Die Erfindung betrifft eine Probenzuführungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ferner ein Probenzuführungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

In der modernen Materialanalytik werden zu untersuchende Proben üblicherweise mittels verschiedener Analysegeräte einer Untersuchung auf ihre Zusammensetzung hin unterzogen. Es stehen hierzu unterschiedlichste Arten von Analysegeräten zur Verfügung, von denen in einer Laborumgebung häufig mehrere verschiedene Varianten vorgesehen sind. Analysen können auf diese Weise schnell, kostengünstig und reproduzierbar durchgeführt werden. Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Arbeitsweise, insbesondere im Bereich kommerziell arbeitender Labore, sind dabei hohe Durchsatzraten und ein möglichst geringer zeitlicher und kostenmäßiger Aufwand wünschenswert. Aus diesem Grund kommt einem möglichst hohen Automatisierungsgrad im Zusammenhang mit der Durchführung von Materialanalysen eine zunehmend hohe Bedeutung zu. Dies betrifft neben der Durchführung der eigentlichen Analyse auch insbesondere den Bereich der Probenhandhabung, d. h. die Vorbereitung der Proben, die laborinterne Logistik und die Zuführung einzelner Proben zu den entsprechenden Analysegeräten.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze bekannt, wie die Bereitstellung von Proben für Analysen möglichst schnell und für Bedienpersonen einfach in der Handhabung erfolgen kann. Ziel ist hierbei unter anderem auch die Vermeidung von Fehlern, wie sie bei einem hohen Anteil manueller Tätigkeiten im Laboralltag und insbesondere bei einem hohen Arbeitspensum zum Erreichen hoher Durchsatzraten häufig vorkommen können. Bekannte Lösungen umfassen beispielsweise Förderstrecken oder Karussellanordnungen, mittels derer Proben in Probenbehältern, insbesondere in Tiegeln, sequenziell einem Analysegerät über eine entsprechende Schnittstelle zugeführt werden. Hier ist jedoch häufig der arbeitsintensive Schritt einer Bestückung des Trägersystems, d. h. des Förderbandes oder des Probenbehälterkarussells durch Mitarbeiterinnen oder Mitarbeiter erforderlich, bevor das System durch die automatische Förderung und Bereitstellung von Probenbehältern einen Zeitvorteil erarbeiteten kann.

Tabletts oder dergleichen mit einer Vielzahl von Probenbehältern lassen sich hierbei jedoch zeitlich unabhängig im Vorfeld zur eigentlichen Analyse vorbereiten, so dass die Vorbereitung nicht zeitkritisch unmittelbar vor oder während der Analysearbeit erfolgen muss. Entsprechende Fördersysteme können dann beispielsweise von solchen Tabletts mit Probenbehältern gespeist werden. Insbesondere bei der Bereitstellung von Probenbehältern ohne enthaltene Proben - d. h. in Fällen, in denen die Probe erst am oder im Analysegerät, kurz vor der eigentlichen Analyse in den Probenbehälter eingefüllt wird - kann es durch fehlerhaft orientierte, beispielsweise auf dem Kopf stehende, Probenbehälter zu erheblichen Störungen im Ablauf kommen. Zum Teil werden Probenbehälter daher vor der letztlichen Zuführung zum Analysegerät beispielsweise mittels optischer Verfahren, per Kamera, Lichtschranke oder dergleichen, kontrolliert und bei Erkennen einer Fehlorientierung das Verfahren gestoppt und die Bedienperson durch eine Fehlermeldung verständigt. Da dies zu vergleichsweise großen Verzögerungen im Ablauf und damit zu entsprechend großen Ausfallkosten führen kann, ist eine entsprechend hohe Sorgfalt bei der vorhergehenden Bestückung entsprechender Behältertabletts oder dergleichen unabdingbar.

Eine weitere Alternative besteht in einer Anordnung, bei der ein motorisch angetriebener Greifarm automatisiert zwischen einem Probenbehältervorrat, beispielsweise einem Tablett oder einer Förderkette, und dem Analysegerät hin und her fährt, um einzelne Probenbehälter aufzunehmen und dem Analysegerät zuzuführen. Diese Methode hat den zusätzlichen Vorteil, dass mittels eines solchen Greifarms auch eine komplexere Handhabung der Proben bzw. Probenbehälter möglich ist, beispielsweise falls unterschiedliche Arten von Probenbehältern eine unterschiedliche Handhabung erfordern oder eine präzise Ausrichtung abhängig von der Schnittstelle des Analysegeräts notwendig ist. Eine entsprechende Erkennungseinrichtung vorausgesetzt erlaubt ein solcher Roboterarm zum Teil auch die Korrektur einer fehlerhaften Orientierung der Probenbehälter, etwa wenn diese falsch eingesetzt sind oder auf dem Tablett umgefallen sind. Ein erheblicher Nachteil ist hierbei jedoch die Anfälligkeit der zum Teil sehr komplexen Mechanik, die ggf. eine Vielzahl von ineinandergreifenden bzw. funktional gekoppelten beweglichen Teilen umfasst. Je komplizierter die strukturelle Ausgestaltung einer solchen robotisierten Lösung ist, desto höher fallen in der Regel auch die damit verbundenen Anschaffungskosten aus. Störungen oder Defekte gehen ferner ebenso mit entsprechend hohen Reparatur- bzw. Ersatzteilkosten einher.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Möglichkeit bereitzustellen, Probenbehälter auf schnelle und zuverlässige Weise einem Analysegerät zuzuführen, wobei zum einen der Aufwand für das Bedienpersonal im Zusammenhang mit der Handhabung der Probenbehälter sowie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Fehlern hierbei jeweils minimiert werden sollen.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Probenzuführungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ausgabe von Probenbehältern erfolgt bei der erfindungsgemäßen Probenzuführungsvorrichtung durch eine entsprechende Ausgabeeinrichtung, von der aus einzelne Probenbehälter entweder unmittelbar oder mittelbar, d. h. nach einer entsprechenden Weiterbeförderung, der Analyse im Analysegerät zugeführt werden. Die Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise durch eine Ausgabeöffnung bzw. einen Ausgabekanal gebildet werden oder diese aufweisen. Erfindungsgemäß ist dieser Ausgabeeinrichtung eine Ausrichtungsvorrichtung vorgelagert, mittels derer die Probenbehälter in definierter Weise ausgerichtet werden können. Hierbei wird üblicherweise eine solche Ausrichtung als Ziel definiert, die für die Übergabe des Probenbehälters an das Analysegerät und damit eine störungsfreie Weiterverarbeitung des Probenbehälters geeignet ist. Es versteht sich, dass dies je nach Analysegerät unterschiedlich sein kann.

Insbesondere bei tiegelförmigen Probenbehältern, die die Grundform eines an einer Stirnseite offenen Hohlzylinders oder -quaders besitzen, ist die korrekte Orientierung häufig derart definiert, dass die Öffnung nach oben gerichtet ist, so dass eine Probe der Schwerkraft folgend in den Probenaufnahmeraum im Innern eingefüllt werden kann. Häufig werden Probenbehälter in diesem Fall durch einen Ausgabekanal mit einer Freifallstrecke nach unten ausgegeben und dort von einem Aufnahmeelement bzw. einem Probenbehälterfang des Analysegeräts oder einer weiteren Probenzuführungsvorrichtung aufgenommen. In, auf oder von einem solchen Aufnahmeelement kann der Probenbehälter beispielsweise mittels eines Förderbandes oder eines einfachen Greifarms weitertransportiert werden, wobei die korrekte Ausrichtung durch die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung bereits gewährleistet ist.

