freizugeben;
Figur 3b eine Ansicht auf die Rückseite des Türmoduls gemäss Figur 3a,
Figur 3c eine Ansicht auf die Rückseite des Türmoduls gemäss Figur 3a,
Figur 4a eine perspektivische Ansicht auf einen auf einen Türheber gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, wobei ein Magnet weggelassen ist um den Blick auf eine Fassung freizugeben;
Figur 4b eine seitliche Ansicht des Türhebers gemäss Figur 4a,
Figur 4c eine Ansicht von oben auf den Türheber gemäss Figur 4a,
Figur 5a eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite eines Türschlittens gemäss einer bevorzugten Ausführungsform;
Figur 5b eine Ansicht auf die Vorderseite des Türschlittens gemäss Figur 5a,
Figur 5c eine Ansicht von oben auf den Türschlitten gemäss Figur 5a,
Figur 5d eine Ansicht auf die Rückseite des Türschlittens gemäss Figur 5a, und
Figur 5e eine Seitenansicht eines Türschlittens gemäss Figur 5a
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Verbindung zwischen dem Mittel zum Verschliessen der Türöffnung und dem Antrieb entkoppelbar ausgebildet ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung eine magnetische. Diese lösbare Verbindung erlaubt es den für Verschmutzungen anfälligsten Bereich der Vorrichtung gegen den Rest der Lernecke abzuschirmen, respektive einzelne der Mittel zum Verschiiessen der Türöffnung durch ein Trennelement vollständig voneinander zu trennen aber gleichzeitig die Wirkverbindung zwischen diesen Mitteln aufrecht zu erhalten.
Es hat sich gezeigt, dass die Konstruktion mit einem freien Mittelsteg
In der Figur 2a ist eine seitliche Ansicht auf eine Rückseite einer Lernecke 30 mit einer Konditioniereinheit 31 mit Sicht auf eine erste linke Verschliessvorrichtung 25 gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau der Lernecke 30 mit Frontwand 6, Konditioniereinheit 31 und Behältern 5 mit Belohnungsflüssigkeit, unterscheidet sich nicht wesentlich von den bekannten und oben beschriebenen Lernecken 2. Anstelle der oben beschriebenen offenen Konstruktion der Schliessmechanismen an den Rückseiten der Seitenwände 1 1 , 12 umfassen die neuen Verschliessvorrichtungen 25 Türmodule 32, 33 bei denen die Verschmutzung mit Belohn ungsfüssigkeit auf einen innenliegenden vertikalen Kanal 35 in einem Verschlussgehäuse 34 beschränkt bleibt. Das Innere des Kanals 35 ist in der Figur 2a nicht einsehbar, da er von einer undurchsichtigen Trennscheibe 36 abgedeckt ist. Die Trennscheibe 36 ist von unten her beidseitig in Führungsnuten 38 in einer Rückwand 39 des Verschlussgehäuses 34 eingeschoben und an einem oberen Ende mit einem Rastmechanismus 37 in der eingeschobenen Position lösbar gehalten. Aus der Figur 3, in der die Trennscheibe 36' in einer transparenten Ausführungsform gezeigt ist, wird deutlich, dass die ein Türschlitten 50 auf- und ab-verschiebbeweglich im Kanal 35 angeordnet ist. Die Trennscheibe 36' bildet die Rückwand des im Querschnitt rechteckigen Kanals 35 wobei die drei weiteren Seitenwände von Innenwänden des Verschlussgehäuses gebildet sind, wobei
