[0001] In einem Abzweig einer Transportbahn für Laborproben in einem

analytischen Labor angeordnete Weiche

Technisches Gebiet

[0002] Zur Bewältigung des Materialflusses in größeren analytischen

Laboratorien haben seit einigen Jahren Fördersysteme Einzug gehalten. Diese Systeme sind in der Lage, große Mengen an

Untersuchungsmaterial individuell in unterschiedlicher Reihenfolge an verschiedenste Ziele zu lenken. Hierzu werden im Fördersystem Weichen benötigt, die einzelne Proben aus dem Materialstrom heraus sortieren und in Abzweige bzw. auf andere Förderbahnen steuern.

Stand der Technik

[0003] Entsprechend dem Stand der Technik werden dazu Schiebeweichen

verwendet, die einen Materialträger seitlich von einer Förderbahn auf eine andere verschieben. Dies ist z.B. in der DE 44 34 714 A1 gezeigt (vgl. dort Fig. 1 , Bezugsziffer 28).

[0004] Eine andere Lösung ist in der DE 43 29 078 A1 beschrieben. Dort ist eine Scheibe vorgesehen, die an ihrem äußeren Umfang Ausnehmungen aufweist, in die runde Materialträger hineinfahren. Die Scheibe befördert anschließend den Materialträger durch Drehen über eine bestimmte Förderbahn, die den Materialträger weitertransportiert (Offenlegungsschrift DE 43 29 078 A1 ).

[0005] Die Schiebeweiche hat den Nachteil, dass der Schieber bei der

Aussonderung eines Materialträgers die Förderbahn für nachfolgende Materialträger blockiert und Zeit benötigt, um sich wieder zurückzuziehen. Außerdem erfährt das Material eine Bremsbeschleunigung in

Fahrtrichtung, eine seitliche Beschleunigung und Bremsung und

anschließend eine Beschleunigung in der neuen Fahrtrichtung. Die

Lösung durch eine Scheibe ist Raum fordernd, da die Scheibe über mehrere Förderbahnen hinweg reichen muss. Nicht auszusteuernde Materialträger können nicht ungehindert durch sie hindurch fahren, sondern müssen immer aktiv umgesetzt werden. Dadurch ist die

Verarbeitung der Materialträger in der Weiche zeitaufwendig, und es wird jeder Materialträger gestoppt, erfährt eine Drehbeschleunigung und anschließend eine Beschleunigung in der neuen Fahrtrichtung.

Darstellung der Erfindung

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Materialstronn aus auf Probenhaltern angeordneten Laborproben in einem Weichenbereich möglichst zügig aufzuteilen. Darüber hinaus ist es das Ziel, eine

Weichenmechanik zu schaffen, die möglichst wenig Raum beansprucht, um die Flexibilität des Fördersystems zu erhöhen und den Platzbedarf zu verringern.

[0007] Dabei sollen bevorzugt auch unnötige Beschleunigungen der Laborproben vermieden werden, die zu einer unerwünschten Vermischung des

Probeninhaltes, beispielsweise bei zentrifugierten Blutproben, führen können. Auszusteuernde Laborproben sollen bevorzugt ebenso mit minimal möglichen Beschleunigungen aus dem Probenstrom

herausgegriffen und auf eine andere Förderstrecke gesteuert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Weiche mit den

Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Weiche, die insbesondere die oben als bevorzugt zu lösenden Aufgabenaspekte und auch andere Aufgaben lösen, sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

[0009] Gemäß der Erfindung ist dem Abzweig als Steuerelement der Weiche ein wenigstens einen Magneten tragender, zur Rotation antreibbarer

Stellkörper angeordnet. Dabei erfolgt diese Anordnung solchermaßen, dass bei einer Rotation des Stellkörpers der Magnet einen magnetischen Abschnitt des Probenhalters erfasst und der Probenhalter so in den Abzweig überführt wird. Der Halteabschnitt des Probenhalters kann entweder selbst ein Magnet sein, ist jedoch bevorzugt aus einem ferromagnetischen Material (z.B. einem Eisenblech). Dabei ist entweder die Kraft des Magneten auf den Halteabschnitt so bemessen, dass ein gefahrloses Abstreifen des Halteabschnittes von dem Magneten nach vollendeter Überführung in den Abzweig erfolgen kann, oder der Magnet an dem Stellkörper ist selbst abschaltbar gestaltet, insbesondere in Form eines Elektromagneten (vgl. Anspruch 5).