Zur Ausrichtung der Probenbehälter weist die Ausrichtungsvorrichtung insbesondere eine Umkehreinrichtung auf, mittels derer die Orientierung eines Probenbehälters selektiv geändert werden kann. Die Orientierung des Probenbehälters ist in diesem Zusammenhang insbesondere in Bezug auf seine Längsachse zu verstehen. Es ist somit beispielsweise möglich, Probenbehälter, die eine fehlerhafte Orientierung aufweisen, vor der Ausgabe umzukehren und so in die als korrekt defi- nierte Ausrichtung zu bringen. Dies kann insbesondere eine Drehung eines Probenbehälters um 180° bedeuten, so dass der Probenbehälter nach der Umkehrung eine entgegengesetzte Orientierung in Bezug auf seine Längsachse besitzt. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine weitergehende Einflussnahme auf die Lage des Probenbehälters vorgesehen sein, beispielsweise eine Drehbewegung um die Längsachse, so dass der Probenbehälter auch diesbezüglich eine wohldefinierte Ausrichtung erhält.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Umkehreinrichtung einen Stift auf, der eine Bewegung eines Probenbehälters durch die Ausrichtungsvorrichtung zunächst hemmt. Insbesondere bei einer Bewegung des Probenbehälters zumindest im Wesentlichen in Richtung seiner Längsachse kann mittels eines solchen stiftförmigen Elements je nach Ausrichtung des eintreffenden Probenbehälters entweder ein unverändertes Passieren ermöglicht werden oder eine Umkehrung des Probenbehälters vor der bzw. bei der Weiterbewegung bewirkt werden. Hierbei lässt sich insbesondere die bevorzugte Tiegelform von Probenbehältern nutzen, bei der eine einseitige Öffnung gegeben ist, die bei der Ausgabe bzw. Weitergabe an das Analysegerät in korrekter Orientierung üblicherweise nach oben zeigt. Bewegt sich ein solcher Probenbehälter mit der Form eines Hohlzylinders, -quaders oder dergleichen entlang seiner Längsachse beispielsweise durch einen Zuleitungskanal zur Ausrichtungsvorrichtung, kann es insbesondere zu einem stirnseitigen Kontakt des Probenbehälters mit dem Stift der Umkehreinrichtung kommen.

Es sind insbesondere hierbei im Wesentlichen zwei Fälle zu unterscheiden. Zum einen kann der Probenbehälter mit dem geschlossenen Boden voran eintreffen, so dass er bei der ungehinderten bzw. nicht beeinflussten Weiterbewegung bereits die üblicherweise korrekte Ausrichtung besäße. Zum anderen kann der Probenbehälter beim Eintreffen an bzw. in der Ausrichtungsvorrichtung eine bezüglich seiner Längsrichtung umgekehrte Orientierung besitzen. In diesem Fall führt eine Umkehrung des Probenbehälters dazu, dass seine Orientierung dahingehend geändert wird, dass der geschlossene Boden an die Stelle der Öffnung tritt, und umgekehrt. Wird der Probenbehälter vor oder mit der Freigabe für die Weiterbewegung umgekehrt, besitzt er dementsprechend ebenfalls bei der Ausgabe die korrekte Ausrichtung mit nach oben gerichteter Öffnung.

Die Wirkung des Stiftes der Umkehreinrichtung ist insbesondere derart, dass ein idealerweise tiegel- oder tassenförmiger Probenbehälter, der in falscher Orientierung am Stift eintrifft, sich zunächst soweit bewegt, dass der Stift in den Proben- aufnahmeraum im Innern eingreift. Die Bewegung des Probenbehälters endet spätestens dann, wenn er mit dem Boden an seiner Innenseite am Stift stirnseitig anstößt.

Der Stift ist vorzugsweise schwenkbar gelagert, so dass er bei Kontakt mit dem eintreffenden Probenbehälter insbesondere durch dessen Eigengewicht von einer Ruheposition in eine Freigabeposition ausgelenkt wird. Geschieht dies bei Kontakt mit dem Probenbehälter mit dessen geschlossenen Ende voran, erlaubt der in die Freigabeposition bewegte Stift vorzugsweise eine unveränderte Weiterbewegung des Probenbehälters, beispielsweise entlang eines Bewegungskanals hin zu einer Ausgabeöffnung. Bewegt sich der Probenbehälter mit der Öffnung voran jedoch zunächst so weit, dass der Stift der Umkehreinrichtung in Eingriff mit dem Innern des Probenbehälters gerät, so ist der Probenbehälter gezwungen, vor der Weiterbewegung zunächst einer seitlichen Schwenkbewegung des Stiftes zu folgen. Hierbei wird die Längsorientierung des Probenbehälters vorzugsweise zumindest soweit geändert, dass gewährleistet ist, dass er die jeweils korrekte Ausrichtung bei der Ausgabe aufweist.

Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Probenbehälters durch die Probenzuführungsvorrichtung im Bereich der Ausrichtungsvorrichtung zumindest im Wesentlichen in Folge der Schwerkraft, d. h. basierend auf dem Eigengewicht des Probenbehälters. In diesem Fall rutscht der Probenbehälter beispielsweise entlang eines Zuleitungskanals in Richtung der Ausrichtungsvorrichtung bzw. der Umkehreinrichtung. Es ist hierbei erfindungsgemäß nicht erforderlich, dass sich der Probenbehälter streng senkrecht, d. h. in Lotrichtung, bewegt. Gleichermaßen kann auch insbesondere eine Bewegung in einem spitzen Winkel zur horizontalen Ebene oder sogar parallel zu dieser vorgesehen sein.

Im Hinblick auf die Richtung der Zuleitung der Probenbehälter zur Ausrichtungsvorrichtung ist die Umkehreinrichtung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein schwenkbar gelagerter Stift in seiner Ruheposition zumindest im Wesentlichen in Richtung der eintreffenden Probenbehälter ausgerichtet ist, wobei die Längsachse des Stiftes vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Probenbehälters beim Eintreffen an der Umkehreinrichtung verläuft oder ein spitzer Winkel, vorzugsweise von höchstens 45°, zwischen den Längsachsen des Stiftes und des Probenbehälters besteht. Hierdurch kann der Stift auf einfache Weise durch das Eigengewicht des eintreffenden Probenbehälters in die Freigabeposition bewegt werden. Die Freigabeposition ist dabei insbesondere zumindest im Wesent- lichen nach unten, d. h. in Wirkungsrichtung der Schwerkraft, gerichtet. Bereits korrekt ausgerichtete Probenbehälter bewegen sich somit idealerweise mit dem geschlossenen Ende voran durch die Ausrichtungsvorrichtung, wobei die Umkehreinrichtung bzw. deren stiftförmiges Element durch das Gewicht des Probenbehälters lediglich aus dem Bewegungsweg herausgeschwenkt wird. Ein in umgekehrter Richtung, d. h. mit dem offenen Ende voran, eintreffender Probenbehälter rutscht hingegen zunächst auf den Stift auf, so dass die Schwenkbewegung des Stiftes nicht durch den stirnseitigen Kontakt mit der Außenseite des Bodens des Probenbehälters, sondern durch das Aufliegen der Innenwand des Probenbehälters auf dem Stift ausgelöst wird. Nach der gemeinsamen Schwenkbewegung nach unten gleitet der Probenbehälter in Folge der Schwerkraft vorzugsweise von dem Stift ab und setzt seine Bewegung in Richtung der Ausgabeeinrichtung, beispielsweise entlang einer Freifallstrecke durch einen Ausgabekanal, fort.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Ausrichtungsvorrichtung auch einen Aufbau besitzen, bei dem der Probenbehälter zunächst in eine horizontale Lage mit seiner Längsachse zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Lotrichtung, gebracht wird. Aus dieser Position kann der Probenbehälter sich daraufhin entlang einer Freifallstrecke senkrecht zu seiner Längsausrichtung bewegen. Durch eine vorzugsweise mittig zur Längsausdehnung des Probenbehälters angeordnete Pralleinrichtung, beispielsweise eine Querstange oder ein plattenförmiges und/oder keilförmiges Element, erhält der Probenbehälter beim dortigen Auftreffen einen Drehimpuls quer zu seiner Längsrichtung, so dass seine Längsachse auf der Horizontalen hin zu einer Orientierung mit einer Komponente in Lotrichtung gekippt wird. Aufgrund der einseitig geschlossenen Form eines tiegelförmigen Probenbehälters, besitzt dieser eine bezüglich seiner Längsachse asymmetrische Massenverteilung. Aufgrund dessen wirkt sich der Drehimpuls beim Auftreffen auf das Prallelement stets so aus, dass der schwerere Bodenabschnitt des Probenbehälters zumindest im Wesentlichen in Lotrichtung nach unten orientiert ist, so dass der Probenbehälter bei der weiteren Bewegung in Fallrichtung die üblicherweise bevorzugte Orientierung mit nach oben gerichteter Öffnung besitzt. Gelangt der derart ausgerichtete Probenbehälter daraufhin zur Ausgabeeinrichtung der Probenzuführungsvorrichtung, beispielsweise indem er in einen Ausgabekanal mit einer Ausgabeöffnung an dessen Ende eintritt, so ist die korrekte Ausrichtung bei der Ausgabe gewährleistet.