die vordere Innenwand 40 eine öffnung 41 aufweist, die annähernd deckungsgleich zur eigentlichen Türöffnung ausgestaltet ist, Der Kanal ist vorzugsweise unten offen und weist an der Oberseite eine Röhre 47 zur Aufnahme eines Trinkrohrs 48 der Flüssigkeitsbehälter 5 auf. Die Röhre ist annähernd mittig zum Kanalquerschnitt platziert, so dass das Trinkrohrende hinter der Türöffnung münden kann. In der Figur 3b befindet sich der Türschlitten 50 in einer unteren Position und gibt die öffnung 41 , respektive die Türöffnung vollständig frei. Ein seitlicher Anschlag 42 begrenzt die Verschiebbeweglichkeit des Türschlittens im Kanal nach unten. Gehalten und bewegt wird der Türschlitten 50 jedoch mit Hilfe eines Türhebers 60, der mit einem Kopfende 61 links vom Kanal an einem Antriebsrad 18 eines vollständig im Verschlussgehäuse 34 versenkten Schrittmotors angreift. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals 35 ist in annähernd gleicher Höhe ein Achszapfen 43 angeordnet, auf den der Türheber mit einem Fussende 62 drehbeweglich aufgesteckt ist. Eine Abschlussscheibe 44 am Achszapfen 43 verhindert, fixiert den Türheber 60 in axialer Richtung am Achszapfen 43. Kopf- und Fussende werden durch einen flachen Arm 64 miteinander verbunden, der annähernd in der Mitte beidseitig mit Fassungen 65, 65' für Magnete 66, 66' versehen ist. Das Kopfende 61 des Türhebers 60 ist wiederum mit einer kreissektorenförmigen Aussenverzahnung 67 versehen, die am Antriebsrad 18 angreift. Durch Drehung des Antriebsrads 18 im Uhrzeigersinn wird der Türheber nach unten geschwenkt, solange bis der Arm 64 mit einer unteren Kante am Anschlagstift 45 anschlägt, wie es in den Figuren 3a und 3b gezeigt ist. Wird das Antriebsrad 18 vom Schrittmotor im Uhrzeiger gedreht, dann schwenkt der Arm nach oben. Da der Türschlitten 50 an einer Rückseite mit einem gegensinnig gepolten Magneten versehen ist, wird er bei der linearen Aufwärtsbewegung des Türhebers 60 durch die Anziehungskraft der Magnete mitgezogen. Die Magnete sind stark genug, dass die Wirkverbindung durch die Trennscheibe hindurch erst bei einer Kraft von 50 bis 250 Gramm abreisst. Das Eigengewicht des Türschlittens fällt daher kaum ins Gewicht. Die magnetische Wirkverbindung zwischen Türheber 60 und Türschlitten 50 ist nicht starr, sondern bewirkt beim Auftreffen des Türschlittens auf ein Hindernis, zum Beispiel auf die Nase eines Versuchstieres, ein Abfedern. Dies stellt im Sinne
I C
der Tiergesundheit sicher, dass die Kraft, die beim Schliessen der Türöffnung ausgeübt wird eine obere Grenze nicht überschreiten kann. Im Extremfall wird die Verbindung gelöst, der Tragarm schwenkt nach oben und der Türschlitten 50 fällt auf die untere Position auf den Anschlag 42 zurück. Mittels einer Positionskontrolle des Türschlittens, auf die im Weiteren noch näher eingegangen wird, kann das System feststellen ob sich der Schlitten 50 tatsächlich in einer oberen Verschliessposition befindet, wenn der Tragarm in eine korrespondierenden oberen Position ist, wobei die Stellung des Tragarms 60 über die Stellung des Schrittmotors ermittelt wird. Wird festgestellt, dass der Schlitten verloren gegangen ist, so Schwenkt die Steuerung den Tragarm wieder nach unten um den Schlitten wieder einzufangen, das heisst um die magnetische Wirkverbindung wieder herzustellen.
Aus der Figur 4 geht hervor, dass die kreissektorenförmige Aussenverzahnung 67 am Kopfende 61 auf einem Kreis angeordnet ist, der seinen Mittelpunkt M am Fussende des Türhebers im Drehpunkt M genau zwischen den Zungen 63 hat. Die Zungen 63 umschliessen im zusammengebauten Zustand den Achszapfen 43, wobei die Verbindung problemlos von Hand und ohne Werkzeuge gelöst werden kann. Da auch die Trennscheibe 33 zur Entnahme des Türschlittens 50 aus dem Kanal 35 einfach von Hand entfernt werden kann, ist die Demontage zu Reinigungs- oder Wartungszwecken schnell, einfach und ohne Werkzeug jederzeit möglich.