[0010] Die erfindungsgemäße Weiche kann - und ist dies in der Regel - insbesondere außerhalb des eigentlichen Bewegungspfades des

Probenhalters angeordnet sein, so dass er den Weitertransport

nachfolgender Probenhalter nicht behindert, mithin eine zügige

„Beschattung" der Weiche erlaubt, ohne wie im Stand der Technik als „Nadelöhr" für nachfolgende Probenhalter zu wirken. Grundsätzlich ist es möglich, eine„Passivweiche" zu bilden, indem der Stellkörper nicht über einen eigenen Antrieb aktiv angetrieben rotiert, sondern mit angetrieben wird über eine mit dem Vortriebsmittel der Förderstrecke, z.B. einem Transportriemen, bestehenden Kopplung und so permanent mitdreht. Dies kann z.B. über eine reibschlüssige Ankopplung an den Förderriemen geschehen. In einem solchen Fall ist der Stellkörper in einem„NormalfaH", in dem der Probenhalter auf der Hauptstrecke weiter geführt werden soll, z.B. durch eine absenkbare Trennwand von der Förderstrecke abgetrennt, er wird nur dann freigegeben, wenn eine Überführung des nahenden Probenhalters in den Abzweig erfolgen soll. Dann kann z.B. die

beschriebene absenkbare Trennwand abgesenkt werden.

[001 1] Bevorzugt ist die Weiche allerdings so ausgebildet, dass der Stellkörper über einen eigenen Antrieb aktiv angetrieben wird, um eine„Aktivweiche" auszubilden, mit der durch den aktiven Antrieb der Probenhalter in den Abzweig gefahren wird.

[0012] Dabei ist die Bauweise der erfindungsgemäßen Weiche besonders

kompakt. Denn da der der Stellkörper ein Stellrad mit wenigstens einem an seinem Umfang angeordneten Magneten ist, kann dieses Stellrad entsprechend klein dimensioniert neben der Transportbahn angeordnet sein und mit einem Umfangsabschnitt in einem Bereich, in dem die seitliche Führungswand der Transportbahn fortgelassen ist, eine

Verlängerung dieses Führungsabschnittes bilden. Dort wird der Magnet aktiviert bzw. gezielt positioniert, um den Halteabschnitt des Probenhalters zu erfassen, wenn dieser in den Abzweig überführt werden soll. Soll der Probenhalter auf dem Abzweig der Transportbahn weiter transportiert und nicht in den Abzweig überführt werden, so kann das Stellrad in einem entsprechenden Winkel positioniert werden, in dem kein Magnet in

Richtung des alten Abschnittes eines vorbeifahrenden Probenhalters weist. In dieser Stellung beeinflusst das Stellrad die Fahrtrichtung des Probenhalters nicht, dient vielmehr als Verlängerung der seitlichen

Führung.

[0013] Alternativ oder zusätzlich kann eine bewegliche, beispielsweise

absenkbare Trennwand vorgesehen sein, die zwischen Stellrad und Transportbahn gefahren werden kann. Diese kann eine Verlängerung der Führungswand bilden. Dabei kann die bewegliche Trennwand allein zwischen Stellrad und Transportbahn angeordnet und den (magnetischen) Kontakt zwischen Stellrad und Halteabschnitt verhindern oder auch die gesamte Abzweigung verschließen. Durch eine solche Trennwand ist es beispielsweise möglich, eine Vielzahl von Magneten auf dem Umfang des Stellrades vorzusehen, was eine höhere Taktzahl der Weiche ermöglicht, ohne ein ungewolltes Verbringen in die Abzweigung zu riskieren oder das Stellrad vor Eintreffen der nächsten, nicht umzulenkenden Probe, so zu drehen, dass kein Magnet mit dem folgenden Probeabschnitt

wechselwirkt. Auch können dann über den gesamten Umfang des

Stellrades Magneten angeordnet sein. Dabei kann es sich auch um

Permanentmagneten handeln.