Im Fall eines zwischen einer Ruheposition und einer Freigabeposition bewegbaren Stiftes der Umkehreinrichtung ist der Stift vorzugsweise mit einer in Richtung der Ruheposition wirkenden Rückstellkraft beaufschlagt. Dies kann durch eine federn- de Lagerung, ein magnetisch wirkendes Element, wie einen Permanentmagneten und/oder einen Elektromagneten, eine zumindest teilweise elastische Ausgestaltung der Umkehreinrichtung bzw. des Stiftes und/oder auch durch ein motorisch aufgebrachtes Drehmoment realisiert sein. Aufgrund einer solchen Rückstellkraft ist gewährleistet, dass nach der Freigabe eines Probenbehälters stets wieder die Ausgangsposition für das Stoppen der Vorwärtsbewegung des nächsten Probenbehälters und dessen bedarfsweise Umkehr eingenommen wird.

Besonders bevorzugt weist die Umkehreinrichtung ein Gewicht bzw. ein Gegengewicht zur Aufbringung der Rückstellkraft auf. Ein solches Gegengewicht kann ggf. auf der dem Stift gegenüberliegenden Seite eines Schwenklagers bzw. einer Schwenkachse angeordnet sein. Das Gewicht weist dabei insbesondere eine Masse auf, die ausreichend ist, um ein höheres Drehmoment in Richtung der Ruheposition zu bewirken als die Masse des Stiftes allein in Richtung der Freigabeposition aufbringt. Gleichzeitig ist das Gegengewicht vorzugsweise derart bemessen, dass das in Richtung der Ruheposition ausgeübte Drehmoment geringer ist als das Gewicht, das typischerweise auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. insbesondere auf der Seite des Stiftes, in Richtung der Freigabeposition ausgeübt wird, wenn ein eintreffender Probenbehälter in Kontakt mit dem Stift gerät, insbesondere auf den Stift mit seinem Innenbereich aufgleitet.

Zur Anpassung an verschiedene Arten von Probenbehältern können der Stift und/oder ein entsprechendes Gegengewicht einstellbar, abnehmbar und/oder austauschbar ausgebildet sein. Insbesondere durch eine entsprechende Anpassung des Gegengewichts kann somit das Drehmoment für einen ordnungsgemäßen Betrieb an die Masse der eingesetzten Probenbehälter angepasst werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Gegengewicht beispielsweise mittels eines Schraubgewindes in Bezug auf die Länge des wirkenden Hebels einstellbar.

Zur bedarfsweisen Unterbrechung des Probenzuführungsbetriebs kann die Ausrichtungsvorrichtung eine Sperreinrichtung zur Sperre der Umkehreinrichtung und/oder zur Blockade der Bewegung des Probenbehälters durch die Ausrichtungsvorrichtung aufweisen. Es versteht sich, dass eine solche Sperreinrichtung auch bereits vor der Ausrichtungsvorrichtung ansetzen kann, um die Weiterbewegung der Probenbehälter in Richtung der Ausrichtungsvorrichtung aufzuhalten oder zu verlangsamen. Auf diese Weise gewährleistet die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung nicht nur die korrekte Ausrichtung der Probenbehälter, sondern kann die Zuführung der Probenbehälter zu einem Analysegerät bzw. die Zu- führungsrate auch entsprechend der Geschwindigkeit der Durchführung von einzelnen Analysen takten.

Bevorzugt ist der Ausgabeeinrichtung ein entsprechender Ausgabesensor zugeordnet, mittels dessen die erfolgreiche bzw. abgeschlossene Ausgabe eines Probenbehälters erfasst werden kann. Zum einen lässt sich somit erkennen, ob bzw. wann ein Zuführungsvorgang eines Probenbehälters zum Analysegerät abgeschlossen ist, so dass der nächste Probenbehälter nachgeführt werden kann. Zum anderen wird mittels eines solchen Ausgabesensors auch erkannt, wenn auf dem Transportweg des Probenbehälters, insbesondere im Bereich der Ausgabeeinrichtung, eine Störung aufgetreten ist, beispielsweise falls sich ein Probenbehälter in einem Ausgabekanal verkantet haben sollte.

Da die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung eine stets korrekte Ausrichtung der Probenbehälter bei der Ausgabe an ein Analysegerät gewährleistet, sind entsprechend geringere Anforderungen an die Bereitstellung der Probenbehälter im Vorhinein, d. h. im Sinne einer Nachschubversorgung, gestellt. Eine Bedienperson muss dementsprechend nicht mehr Sorge dafür tragen, dass jeder einzelne Probenbehälter vor dem Einbringen in die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung bereits korrekt ausgerichtet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung dementsprechend eine Einfülleinrichtung zum vereinfachten Befüllen der Probenzuführungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Probenbehältern auf. Hierbei kann es sich insbesondere um eine trichterförmige Anordnung von Bauteilen oder einen Trichter selbst, sowie alternativ oder zusätzlich um eine Schüttrampe oder eine ähnliche Einfüllöffnung handeln, die es erlaubt, eine Mehrzahl von Probenbehältern durch simples Hineinschütten in die Probenzuführungsvorrichtung zu laden. Dies erlaubt insbesondere eine Vorgehensweise, bei der ein Vorratsbeutel, in dem eine Vielzahl von Probenbehältern in zufälliger Ausrichtung vorgehalten sind, zu öffnen und den Inhalt über die Einfülleinrichtung in die Probenzuführungsvorrichtung einzufüllen. Es entfällt somit neben dem hohen Aufwand einer einzelnen Ausrichtung und Anordnung von Probenbehältern auf einem Tablett oder dergleichen auch der unerwünschte Aspekt eines direkten Kontakts zwischen der Bedienperson und den Probenbehältern. Zum einen verringert sich hierdurch das Risiko, die Probenbehälter verunreinigt werden und somit die Analyse der später in die Behälter einzubringenden Proben verfälscht wird. Zum anderen werden für eine Vielzahl von Anwendungssituationen Probenbehälter aus Graphit, insbesondere in Form von Graphittiegeln, verwendet. Hierbei führt die einzelne Handhabung der Probenbehälter oft zu unerwünschten Verunreinigungen von Materialien zur Handhabung der Probenbehälter oder an Händen von Bedienpersonen, wenn diese mit den Behältern in Berührung kommen. Durch ein simples Ausschütten eines Sammelgebindes mit einer Mehrzahl von Probenbehältern entfällt diese Problematik weitgehend.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung auf, mittels derer aus einer Vielzahl von Probenbehältern, die ggf. in loser Schüttung vorliegen, einzelne Exemplare extrahieren und einzeln der Ausrichtungsvorrichtung zuführen kann. Hierdurch wird die Handhabung des Systems weiter vereinfacht und ein störungsfreier Betrieb der Ausrichtungsvorrichtung und damit der Probenzuführungsvorrichtung insgesamt weiter unterstützt.

Die Vereinzelungsvorrichtung ist vorzugsweise als Förderrad ausgebildet oder weist ein Förderrad auf. Das Förderrad kann eine oder vorzugsweise mehrere Aufnahmen für Probenbehälter aufweisen, mittels derer einzelne Probenbehälter aus dem Vorrat aufgenommen und in Richtung der Ausrichtungsvorrichtung weitertransportiert werden. Die Aufnahmen sind dabei vorzugsweise so dimensioniert, dass jeweils lediglich ein Probenbehälter in eine Aufnahme gelangt, hierbei jedoch ausreichend Spiel um den Probenbehälter herum besteht, so dass dieser sowohl gut in die Aufnahme hineingelangen als auch diese wieder verlassen kann, ohne zu verkanten und ohne dass die Probenbehälter von einer Aufnahme nicht erfasst werden, falls diese nicht in einer bestimmten Orientierung vorliegen.