Aus der Figur 4c wird deutlich, dass der Türheber gemäss einer bevorzugten Ausführungsform symmetrisch zur Ebene S aufgebaut ist. Werden beide Fassungen 65, 65' mit Magneten 66, 66' versehen, so lässt sich der Türheber beidseitig, das heisst sowohl in linken, wie auch in rechten Türmodulen 31 , 32 einsetzen. In den Figuren 2a und 2c sind einseitige linke und rechte Türhalter 60' und 60" gemäss einer weiterer Ausführungsformen gezeigt, die nur an ihren jeweiligen Innenseiten der Arme, die der Trennscheibe und damit dem Türschlitten zugewandt sind, mit Magneten versehen sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nicht in den Figuren dargestellt ist, sind die Magnete nicht fest am Arm des Türhebers befestigt, sondern sie sind drehbar gelagert, und können sich dadurch während der Schwenkbewegung zu jedem Zeitpunkt optimal auf den Cegenmagnet im Türschlitten ausrichten.
Die Magnete von Türheber und Türschlitten sind vorzugsweise so weit in ihren jeweiligen Fassungen versenkt, dass nur das Kunststoffmaterial der Randwulste der Fassungen an der Trennscheibe anliegt und bei Bewegung an Ihr reibt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Trennscheibe nicht verkratzt wird und die Sicht von Aussen auf die Türöffnung möglichst lange ungetrübt erhalten bleibt. Alternativ kann der Magnet auch beschichtet oder sogar ganz eingespritzt werden um unnötige Reibung zu vermeiden. Die Reibung kann bei geeigneter Materialwahl noch weiter verringert werden. So werden Türheber und Schlitten vorzugsweise aus dem hochwertigen Kunststoffmaterial POM (Polyoxymethylen) hergestellt, das teflonartige Eigenschaften aufweist. Grundsätzlich gilt, dass für alle Bestandteile, die mit den Belohnungsflüssigkeiten und/ oder den Tieren in Kontakt kommen, solche Materialien bevorzugt eingesetzt werden, die hygienisch und leicht zu reinigen sind.
In der Figur 5 ist ein Türschlitten 50 gemäss einer bevorzugten Ausführungsform in verschiedenen Ansichten dargestellt. Ein frontseitiges Türplättchen 51 ist über einen mittig angeordneten Steg 53 mit einer hinteren Rückwand 52 verbunden. Im eingebauten Zustand ist der Türschlitten 50 mit wenig Spiel im Kanal 35 geführt, Das Türplättchen trägt seitliche Führungsrippen 56, 57, die ebenso wie je ein paar obere und untere Kufen 58 der Rückwand 52 zur besseren Führung im Kanal beitragen. Die Kufen 58 minimieren die Reibungsfläche mit der der Türschlitten 50 an der Trennscheibe 36 anliegt und stabilisieren ihn seitlich gegen die Kanalinnenwände. Die Höhe der Rückwand beträgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel mehr als das 1.5 fache der Kanalbreite. Die Rückwand 52 ist damit wesentlich höher als das Türblättchen 51. Die Kufen 58 sind in den seitlichen Eckbereichen der Rückwand angeordnet um die Grosse der Rückwand voll auszunützen und ein seitliches
Verkanten oder ein Verklemmen des Schlittens 50 im Kanal 35 zu verhindern. Die Kufen 58, die sich von der Rückwand 52 zu den Seiten und nach hinten in Richtung zur Trennscheibe erstrecken, sind höher als die Fassung 55 für den annähernd im Zentrum der Rückwand 53 angeordneten Haltemagnet 46. Dies verhindert wiederum, dass der Magnet 46 an der Trennscheibe 36 reibt.