[0014] Mit Vorteil weist die Weiche eine Steuerung auf, mittels derer der

Stellkörper aktiviert und angetrieben werden kann. Diese Steuerung kann mit einem Sensor zur Positionserkennung eines in den Bereich der Weiche einfahrenden Probenhalters verbunden sein, wie er gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein kann. Ein Sensor zur Positionserkennung erlaubt durch ein frühzeitiges und genaues Erkennen der Position eines heranfahrenden Probenhalters eine exakte Abstimmung der Weiche und Positionierung des Stellkörpers zum optimalen Erfassen des

Halteabschnittes des Probenhalters (vgl. Anspruch 9). Der Sensor zur Positionserkennung kann beispielsweise eine Lichtschranke, einen Nährungsinitiator, oder einen Hallsensor enthalten, aber auch mit allen anderen denkbaren Sensorelementen zur Positionserfassung ausgestattet sein. [0015] Für die geforderte weitgehende Automatisierung des Transportsystems bzw. der Transportbahn ist es von Vorteil, wenn im Bereich der Weiche eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die mit der Steuerung verbunden und zur Erkennung von auf den Probenhaltern angebrachten, diese individualisierenden Kennungen eingerichtet ist. So kann bei einer Näherung eines Probenhalters an die Weiche der Probenhalter erkannt und es kann entschieden werden, ob die auf diesem angeordnete

Laborprobe in den Abzweig zu überführen ist oder aber den weiteren Weg entlang der Hauptrichtung der Transportbahn geführt werden soll.

[0016] Für die gemäß einem Unteraspekt der Aufgabe der Erfindung

anzustrebende, schonende Behandlung der Proben im Bereich der Weiche, ist es von Vorteil, wenn der Antrieb des Stellkörpers so eingerichtet ist, dass beim Erfassen eines Probenhalters durch den Magneten die Rotationsgeschwindigkeit des Stellkörpers einer

Fließgeschwindigkeit in der Transportbahn entspricht, genauer eine Bahngeschwindigkeit des rotierenden Magnet der Fließgeschwindigkeit entspricht. Durch diese Maßnahme werden bei den Weichensystemen gemäß dem Stand der Technik auftretenden Querbeschleunigungen bzw. das abrupte Bremsen und Beschleunigen der Proben verhindert. Eine weitere Verbesserung der schonenden Behandlung der Proben ergibt sich, wenn der Antrieb des Stellkörpers wie in Anspruch 10 angegeben eingerichtet ist. Demgemäß wird der Stellkörper der Weiche in seiner Rotationsgeschwindigkeit entsprechend gleichmäßig verringert, um eine abrupte Abbremsung beim Abstreifen des Halteabschnittes von dem Magneten so verhindert und auch hier einen möglichst gleitenden

Übergang der Bewegungen zu schaffen.

[0017] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figur. Es zeigt:

[0018] Fig. 1 einen Ausschnitt eines Transport- bzw. Fördersystems für

Laborproben mit einer erfindungsgemäßen Weiche in dreidimensionaler Ansicht von oben;

[0019] Fig. 2 einen Ausschnitt eines Transport- bzw. Fördersystems für Laborproben mit einer erfindungsgemäßen Weiche mit beweglicher Trennwand in dreidimensionaler Ansicht von schräg oben; und

[0020] Fig. 3 einen Ausschnitt eines Transport- bzw. Fördersystems für

Laborproben mit einer erfindungsgemäßen Weiche mit beweglicher Trennwand in dreidimensionaler Ansicht von schräg oben.

Weg(e) zur Ausführung der Erfindung

[0021] In Fig. 1 , die, wie alle Figuren, eine schematische und keinesfalls

maßstabsgerechte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Weiche zeigt, sind zwei nebeneinander angeordnete Förderstrecken mit 1 bezeichnet. Die in der Figur in Transportrichtung links bzw. in der Darstellung oberhalb angeordnete Förderstrecke 1 ist dabei die Haupttransportrichtung, die in Transportrichtung rechts dargestellte, in der Figur untere Strecke 1 stellt einen Abzweig dar.

[0022] In den Förderstrecken 1 laufen seitlich an Seitenwänden angeordnete

Förderriemen 2 um, die angetrieben sind und auf denen Probenhalter 6, 7, 8 aufsitzen und transportiert werden, in denen wiederum Probengefäße 3 mit Laborproben gehalten sind. Beispiele für solche Laborproben können sein Urinproben, Blutproben, aber auch feste Proben oder in Flüssigkeit aufgelöste Proben zur labortechnischen Analyse. Die Probenhalter 6, 7, 8 haben einen im Wesentlichen quadratischen Grundkörper mit

abgerundeten Ecken. An allen vier seitlichen Längsseiten der

Probenhalter sind mittig Eisenbleche angeordnet, die einen magnetischen Halteabschnitt bilden.