Eine entsprechende Aufnahme der Vereinzelungsvorrichtung für Probenbehälter kann beispielsweise zu ihrer Öffnung hin einen sich vergrößernden Querschnitt aufweisen, so dass es Probenbehältern unabhängig von ihrer Ausrichtung, insbesondere in loser Schüttung, einfach möglich ist, in die Aufnahme zu gelangen. Alternativ oder zusätzlich kann ferner eine leicht gekippte Orientierung der Aufnahme vorgesehen sein, wobei die Öffnung der Aufnahme, über welche ein Probenbehälter in die Aufnahme gelangen kann, insbesondere in die Bewegungsrichtung der Vereinzelungsvorrichtung gegenüber dem tieferen Bereich der Aufnahme versetzt ist. Hierdurch wird ein verlässlicheres Auflesen einzelner Probenbehälter aus einer ungeordneten Masse, beispielsweise in Form eines Haufens oder einer losen Schüttung, unterstützt.

Von der Vereinzelungsvorrichtung gelangen die vereinzelten Probenbehälter vorzugsweise über einen Zuleitungskanal zur Ausrichtungsvorrichtung. Der Zulei- tungskanal ist dabei insbesondere so bemessen, dass Probenbehälter sich lediglich parallel zu ihrer Längsachse hindurchbewegen können, so dass sie entweder mit dem Boden voran oder mit der Öffnung voran an der Ausrichtungsvorrichtung eintreffen. Hierdurch wird der ordnungsgemäße Betrieb der Ausrichtungsvorrichtung wie oben beschrieben zusätzlich unterstützt.

Es versteht sich, dass der Zuleitungskanal grundsätzlich nicht auf eine bestimmte Länge oder einen bestimmten Verlauf beschränkt ist. Insbesondere falls eine Bewegung der Probenbehälter durch den Zuleitungskanal in Folge ihres Eigengewichts genutzt werden soll, kann die Ausrichtung des Zuleitungskanals zumindest abschnittsweise eine Komponente in Lotrichtung aufweisen. Neben einem Verlauf in senkrechter Richtung oder in einem bestimmten Winkel zur horizontalen Ebene kann ferner auch eine Abfolge verschiedener Verlaufsabschnitte vorgesehen sein. Ebenso sind gekrümmte Abschnitte möglich. Soll beispielsweise im Fall einer alternativen Ausgestaltung der Ausrichtungsvorrichtung, insbesondere unter Einsatz eines Prallelements in der oben beschriebenen Weise, eine horizontale Ausrichtung der Probenbehälter vor dem freien Fall in Richtung des Prallelements erreicht werden, kann der Zuleitungskanal etwa eine Form aufweisen, bei dem zunächst durch eine zumindest im Wesentlichen senkrechte Fallstrecke der Probenbehälter beschleunigt wird, daraufhin einen gekrümmten Abschnitt durchläuft, bis er eine horizontale Orientierung erreicht hat und sich in dieser Form weiter bis zu einer Zuleitungsöffnung bewegt, durch welche er nach unten in Richtung des Prallelements aus dem Zuleitungskanal austritt.

Dem Zuleitungskanal kann ein Sensor zugeordnet sein, mittels dessen der Eintritt, der Austritt und/oder das Vorhandensein eines Probenbehälters im Zuleitungskanal bzw. dessen Bewegung durch den Zuleitungskanal erfasst werden kann. Hierdurch ist eine Kontrolle des Betriebs in Bezug auf den störungsfreien Transport der Probenbehälter durch die Probenzuführungsvorrichtung auf einfache Weise möglich. Ein kritischer Punkt ist hierbei beispielsweise der Übertritt eines vereinzelten Probenbehälters von der Vereinzelungsvorrichtung in den Zuleitungskanal an einer entsprechenden Abwurföffnung bzw. der Eintrittsöffnung in den Zuleitungskanal. Kommt es an diesem Ort zu einem Einklemmen eines Probenbehälters zwischen der Wandung des Zuleitungskanals und der seitlichen Begrenzung der Aufnahme der Vereinzelungsvorrichtung, kann der Ablauf ins Stocken geraten oder gar die Mechanik Schaden nehmen. Ein entsprechender Sensor kann unterstützend wirken, um derartige Fehler frühzeitig zu erkennen. Das Einklemmen eines Probenbehälters beim Eintritt in den Zuleitungskanal kann ferner durch eine verbreiterte Abwurföffnung und/oder einen gesonderten, verbreiterten Abwurfabschnitt des Zuleitungskanals vermieden werden. Hierbei ist ein der Abwurföffnung zugeordneter, d. h. insbesondere ein der Vereinzelungsvorrichtung zugewandter Abschnitt des Zuleitungskanals vorzugsweise trichterförmig ausgebildet und läuft von der Eintrittsöffnung des Zuleitungskanals ausgehend zu, d. h. insbesondere in Richtung einer nachfolgenden Ausrichtungsvorrichtung,. Besonders bevorzugt weist der geweitete, insbesondere trichterförmige, Abschnitt des Zuleitungskanals eine asymmetrische Form auf, wobei die Seite der gegenüber der Mitte stärkeren Verbreiterung idealerweise in Bewegungsrichtung der von der Vereinzelungsvorrichtung bewegten Probenbehälter gelegen ist.

Die Probenzuführungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Regeleinrichtung zur Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung auf. Im Falle eines Förderrades betrifft dies insbesondere dessen Rotationsgeschwindigkeit. Abhängig von den Daten etwaiger Sensoren kann somit insbesondere die Bewegung der Vereinzelungsvorrichtung verlangsamt oder vollständig angehalten werden, falls eine Störung wie das Einklemmen eines Probenbehälters droht. Es versteht sich, dass zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung ebenfalls entsprechende Sensoren, insbesondere Lage-, Positions-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssensoren, vorgesehen sein können.

Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer entsprechenden Regeleinrichtung und/oder Steuereinrichtung auch die Ausrichtungsvorrichtung, insbesondere dessen Umkehreinrichtung, aktiv angesteuert und betrieben werden. Auch diesbezüglich kann auf entsprechende Daten verschiedener Sensoren der oben genannten Art zurückgegriffen werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ferner ein Füllstandssensor vorgesehen, welcher den Füllstand im Bereich der Einfülleinrichtung bzw. in einem der Einfülleinrichtung zugeordneten Reservoir überwacht. Es kann hierbei insbesondere auch eine Mehrzahl von Sensoren der Einfülleinrichtung zugeordnet sein, wobei beispielsweise ein Sensor den Füllstand des Probenbehältervorrats mit vergleichsweise grober Genauigkeit überwacht, so dass von einer entsprechenden Kontrolleinrichtung ein Signal oder eine Mitteilung ausgegeben werden kann, wenn der Füllstand unter ein bestimmtes Maß sinkt und ein Nachfüllen der Probenbehälter erforderlich ist. Ein weiterer Sensor kann hierbei insbesondere feststellen, ob über- haupt Probenbehälter eingefüllt sind und beispielsweise nach dem festgestellten Verbrauch des letzten Probenbehälters aus dem Vorrat eine Meldung abgeben, so dass von einer entsprechenden Steuereinrichtung der Betrieb der Probenzuführungsvorrichtung oder die Bewegung von Teilen von dieser, insbesondere der Vereinzelungsvorrichtung, gestoppt wird.

Eigene erfinderische Bedeutung kommt ferner einem Probenzuführungsverfahren gemäß Anspruch 10 zu.

Verfahrensgemäß erfolgt die Probenzuführung bzw. die Zuführung von Probenbehältern zu einem Analysegerät, indem zunächst eine Mehrzahl von Probenbehältern bereitgestellt wird. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um grundsätzlich tiegelförmige Probenbehälter, die insbesondere die Grundform eines stirnseitig einseitig verschlossenen Hohlzylinders und/oder -quaders aufweisen.

Verfahrensgemäß werden die Probenbehälter anschließend vereinzelt, wobei dies insbesondere automatisiert mittels einer entsprechenden Vereinzelungsvorrichtung erfolgen kann.