In der Sicht gemäss der Figur 5c von oben auf den Türschlitten 50 ist zu erkennen, dass in den seitliche Führungsrippen 56, 57 jeweils ein Positionsmagnet 54 in Form eines Magnetstiftes eingelassen ist. Befindet sich der Türschlitten in einer oberen Position im Kanal, so liegen die Positionsmagnete 54 direkt unterhalb von zwei Sensoren, die in oder oberhalb der Deckwand des Kanals angeordnet sind, und signalisieren berührungsfrei dass die Türöffnung vollständig geschlossen ist. Fehlt dieses Signal obwohl der Türheber sich in der oberen Position befindet, so erkennt das System, dass sich die magnetische Verbindung Türheber 60 und Türschlitten 50 gelöst hat und die Türöffnung offen steht. In diesem Fall wird der Arm in die untere Position geschwenkt und der Schlitten, wie vorgängig bereits beschrieben, wieder an den Arm gekoppelt.
In der Figur 3c ist angedeutet, dass der Steg 53 ist so zwischen Türplättchen 51 und Rückwand 53 angeordnet, dass er bei eingebautem Türschlitten 50 im Kanal unter der Röhre 47, respektive unter dem Trinkrohr des Flüssigkeitsbehälters zu liegen kommt. Kommt es zum Beispiel bei geschlossener Türöffnung zum Nachtropfen der Belohnungsflüssigkeit, so fallen die Tropfen auf den Steg 53, der als Tropfenfänger wirkt. Die Flüssigkeitstropfen laufen am Steg entlang und tropfen im Bereich einer unteren Tropfkante 59 kontrolliert vom Türschlitten ab, ohne die Kanalinnenwände oder die Trennscheibe zu verschmutzen. Das schwer benetzbare POM Material des Türschlittens 50 bedingt, dass sich sogar klebrige Flüssigkeiten kaum festsetzen können, sondern abperlen und auf den Boden der Lernecke tropfen, wo sie bei der regelmässigen Reinigung entfernt werden oder in einem Auffanggefäss gesammelt werden.
Der Steg 53 erstreckt sich nicht über die volle Höhe von Türplättchen 51 und Rückwand 53. Der obere Bereich ist ausgespart, um - wie in der Figur 5e angedeutet - in der oberen Verschliessstellung Platz für einen strichliniert dargestellten Trinkhalm 48 zu bieten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der efindungsgemässen Vorrichtung ist der Kanal mit einer Spülvorrichtung versehen, die vorzugsweise bei geschlossener Türöffnung durch eine oder mehrere Düsen in der Kanaldecke eine Reinigungslösung einsprüht um Verschmutzungen zu lösen und abzuspülen. Bei den Ausführungsformen mit automatischer Spülung, die in den Figuren nicht dargestellt sind, ist am Boden der Lernecke vorzugsweise eine Drainage oder ein Ablauf für die Spülflüssigkeit angeordnet.
Um den steigenden Ansprüchen an „Animal Health" und „Animal Weifare" auch in Zukunft gerecht werden zu können ist neben den bereits beschriebenen Sicherungsmassnahmen, dass die Versuchstiere unversehrt bleiben, in weiteren vorteilhaften Ausführungsformen eine Kraftregelung am Schrittmotor vorgesehen, so dass die Schliesskraft in Abhängigkeit von einer Reihe von wählbaren Parametern bis zur Maximalkraft variiert werden kann.