[0023] In der Weiche befindet sich ferner ein Stellkörper in Form eines Stellrades 4, das entlang seines Umfanges gleichwinklig verteilt (in einem

Winkelabstand von 120°) insgesamt drei Magnete 5 aufweist. Das Stellrad 4 ist um eine mittelsenkrechte Achse rotierbar angeordnet, wobei ein motorischer Antrieb 9 zum direkten Antreiben des Rades 4 vorgesehen ist.

[0024] In der in Fig. 1 gezeigten Situation befindet sich ein Probenhalter 6 im

Bereich der Weiche, wobei das Stellrad in eine Winkelposition gedreht worden ist, in welcher einer der Magneten 5 an einem diesem

gegenüberliegenden Halteabschnitt des Probenhalters 6 angreift. Der Antrieb 9 bewegt nun das Rad 4 synchronisiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der Geschwindigkeit der Förderriemen 2 entspricht und zieht so den Probenhalter 6 mitsamt dem darauf

angeordneten Probengefäß 3 entlang der Richtung des Pfeils 10 durch die Öffnung in der seitlichen Führung in den Abzweig, also die in

Förderrichtung rechts gelegene, in der Figur unten dargestellte

Förderstrecke 1. In dieser Förderstrecke befindet sich bereits ein zuvor aussortierter Probenhalter 7. In dem Abzweig laufen die Förderriemen 2 in der neuen Förderrichtung und besorgen so den Abtransport des

Probenhalters 7 sowie des Probenhalters 6, nach dem dieser in den Abzweig überführt worden ist.

[0025] Durch weitere Rotation des Stellrades 4, wenn der Probenhalter 6 gegen die untere Seitenwand des Abzweiges stößt, wird der Magnet 5 von dem Halteabschnitt an dem Probenhalter 6 gelöst, so dass der Übergang in die Abtransportbewegung gesteuert durch die umlaufenden Förderriemen 2 in dem Abzweig erfolgen kann. Während des Überführens des Probenhalters 6 in den Abzweig wird die Rotationsgeschwindigkeit des Stellrades 4 verringert, um Querbeschleunigungen bei der Überführung des

Probenhalters 6 zum Abtransport in den Abzweig zu minimieren. Im Anschluss wird das Stellrad 4 erneut positioniert, um einen nachfolgenden weiteren Probenhalter 8 in den Abzweig zu überführen (Magnet 5 in Richtung des Halteabschnittes des vorbeifahrenden Probenhalters ausgerichtet) oder um den nachfolgenden Probenhalter 8 in der

Haupttransportrichtung weiterfahren zu lassen (Position des Stellrades 4 so, dass kein Magnet in Richtung des Halteabschnittes des Probenhalters 8 weist.

[0026] Nicht näher gezeigt ist eine in der Weiche angeordnete Sensoreinheit, die stromauf der Weiche im Bereich des Probenhalters 8 gelegen ist und einmal einer Positionserkennung eines sich nähernden Probenhalters 8, zum anderen einer Auswertung zur Erkennung der individualisierenden Kennung des Probenhalters 8 dient. Diese Einheit ist mit einer ebenfalls nicht gezeigten Steuerung verbunden, die wiederum den motorischen Antrieb 9 des Stellrades 4 ansteuert, um dieses Stellrad 4 entsprechend zu positionieren und in seinem Lauf mit der Antriebsgeschwindigkeit der Förderriemen 2 in der in der Figur oben dargestellten Förderstrecke 1 zu synchronisieren, um so ein sicheres Erfassen und Überführen eines Probenhalters in den Abzweig zu gewährleisten.

[0027] Die individualisierte Erkennung des Probenhalters kann in bekannter

Weise z.B. mit Barcodes, durch Datamatrixcodes oder mittels

Radiofrequenz-Identifikation (RF-ID) erfolgen. Die Steuerung kann insbesondere in Form eines Mikrocomputers gebildet sein.

[0028] Die Figuren 2 und 3 zeigen eine alternative Ausführungsform. In Fig. 2 ist ein Probenhalter beim Eintritt in die Weiche gezeigt, während Fig. 3 ihn innerhalb der Weiche zeigt.

[0029] In Fig. 2 sowie in Fig. 3 sind je zwei nebeneinander angeordnete

Förderstrecken mit 1 bezeichnet. Die Transportrichtung verläuft dabei von oben links nach unten rechts in den Abbildungen. Die in den Figuren in Transportrichtung links bzw. in der Darstellung rechts angeordnete Förderstrecke 1 ist dabei die Haupttransportrichtung, die in

Transportrichtung rechte, in der Figur links dargestellte Strecke 1 , stellt einen Abzweig dar. Der Abzweig beginnt dabei am unteren Ende der Abbildungen.