Es folgt verfahrensgemäß eine definierte Ausrichtung eines einzelnen Probenbehälters in eine von der Anwendungssituation abhängig definierte Orientierung. Die Ausrichtung ist dabei insbesondere davon abhängig, wie der Probenbehälter im Anschluss mit oder von einem Analysegerät verwendet wird. Besonders bevorzugt ist hierbei die Bereitstellung des Probenbehälters in einer aufrechten Orientierung, wobei die Öffnung nach oben gerichtet ist, so dass der Probenbehälter von oben, insbesondere unter Ausnutzung der Schwerkraft, mit einem Probenmaterial befüllt werden kann. Die Ausrichtung des Probenbehälters erfolgt dabei insbesondere durch eine selektive Umkehrung seiner Orientierung bezogen auf seine Längsachse. Es wird hierbei vorzugsweise unterschieden, ob der Probenbehälter bereits in einer grundsätzlich korrekten Orientierung bzw. einer für die korrekte Orientierung geeigneten Ausgangslage vorliegt. Eine Umkehrung erfolgt insbesondere nur dann, wenn dies nicht der Fall ist. Anderenfalls kann die Weiterbewegung des Probenbehälters ungehindert ermöglicht bzw. freigegeben werden. Die Ausrichtung bzw. Umkehrung des Probenbehälters erfolgt insbesondere mittels einer entsprechenden Ausrichtungsvorrichtung, vorzugsweise unter Verwendung einer entsprechenden Umkehreinrichtung. Abschließend wird der Probenbehälter verfahrensgemäß in der ggf. umgekehrten Orientierung ausgegeben. Letztlich wird durch das erfindungsgemäße Verfahren somit gewährleistet, dass alle ausgegebenen Probenbehälter unabhängig von ihrer Ausgangslage eine zur Weiterverwendung mit einem Analysegerät geeignete Orientierung besitzen.

Es versteht sich, dass alle oben in Bezug auf die Probenzuführungsvorrichtung beschriebenen Ausgestaltungen und Anwendungsaspekte in entsprechender Weise auch in dem erfindungsgemäßen Probenzuführungsverfahren zum Einsatz kommen können.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Einzelnen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale jeweils eigenständige Aspekte der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Kombination in den gezeigten Ausführungsbeispielen oder den Rückbezügen der Ansprüche.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Probenzuführungsvorrichtung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechenden Darstellung der Probenzuführungsvorrichtung von Fig. 1 in einem weiteren Betriebszustand,

Fig. 3 eine perspektivische schematische Darstellung der Probenzuführungsvorrichtung von Fig. 1 ,

Fig. 4 eine alternative Ansicht der Probenzuführungsvorrichtung von Fig. 1 in perspektivischer schematischer Darstellung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Probenzuführungsvorrichtung von Fig. 1 in seitlicher Ansicht,

Fig. 6 eine perspektivische schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Probenzuführungsvorrichtung und Fig. 7 eine schematische Darstellung der Probenzuführungsvorrichtung von Fig. 6 in seitlicher Ansicht.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 in einer bevorzugten Ausgestaltung dargestellt. Die Probenzuführungsvorrichtung 1 dient zur Zuführung von Probenbehältern 2 zu einem Analysegerät, das der Übersichtlichkeit halber nicht im Einzelnen dargestellt ist. Allgemein lässt sich die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 vorzugsweise zudem nicht nur mit einem bestimmten Analysegerät koppeln, sondern eignet sich zur Verwendung mit unterschiedlichen Analysegeräten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 lediglich als ein Element einer Kette einzelner Probenzuführungsabschnitte in einer Laborumgebung einzusetzen.

Die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sie Probenbehälter 2 mittels einer Ausgabeeinrichtung 3 in einer wohldefinierten Ausrichtung bzw. Orientierung ausgibt, so dass die Probenbehälter 2 ohne Weiteres korrekt von dem sich anschließenden Analysegerät weiterverwendet werden können. Die Ausrichtung der Probenbehälter 2 erfolgt erfindungsgemäß durch eine Ausrichtungsvorrichtung 4, die der Ausgabeeinrichtung 3 funktional und strukturell vorgelagert ist. Die vorgelagerte Anordnung bezieht sich vorliegend insbesondere auf die Bewegungsrichtung der Probenbehälter durch die verschiedenen Abschnitte bzw. Bauteile der Probenzuführungsvorrichtung 1.

In der gezeigten Ausführungsform weist die Ausrichtungsvorrichtung 4 eine Umkehreinrichtung 5 auf, mittels derer die Orientierung des Probenbehälters 2 in Bezug auf seine Längsachse selektiv geändert bzw. umgekehrt werden kann. Selektiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Orientierungsänderung des Probenbehälters 2 nur dann stattfindet, wenn dies aufgrund seiner Ausgangslage erforderlich ist, um ihn mittels der Ausgabeeinrichtung 3 in korrekter Ausrichtung für die Weiterverwendung mit dem Analysegerät erforderlich ist.

In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Fig. 1 und 2 weist die Umkehreinrichtung 5 einen schwenkbar gelagerten Stift 6 auf, der zwischen einer Ruheposition gemäß der Darstellung in Fig. 1 und einer Freigabeposition gemäß Fig. 2 bewegbar ist.

Der Stift 6 muss dabei nicht zwingend zylindrisch sein oder eine konstante Dicke bzw. eine gleichbleibende Querschnittsform aufweisen. Der Begriff eines "Stiftes" schließt hierbei letztlich langgestreckte Bauteile verschiedener Art mit ein. Dies können beispielsweise unterschiedlich geformte Materialvorsprünge oder -zungen sein. Auch ein Dorn, Kegel oder Konus fällt funktional unter den Begriff eines Stiftes im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Trifft ein Probenbehälter 2 wie in Fig. 1 gezeigt an der Ausrichtungsvorrichtung 4 ein, so hindert der Stift 6 der Umkehreinrichtung 5 in Ruheposition zunächst die Weiterbewegung des Probenbehälters 2 in Richtung der Ausgabeeinrichtung 3. Im vorliegenden Fall besitzt der Probenbehälter 2 die bevorzugte Form eines Tiegels mit einem Innenraum 7 und einem Boden 8, der den Probenbehälter 2 an einer seiner Stirnseiten verschließt, so dass Zugang zum Innenraum 7 nur einseitig möglich ist. Trifft der Probenbehälter 2 mit dem Boden 8 voraus auf den Stift 6 der Umkehreinrichtung 5, so übt der Probenbehälter 2 aufgrund seines Eigengewichts ein Drehmoment auf die Umkehreinrichtung 5 in Richtung ihrer Freigabeposition aus. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn ein gewisser Winkel zwischen der Längsachse bzw. der Bewegungsrichtung des Probenbehälters 2 beim Eintreffen an der Ausrichtungsvorrichtung 4 und der Längsachse des Stiftes 6 der Umkehreinrichtung 5 besteht, d. h. die beiden Längsachsen des Probenbehälters 2 und des Stiftes 6 bzw. der Umkehreinrichtung 5 insgesamt nicht exakt parallel sind. Aufgrund des ausgeübten Drehmoments bewegt sich die Umkehreinrichtung 5 in Richtung ihrer in Fig. 2 gezeigten Freigabeposition, indem der Stift 6 um eine Schwenkachse 9 nach unten schwenkt und den Weg für die Weiterbewegung des Probenbehälters 2 freimacht.

Trifft jedoch ein Probenbehälter 2 wie in der Darstellung gemäß Fig. 1 gezeigt mit seiner offenen Seite voraus an der Ausrichtungsvorrichtung 4 ein, so gerät der Stift 6 in Eingriff mit dem Innenraum 7 des Probenbehälters 2. Die Bewegung des Probenbehälters 2 endet spätestens mit dem Kontakt des distalen Endes des Stiftes 6 mit der Bodeninnenseite 10 des Probenbehälters 2. Der Probenbehälter 2 befindet sich in diesem Zustand insbesondere oberhalb eines Ausgabekanals 11 der Ausgabeeinrichtung 3. Der Probenbehälter 2 hat somit bevorzugt einen Zuleitungskanal 12 verlassen, durch den er der Ausrichtungsvorrichtung 4 zugeleitet wurde. Der Probenbehälter 2 wird in diesem Zustand vorzugsweise ausschließlich von der Umkehreinrichtung 5 bzw. dem Stift 6 der Umkehreinrichtung 5 gehalten. Bewegt sich nun die Umkehreinrichtung 5 in Richtung ihrer Freigabeposition, so bewegt sich der Stift 6 in eine nach unten in Richtung der Ausgabeeinrichtung 3 weisende Stellung. Der Probenbehälter 2 folgt dieser Bewegung der Umkehreinrichtung 5 oder bewirkt diese sogar durch sein eigenes Gewicht. Hierdurch wird seine Orientierung bezüglich seiner Längsachse jedoch gegenüber seiner ursprünglichen Lage effektiv um 180° gedreht, wobei dies relativ zu seiner Bewegungsrichtung zu verstehen ist. Welcher Winkel zwischen der Ausrichtung beim Eintreffen des Probenbehälters 2 und bei dessen Ausgabe tatsächlich besteht, ist letztlich abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung im Einzelnen. Die konkrete Form und Dimensionierung der verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßen Probenzuführungsvorrichtung 1 kann jedoch im Einzelfall abhängig von der jeweiligen Anwendungssituation, beispielsweise von dem nachgeschalteten Analysegerät, variieren.