Die individuelle Transponderkennung der Tiere erlaubt es dem System abhängig vom Typ des Tieres (Geschlecht, Alter etc.) oder indivduell auf das Einzeltier abgestimmt die Kraft des Schliessmechanismus zu regeln. Es wird also nicht nur zur Belohnung die Türöffnung freigegeben, nachdem das durch seinen Transponder eindeutig identifizierte Tier seine dynamisch zugeordnete Lernaufgabe erfüllt hat, sondern es ist möglich nach Aufnahme einer bestimmten Menge der Belohnungsflüssigkeit die Türe mit einer individuell angepassten Kraft oder nach einem individuell angepassten Ablauf geschlossen. Die einzelnen Leckbewegungen des Tieres ("Licks") an der Abgabeöffnung der Belohnflüssigkeit werden von der Elektronik vorzugsweise nicht kontinuierlich sondern in Paketen (d.h. nach 10 oder 50 Licks) erfasst und an das übergeordnete System übermittelt. Das übergeordnete System kann dann aufgrund des aufgenommenen Flüssigkeitsvolumens das Signal zum
Schliessen an den Schrittmotor übermitteln. Die Anzahl der Schliessversuche, deren Frequenz, sowie die Kraft mit der der Schlitten bei jedem Versuch nach oben bewegt wird, kann vom übergeordneten System nach Bedarf individuell variiert werden.
Durch die magnetische Wirkverbindung zwischen Türheber und Türschlitten wird der Schlag beim Auftreffen auf ein Hindernis (in der Regel die Nase des Versuchstieres) federelastisch gedämpft. Die Systemsteuerung stellt gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sicher, dass in einem solchen Fall die Schliessbewegung gestoppt wird, der Türheber ein Stück zurückschwenkt und ein neuer Schliessversuch unternommen wird. Stellt das System fest, dass die Türöffnung nicht ordentlich geschlossen wurde, so wird nach verschiedenen Strategien versucht, die Türe zu schliessen, immer unter Berücksichtigung dass das Tier nicht verletzt oder gefangen wird.
Die Türöffnung zudem kann aus folgenden Gründen abhängig vom individuellen Lernprogramm des Tieres geschlossen werden:
i) das Versuchstier zieht sich vor Aufnahme des zugewiesenen Flüssigkeitsvolumens zurück und Türe schliesst damit kein anderes Tier die offene Türe vorfindet.
ii) dem Versuchstier wird die Zeit limitiert, welche für das Aufnehmen der Belohnung zur Verfügung steht; nach Ablauf der für das Tier individuell zur Verfügung stehenden Zeit wird die Türe geschlossen.
Das neue Verfahren erlaubt es beim Schliessen der Türöffnung sicherzustellen, dass diese vollständig geschlossen wird und dass die Versuchstiere nicht verletzt und nicht gefangen werden.
Liste der Bezugszahlen
1 Versuchskäfig
2 Lernecke
3 Konditioniereinheit
4 Türöffnung
5 Behälter
6 Frontwand
7 Einlassöffnung
8 Konditionierkammer
9 Deckplatte
10 Boden
11 Seitenwand
12 Seitenwand
13 Röhre
14 Verschlussblech
15 Achszapfen
16 Kopfende
17 Aussenverzahnung
18 Antriebsrad
19 Anschlagstift
20 Langloch
21 Schrittmotor
25 Verschliessvorrichtungen
30 Lernecke
31 Konditioniereinheit
32 linkes Türmodul
33 rechtes Türmodul
34 Verschlussgehäuse
35 Kanal
36 Trennscheibe
37 Rastmechanismus
38 Führungsnuten
39 Rückwand
40 vordere Innenwand
41 öffnung
42 Anschlag
43 Achszapfen
44 Abschlussscheibe
45 Anschlagstift
46 Haltemagnet
47 Röhre
48 Trinkrohr
50 Türschlitten
51 Türblatt
52 Rückwand
53 Steg
54 Positionsmagnete
55 Magnetfassung
56 seitliche Führungsrippe
57 seitliche Führungsrippe
58 Kufe
59 Abtropf kante
60 Türheber
61 Kopfende
62 Fussende
63 Federzungen
64 Arm
65, 65' Magnetfassung
66, 66' Magnet
Next Patent: DEVICE FOR ACCOMMODATING A GEL OR A GRANULATED MATERIAL IN URINALS