[0030] Die Förderstrecken 1 werden seitlich durch Führungswände, an deren seitlichen Führungsflächen Probenhalter 7 geführt werden, begrenzt. Zu erkennen sind jeweils eine linke äußere und eine rechte äußere sowie eine mittlere Führungswand. Die äußeren Führungswände weisen nach innen zeigend jeweils eine Führungsfläche auf. Die mittlere Führungswand weist seitlich zwei Führungsflächen auf. Im Bereich der Abzweigung der Weiche ist die mittlere Führungswand unterbrochen, so dass ein Wechsel zwischen den Förderstrecken 1 , von der Hauptförderstrecke in den Abzweig, möglich ist.

[0031] In den Förderstrecken 1 laufen seitlich an Seitenwänden, also am Fuße der Führungswände, angeordnete Förderriemen 2 um, die angetrieben sind und auf denen der Probenhalter 7 aufsitzt und transportiert wird.

[0032] In der Weiche befindet sich im Bereich der unterbrochenen Führungswand ein Stellrad 4, das entlang seines Umfanges gleichwinklig verteilt (in einem Winkelabstand von 60°) insgesamt sechs Magnete 5 aufweist. Das Stellrad 4 ist um eine mittelsenkrechte Achse rotierbar angeordnet, wobei ein motorischer Antrieb zum direkten Antreiben des Stellrades 4

vorgesehen ist. Es ist so angeordnet, dass eine Tangente an seinem Umfang eine Verlängerung der der Hauptförderstrecke (in der Abbildung rechte Förderstrecke 1 ) zugewandten Führungsfläche der mittleren Führungswand bildet.

[0033] Des Weiteren zu erkennen ist eine bewegliche Trennwand 13, die durch einen Aktuator 12 senkrecht zur Förderrichtung von oben nach unten bewegt werden kann. Sie weist eine Führungsfläche 1 1 auf. Ist die bewegliche Trennwand 13, wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt, durch den Aktuator 12 nach oben bewegt worden, so bildet die Führungsfläche 1 1 eine Verlängerung der der Hauptförderstrecke (in der Abbildung rechte Förderstrecke 1) zugewandten Führungsfläche der mittleren

Führungswand.

[0034] Selbst wenn dass Stellrad 4 so gedreht ist, dass ein Magnet 5 des

Stellrads 4 zum Probenhalter 7 weist, kann der Probenhalter 7 in dieser Stellung der beweglichen Trennwand 13 nicht in die Abzweigung überführt werden, da er durch die Führungsfläche 1 1 beziehungsweise die bewegliche Trennwand 13 beim Transport in Richtung der Förderrichtung wieder vom Magneten 5 beziehungsweise vom Stellrad 4 getrennt wird. Dies ist in Fig. 3 zu erkennen.

[0035] In Fig. 3 wird der Probenhalter 7 durch die Führungsfläche 1 1 der

beweglichen Trennwand 13 geführt und beim Weitertransport vom Stellrad 4 abgestreift. Somit verbleibt er in der Hauptförderrichtung.

[0036] Wird die bewegliche Trennwand 13 durch den Aktuator nach unten

bewegt, so dass sie nicht mehr in Kontakt mit Probenhaltern 7 tritt, können Probenhalter 7 durch dass Stellrad 4 beziehungsweise einen dessen Magnete 5 erfasst und durch Drehung des Stellrads 4 in den Abzweig überführt werden. Durch den Einsatz einer solchen beweglichen

Trennwand kann ein Schalten in den Abzweig auf einfache Weise verhindert werden. Dies eröffnet eine größere Flexibilität bezüglich der Ansteuerung des Stellrads und dadurch eine höhere Schaltleistung.

[0037] Die hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind nicht beschränkend, sondern dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung, die in den nachfolgenden

Ansprüchen in ihrer Allgemeinheit bestimmt ist.

[0038] Bezugszeichenliste

[0039] 1 Förderstrecke

[0040] 2 Förderriemen

[0041] 3 Probengefäß

[0042] 4 Stellrad

[0043] 5 Magnet

[0044] 6 Probenhalter

[0045] 7 Probenhalter

[0046] 8 Probenhalter

[0047] 9 motorischer Antrieb

[0048] 10 Pfeil

[0049] 1 1 Führungsfläche

[0050] 12 Aktuator

[0051] 13 bewegliche Trennwand