Wie in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 und 2 erkennbar, ist die Ausgabeeinrichtung 3 bzw. ein entsprechender Ausgabekanal 11 insbesondere so geformt, dass im Bereich der Ausrichtungsvorrichtung 4 bzw. der Umkehreinrichtung 5 ausreichend Raum besteht, um die Bewegung der Umkehreinrichtung 5 zusammen mit dem Probenbehälter 2 problemlos zu ermöglichen. Hierzu kann der Ausgabekanal 11 beispielsweise einen konischen Querschnittsverlauf aufweisen oder in anderer Weise entsprechend verbreitert sein.

In der beispielhaft dargestellten Ausführungsform weist die Umkehreinrichtung 5 auf der dem Stift 6 abgewandten Seite der Schwenkachse 9 ein Gegengewicht 13 auf, welches ein Drehmoment in Richtung der Ruheposition auf die Umkehreinrichtung 5 ausübt. Das Gegengewicht 13 ist dabei insbesondere einstellbar, beispielsweise durch Veränderung des Abstandes zur Schwenkachse 9, d. h. durch Variation der Länge des Hebelarms.

Die Veränderung der Position des Gegengewichts 13 relativ zur Schwenkachse 9 kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Gegengewicht 13 mittels eines Schraubgewindes befestigt ist, auf dem es durch weiteres Ein- bzw. Ausschrauben axial verschoben wird. Hierbei kann erfindungsgemäß sowohl ein Innenais auch ein Außengewinde am Gegengewicht 13 vorgesehen sein, das mit einem entsprechenden Gegengewinde wechselwirkt. Es versteht sich, dass alternativ zu einem Gewinde auch eine reine Verschiebung des Gegengewichts 13 auf einem Tragarm der Umkehreinrichtung 5 möglich ist. Das Gegengewicht 13 wird vorzugsweise gegen eine Lageveränderung bzgl. der Schwenkachse 9 gesichert, wobei dies insbesondere nach einem kraft- bzw. reibschlüssigen und/oder einem formschlüssigen Prinzip erfolgt.

Alternativ oder zusätzlich kann das Gegengewicht 13 auch abnehmbar bzw. austauschbar ausgebildet sein. Durch eine Veränderung bzw. einen Austausch des Gegengewichts 13 lässt sich das in Richtung der Ruheposition der Umkehreinrichtung 5 wirkende Drehmoment, d. h. die Rückstellkraft, einstellen. Somit lässt sich die Umkehreinrichtung 5 jeweils für einen Betrieb mit Probenbehältern 2 unterschiedlicher Masse einstellen. Im Ergebnis ist es idealerweise so, dass im Zustand der Umkehreinrichtung 5 ohne Kontakt zu einem Probenbehälter 2 das in Richtung der Ruheposition wirkende Drehmoment überwiegt, so dass eine selbstständige Rückkehr der Umkehreinrichtung 5 in die Ruheposition gewährleistet ist. Wird nun die Umkehreinrichtung 5 an ihrem dem Gegengewicht 13 entgegenliegenden Ende bzgl. der Schwenkachse 9, d. h. insbesondere an einem Stift 6 bzw. stiftförmigen Element mit dem Gewicht eines Probenbehälters 2 beaufschlagt, überwiegt das in Richtung der Freigabeposition wirkende Drehmoment, so dass eine Bewegung der Umkehreinrichtung 5 ausgelöst wird.

Alternativ oder zusätzlich zu einem Gegengewicht 13 kann eine Rückstellkraft auch durch eine Federeinrichtung, eine magnetisch bzw. elektromagnetisch wirkende Komponente und/oder eine generelle Ausgestaltung der Umkehreinrichtung 5, insbesondere des Stiftes 6, aus einem flexiblen bzw. elastischen Material bewirkt werden. Ebenso ist eine Kombination verschiedener Mittel in diesem Zusammenhang möglich.

Eine weitere Alternative, die jedoch auch zusätzlich zu den weiteren beschriebenen Ausgestaltungen der Umkehreinrichtung 5 realisiert sein kann, ist eine aktive, insbesondere motorisch angetriebene, Bewegung der Umkehreinrichtung 5 in die Freigabeposition und/oder in die Ruheposition. Hierdurch lässt sich der Ablauf bzw. der Betrieb der Ausrichtungsvorrichtung 4 und damit letztlich der Probenzuführungsvorrichtung 1 insgesamt in besonderem Maß kontrollieren und beeinflussen.

Eine nicht im Einzelnen dargestellte Sperreinrichtung kann dazu dienen, die Bewegung der Umkehreinrichtung 5 zu unterbinden und/oder die Umkehreinrichtung 5 in einer bestimmten Position, insbesondere der Ruheposition und/oder der Freigabeposition, zu fixieren. Alternativ oder zusätzlich kann eine entsprechende Sperreinrichtung auch vorgesehen sein, um die Bewegung eines Probenbehälters 2 durch den Zuleitungskanal 12, die Ausrichtungsvorrichtung 4 und/oder die Ausgabeeinrichtung 3 zu blockieren.

Eine entsprechende Sperreinrichtung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere formschlüssig wirken, indem ein Sperrglied in den Bewegungsweg des Probenbehälters 2 bzw. der Umkehreinrichtung 5 eingebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Sperreffekt auch nach einem kraftschlüssigen Prinzip, beispielsweise durch Erhöhung der Reibung an der Schwenkachse 9 und/oder Einklemmen des Probenbehälters 2, beispielsweise durch Verringerung des Querschnitts des Zuleitungskanals 12 durch Klemmbacken oder vergleichbare Bauteile erzielt werden.

Die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 kann ferner einen oder mehrere Sensoren aufweisen. In der in Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist beispielsweise ein Ausgabesensor 14 vorgesehen, welcher der Ausgabeeinrichtung 3 zugeordnet ist und am Ende des Ausgabekanals 11 , d. h. in der Nähe einer Ausgabeöffnung 15 angeordnet ist. Mittels des Ausgabesensors 14 kann die erfolgreiche Ausgabe eines Probenbehälters 2 verifiziert werden. Es kann dann davon ausgegangen werden, dass ein neuer Probenbehälter 2 ungestört die Ausrichtungsvorrichtung 4 und die Ausgabeeinrichtung 3 passieren kann.

Die mittels eines entsprechenden Sensors gewonnenen Daten können von einer Kontroll-, Steuer- und/oder Regeleinrichtung dazu verwendet werden, Mitteilungen, insbesondere Warnmeldungen, über eine entsprechende Benutzerschnittstelle an eine Bedienperson auszugeben, falls eine Störung im Ablauf erkannt wird. Darüber hinaus ist es möglich, eine statistische Erhebung über den Betrieb vorzunehmen, beispielsweise in Bezug auf die absolute und/oder pro Zeiteinheit ausgegebene Anzahl von Probenbehältern 2. Bevorzugt lässt sich alternativ oder zusätzlich ferner der Betrieb der Probenzuführungsvorrichtung 1 als solcher, insbesondere der Ausrichtungsvorrichtung 4 abhängig von den erfassten Sensordaten regeln, beispielsweise indem entsprechende Sperreinrichtungen aktiviert oder deaktiviert werden.

In der beispielhaft gezeigten Ausführungsform besitzt die schwenkbar bewegliche Umkehreinrichtung 5 etwa einen Schwenkbereich von 90°. Hierbei liegt das Gegengewicht 13 in der Ruheposition an einem Ruheanschlag 16 an. In Richtung der Freigabeposition wird die Bewegung der Umkehreinrichtung 5 durch einen Freigabeanschlag 17 begrenzt. Falls der Probenbehälter 2 sich von der Umkehreinrichtung 5 bereits vor dem Erreichen des Freigabeanschlags 17 löst (im Fall der Umkehrung des Probenbehälters 2) oder sich an der Umkehreinrichtung 5 in Richtung der Ausgabeeinrichtung 3 vorbeibewegt hat (im Fall eines eintreffenden Probenbehälters 2 mit bereits korrekter Orientierung), wird die Umkehreinrichtung 5 sich bereits ab diesem Zeitpunkt wieder in Richtung der Ruheposition zurückbewegen. Die Freigabeposition ist somit funktional zu verstehen und nicht streng durch das Errei- chen der maximalen Auslenkung der Umkehreinrichtung 5 bzw. das Erreichen des Freigabeanschlags 17 definiert. Entsprechendes gilt für die Ruheposition, falls ein neuer Probenbehälter 2 die Umkehreinrichtung 5 bereits vor dem Anliegen am Ruheanschlag 16 erreicht.

In der perspektivischen Darstellung der Fig. 3 und 4 sowie in der Seitenansicht gemäß Fig. 5 ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Probenzuführungsvorrichtung 1 in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform eine Einfülleinrichtung 18, insbesondere in Form eines Trichters oder einer Schüttrampe oder einer Kombination der Vorgenannten, aufweist. Die Einfülleinrichtung 18 ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass sich im durch sie begrenzten Innenbereich ein Aufnahmevolumen für ein Probenbehälterreservoir ergibt. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein separates Reservoir vorgesehen sein, dass über die Einfülleinrichtung 18 befüllt wird. Es lässt sich somit eine Mehrzahl von Probenbehältern 2 bereits in der Probenzuführungsvorrichtung 1 bevorraten, so dass sich eine fortwährende Versorgung eines nachgelagerten Analysegeräts durch sequentielle Ausgabe der Probenbehälter 2 über einen vergleichsweise langen Zeitraum aufrechterhalten lässt. Die Einfülleinrichtung 18 ist dabei insbesondere ausreichend dimensioniert, um wenigstens zehn, bevorzugt wenigstens 25, besonders bevorzugt wenigstens 50, Probenbehälter 2 vorrätig zu halten.

Die Menge der im Reservoir befindlichen Probenbehälter 2 kann beispielsweise mittels eines Füllstandssensors 19 erfasst werden. Bevorzugt kann auch eine Mehrzahl von Füllstandssensoren 19 eingesetzt werden.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden Sensoren können grundsätzlich auf verschiedene Art und Weise arbeiten bzw. nach verschiedenen Wirkprinzipien funktionieren. Es eignen sich insbesondere Ausführungen nach dem Prinzip einer Lichtschranke, um den Durchgang bzw. das Vorhandensein eines Probenbehälters 2 an einer bestimmten Stelle zu erfassen. Eine beispielhafte Anwendung für einen Lichtschrankensensor ist der Ausgabesensor 14. Weitere Sensoren, die beispielsweise die Anwesenheit eines oder mehrerer Probenbehälter 2 detektieren können, arbeiten beispielsweise nach einem Induktionsprinzip und/oder mittels LIDAR. Ein Beispiel hierfür sind etwa Füllstandssensoren 19. Es versteht sich, dass letztlich jedoch jeder der genannten Sensoren nach jedem der beispielhaft genannten Prinzipien arbeiten kann und auch Kombinationen, beispielsweise eine induktive Messung unterstützt durch LIDAR mittels eines weiteren Sensors, möglich sind. In der dargestellten Ausführungsform dient eine Vereinzelungsvorrichtung 20 dazu, Probenbehälter 2 aus dem Reservoir im Bereich der Einfülleinrichtung 18 einzeln der Ausrichtungsvorrichtung 4 zuzuführen, so dass diese zum einen störungsfrei arbeiten kann und zum anderen eine sequentielle Ausgabe jeweils einzelner Probenbehälter 2 und deren Zuführung zum Analysegerät erfolgen kann. Im vorliegenden Beispiel ist die Vereinzelungsvorrichtung 20 als Förderrad 21 ausgebildet bzw. weist ein solches auf. Alternativ möglich ist auch eine Ausgestaltung als Förderband, Förderkette oder dergleichen.

Das Förderrad 21 ist insbesondere nach Art eines Schaufelrades ausgebildet und weist bevorzugt eine Mehrzahl von Aufnahmen 22 für die Probenbehälter 2 auf, wobei die Aufnahmen 22 jeweils durch Schaufelelemente 23 voneinander getrennt und in ihrer Form definiert sind.

Das Förderrad 21 wird durch einen Motor in Rotation versetzt und ist insbesondere so relativ zur Einfülleinrichtung 18 angeordnet, dass die Aufnahmen 22 unterhalb der Probenbehälter 2 in der Einfülleinrichtung 18 bzw. im Probenbehälterreservoir hindurchbewegt werden. Der äußere Bereich des Förderrades 21 mit den Schaufelelementen 23 und den hierdurch definierten Aufnahmen 22 verläuft hierbei insbesondere durch einen Gehäuseteil 25, dessen Breite etwa der Höhe der Schaufelelemente 23 entspricht, mit der sie von einer Grundplatte 26 des Förderrades 21 abragen und somit die Breite der Aufnahmen definieren. Im Bereich des Gehäuseteils 25 sind die Aufnahmen 22 dementsprechend durch die Schaufelelemente 23, die Grundplatte 26 des Förderrades 21 sowie durch die Wandungen des Gehäuseteils 25 begrenzt und nur durch eine zumindest im Wesentlichen radial nach innen weisende Öffnung zugänglich.

Durch eine entsprechende Anordnung der Einfülleinrichtung 18 am Gehäuseteil 25 verläuft der Übergang zwischen der Einfülleinrichtung 18 und dem Gehäuseteil 25 insbesondere im Bereich der zugänglichen Öffnung der Aufnahmen 22 und/oder knapp darüber, d. h. radial nach innen versetzt. Durch eine entsprechende Neigung und/oder Form der Einfülleinrichtung 18, beispielsweise als Schüttrampe, die auch lediglich abschnittsweise vorgesehen sein kann, liegen nun Probenbehälter 2, insbesondere in Form einer losen Schüttung, an der Grundplatte 26 des Förderrades 21 an und geraten in Folge der Schwerkrafteinwirkung zumindest vereinzelt in die Aufnahmen 22. Dies kann durch eine entsprechend asymmetrische Form und/oder eine gegenüber der radialen Richtung geneigte Ausrichtung der Aufnahmen 22 in Verbindung mit der Rotation des Förderrades 21 unterstützt werden. Die Neigung der Aufnahmen 22 ist dabei durch die Form der Schaufelelemente 23 vorgegeben und vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Öffnung der Aufnahmen 22 gegenüber der Radialrichtung in Richtung der Rotation des Förderrades 21 versetzt ist.

Gerät ein Probenbehälter 2 insbesondere aus einer losen Schüttung in eine Aufnahme 22, so kann seine Orientierung bei der dargestellten Ausführungsform der Probenzuführungsvorrichtung 1 letztlich nur zwei Zustände einnehmen. Entweder sein Boden 8 weist radial nach außen, wie bei dem Probenbehälter 2a in Fig. 1 und 2 dargestellt, oder der Boden 8 weist radial nach innen, so dass die Öffnung des Innenraums 7 des Probenbehälters 2 radial nach außen zeigt, wie im Fall des ebenfalls in Fig. 1 und 2 dargestellten weiteren Probenbehälters 2b.

Die Vereinzelungsvorrichtung 20 ist vorliegend mittels des Zuleitungskanals 12 mit der Ausrichtungsvorrichtung 4 verbunden. Die vereinzelten Probenbehälter 2 können die Aufnahmen 22 des Förderrades 21 durch eine entsprechende Abwurföffnung 27 radial nach außen verlassen und geraten von dort in den Zuleitungskanal 12, wobei sie ihre Orientierung zunächst beibehalten. Erreichen sie durch den Zuleitungskanal 12 die Ausrichtungsvorrichtung 4 mit der Umkehreinrichtung 5, so werden sie in der oben beschriebenen Weise ggf. in ihrer Orientierung umgedreht, so dass im Ergebnis alle Probenbehälter 2 dieselbe Ausrichtung besitzen, wenn sie die Ausgabeeinrichtung 3 erreichen.

Der Zuleitungskanal 12 kann an seinem der Abwurföffnung 27, d. h. der Vereinzelungsvorrichtung 20, zugewandten Ende einen Abwurfabschnitt aufweisen, der einen in Richtung der Abwurföffnung 27 erweiterten Querschnitt aufweist. Hierbei ist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ein asymmetrischer Aufbau mit einer stärkeren Verbreiterung in Rotationsrichtung des Förderrades 21 bevorzugt. Hierdurch wird das Risiko eines Einklemmens eines Probenbehälters 2 beim Austreten aus der Aufnahme durch die Abwurföffnung 27 in den Abwurfabschnitt bzw. den Zuleitungskanal 12 verringert.

Grundsätzlich ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung 20, insbesondere die Rotationsgeschwindigkeit des Förderrades 21 , sinnvollerweise danach zu bemessen, welche Abmessungen die Probenbehälter 2 besitzen sowie danach, wie schnell sie aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit in Wechselwirkung mit den die Aufnahme 22 begrenzenden Oberflächen aus der Aufnahme 22 herausgleiten können. Hierbei ist alternativ oder zusätzlich ferner die Position der Abwurföffnung 27 in Umlaufrichtung mit einzubeziehen, da sich hiernach der Einfluss der lotrecht wirkenden Schwerkraft auf die Beschleunigung der Probenbehälter 2 bemisst.

Je weiter im unteren Bereich des Förderrades 21 die Abwurföffnung 27 positioniert ist, d. h. je steiler der Probenbehälter 2 beim Verlassen der Aufnahme 22 steht, desto stärker wird er beim Verlassen der Aufnahme beschleunigt. Während der Probenbehälter 2 während dem Austreten aus der Aufnahme 22 sich noch jeweils zum Teil sowohl in der Aufnahme 22 als auch bereits in dem Zuleitungskanal 12 bzw. dessen Abwurfabschnitt 28 befindet, ist somit dafür Sorge zu tragen, dass die Vereinzelungsvorrichtung 20 sich nicht derart weit fortbewegt, dass die Aufnahme 22 zu weit an der Abwurföffnung 27 vorbeibewegt wird, so dass der Probenbehälter 2 eingeklemmt wird und die Bewegung der Vereinzelungseinrichtung 22 und damit den Betrieb der gesamten Probenzuführungsvorrichtung 1 stört.

Zur Vermeidung der vorgenannten Problematik kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung 20 überwacht und mittels einer Regeleinrichtung geregelt werden. Hierzu können entsprechende Sensoren vorgesehen sein. Insbesondere kann ein der Vereinzelungsvorrichtung 20 zugeordneter Abwurfsensor 29 insbesondere im Bereich der Abwurföffnung 27 angeordnet sein und das Vorhandensein eines Probenbehälters 2 in einer Aufnahme 22 kurz vor der oder unmittelbar an der Abwurföffnung 27 erfassen.

Ein solcher Abwurfsensor 29 kann ferner auch das vollständige Verlassen der Aufnahme 22 durch den Probenbehälter 2 detektieren. Sollte der Probenbehälter 2 die Aufnahme 22 noch nicht verlassen haben, wenn die fortschreitende Bewegung der Vereinzelungsvorrichtung 20 einen bestimmten Punkt erreicht hat, an dem nun das Einklemmen des Probenbehälters 2 in der oben genannten Weise droht, so kann mittels einer Regeleinrichtung die Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung 20 verringert oder ganz gestoppt werden, bis der Probenbehälter 2 die Aufnahme 22 vollständig verlassen hat.

Es versteht sich, dass zur Überwachung der Rotationsgeschwindigkeit des Förderrades 21 oder der Bewegungsgeschwindigkeit der Vereinzelungsvorrichtung 20 im Allgemeinen ein oder mehrere entsprechende Sensoren vorgesehen sein können, welche die Bewegungsgeschwindigkeit direkt und/oder die zurückgelegte Wegstrecke bzw. den zurückgelegten Rotationswinkel messen können. In den Fig. 6 und 7 ist ferner eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Probenzuführungsvorrichtung 1 dargestellt. Hierbei ist ebenfalls eine Einfülleinrichtung 18 sowie eine Vereinzelungseinrichtung 20 in der zuvor beschriebenen Weise vorgesehen.

Die Ausrichtungsvorrichtung 4 ist hierbei jedoch derart ausgestaltet, dass sie im Wesentlichen ohne bewegliche Teile auskommt.

Der Zuleitungskanal 12, welcher die Probenbehälter 2 nach der Vereinzelung von der Vereinzelungsvorrichtung 20 zur Ausrichtungsvorrichtung 4 leitet, ist im vorliegenden Beispiel derart geformt, dass ein Probenbehälter 2 zunächst einen zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Abschnitt zurücklegt, auf welchem er in Folge der Schwerkraft beschleunigt wird. Es schließt sich ein Kurvenabschnitt 30 an, welcher den Probenbehälter 2 umlenkt und in eine horizontale Orientierung bringt, die sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Lotrichtung verhält. In dieser Lage bewegt sich der Probenbehälter 2 noch eine gewisse Strecke in Folge seiner Massenträgheit entlang eines horizontalen Abschnitts 31 des Zuleitungskanals 12 bis eine Freigabeöffnung 32 erreicht wird.

Der Probenbehälter 2 tritt nun in horizontaler Orientierung nach unten aus der Freigabeöffnung 32 aus und erreicht mittels freien Falls die Ausrichtungsvorrichtung, welche eine Umkehreinrichtung 5 in Form eines Prallelements 33 aufweist. Das Prallelement 33 ist vorliegend als quer zur Längsachse des eintreffenden Probenbehälters 2 verlaufende Stange ausgebildet. Das Prallelement 33 ist dabei insbesondere derart relativ zur Freigabeöffnung 32 angeordnet, dass der Probenbehälter 2 ungefähr mit seiner Mitte, bezogen auf seine Längsausdehnung, auf das Prallelement 33 auftrifft. Aufgrund der einseitigen Anordnung des Bodens 8 besitzt der Probenbehälter 2 vorzugsweise eine asymmetrische Massenverteilung, so dass er durch das Auftreffen auf das Prallelement 33 einen Drehimpuls erhält, der ihn stets derart in eine aufrechte Orientierung bringt, dass der Boden 8 nach unten weist. In dieser Ausrichtung, die grundsätzlich für eine weitere Verwendung mit einem Analysegerät in den meisten Fällen geeignet ist, fällt der Probenbehälter 2 weiter in einen Auffangtrichter 34, durch seine zulaufende Form eine zu weitreichende Rotation des Probenbehälters 2 korrigiert und schließlich in die Ausgabeeinrichtung 3 mündet, mittels derer die Probenbehälter 2 letztlich ausgegeben werden.

Unabhängig von der Ausgestaltung der Probenzuführungsvorrichtung 1 , insbesondere der Ausrichtungsvorrichtung 4, kann der Ausgabeeinrichtung 3 eine Fangein- richtung 35 nachgelagert sein, welche den ausgegebenen Probenbehälter 2 in der korrekten Orientierung aufnimmt. Mittels der Fangeinrichtung 35 oder von dieser ausgehend kann sich dann der endgültige Weitertransport zum Analysegerät anschließen.

Bezugszeichenliste: Probenzuführungsvorrichtung 18 Einfülleinrichtung Probenbehälter 19 Füllstandssensora Probenbehälter 20 Vereinzelungsvorrichtungb Probenbehälter 21 Förderrad Ausgabeeinrichtung 22 Aufnahme Ausrichtungsvorrichtung 23 Schaufelelement Umkehreinrichtung 24 Motor Stift 25 Gehäuseteil Innenraum 26 Grundplatte Boden 27 Abwurföffnung Schwenkachse 28 Abwurfabschnitt 0 Bodeninnenseite 29 Abwurfsensor 1 Ausgabekanal 30 Kurvenabschnitt 2 Zuleitungskanal 31 horizontaler Abschnitt3 Gegengewicht 32 Freigabeöffnung 4 Ausgabesensor 33 Prallelement 5 Ausgabeöffnung 34 Auffangtrichter 6 Ruheanschlag 35 Fangeinrichtung 7 Freigabeanschlag