VORRICHTUNG ZUM VERMISCHEN ODER TRENNEN VON SUBSTANZEN UNTERSCHIEDLICHER MASSE UND/ODER DICHTE

Beschreibung

Technisches Gebiet:

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen/Trennen von Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte mit wenigstens einem, für die Aufnahme dieser Substanzen bestimmten Behälter, der in einer Halterung gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit mitsamt Motor unter Mitnahme des Behälters beweglich ist, wobei der Behälter bzw. die Halterung mittels der Antriebseinheit entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfinden der großer Bahnbeschleunigung im Wesentlichen tangential vor und zurück führbar ist, gemäß den Oberbegriffen des Anspruchs 1.

Stand der Technik:

[0002] Für vielerlei Untersuchungen in Labors aller Art müssen Proben untersucht werden, die aus Flüssigkeiten bestehen, welche unterschiedlich schwere Teilchen enthalten. Dabei müssen oftmals unterschiedlich schwere Teilchen miteinander innig gemischt oder vermischte Teilchen auch getrennt werden, zu welchem Zweck diese Proben in Behälter abgefüllt und nach dem bekannten Stand der Technik verrührt oder verquirlt oder geschüttelt oder bei gewünschter Separation die Proben in Zentrifugen durch schnelles Bewegen auf einer Kreisbahn zentrifugiert werden. Bei einer Separation wandern die schwereren Bestandteile nach außen und die leichteren Bestandteile verbleiben näher dem Zentrum der Kreisbewegung. Es ist aber bekannt, daß eine lange Zeit konstanter Krafteinwirkung auf die Proben, wie es beim Zentrifugieren der Fall ist, für eine Reihe von Substanzen nachteilig ist.

[0003] Durch die DE-2354368-A1 ist eine Einrichtung zur Zentrifugaltrennung einer Flüssigkeit in Fraktionen unterschiedlicher Dichte bekannt, die einen Trennbehälter aufweist, der auf einem Zentrifugenmotor angebracht und von diesem auf einer Umlaufbahn um eine erste Achse bewegt wird. Ein den Trennbehälter umschließendes Gehäuse ist um eine zweite Achse drehbar angeordnet, so daß sich bezüglich des Trennbehälters beide Drehbewegungen überlagern. Jeder Punkt des Trennbehälters behält dabei stets den gleichen Abstand von der ersten Achse bei.

[0004] Durch die DE-1432853-A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von Stoffen durch Gyrofugation bekannt geworden, bei dem ein geschlossener Behälter um zwei verschiedene Achsen rotiert.

[0005] Durch die US-A-2,222,266 ist eine Zentrifuge bekannt geworden zur Trennung und Neugruppierung von Teilchen. Die Zentrifuge besitzt mehrere antreibbare Achsen, um die die zu zentrifugierenden Teilchen gleichzeitig rotieren können, so daß die Teilchen eine überlagerte, zusammengesetzte Bahnkurve durchlaufen.

[0006] Des Weiteren ist durch die US-A-4 146 364 ein Verfahren zum Vermischen von in wenigstens einem Behälter befindliche Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte bekannt geworden, der in einer Halterung gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit unter Mitnahme des Behälters bewegt wird, wobei der Behälter entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen Bewegungsbahn mit in diesen Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung durch die Antriebseinheit, unter Ausschluß einer Rotation des Behälters, im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt wird.

Technische Aufgabe:

[0007] Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Vermischung oder Trennung von entweder zu vermischenden oder zu trennenden Substanzen gemäß der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine verbesserte Vermischung oder Trennung von Bestandteilen gestatten, die ansonsten schwer zu vermischen sind oder bei Trennung nur einen geringen Unterschied im spezifischen Gewicht aufweisen, wobei die Vorrichtung für viele Anwendungen eine verbesserte Probenbehandlung gestatten sollen.

Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Antriebseinheit aus wenigstens zwei exzentrisch drehbar gelagerten Exzenterrädern oder Exzenterwalzen besteht, welche synchron angetrieben sind und die einen gleichbleibenden Spalt ausbilden, innerhalb desselben ein Träger geführt ist, der an seinem unteren, unterhalb des Spaltes befindlichen Ende schwenkbar gehaltert ist und der an seinem oberen, oberhalb des Spaltes befindlichen Ende die Halterung für den Behälter trägt, wobei bei Drehung der Exzenterräder der Spalt unter Mitnahme des Träger vor und zurück wandert.

[0009] In vorteilhafter Weise macht sich die Erfindung dabei den Effekt zunutze, daß in Umkehrpunkten oder in Teilen starker sich ändernder Bahnkrümmungen die auf die Teilchen wirkenden Beschleunigungskräfte sehr groß werden und für eine Bewegungsumkehr um 180 Grad sogar gegen unendlich gehen, wenn nur die Zeit für die Bewegungsumkehr genügend klein gemacht wird. Daher ist beim Einsatz der Vorrichtung selbst bei sich sehr schlecht vermischenden Substanzen oder bei der Separation von vermischten Substanzen selbst bei kleinen Unterschieden in der Masse und/oder Dichte eine optimale Vermischung bzw. Trennung gewährleistet.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zum Vermischen von Substanzen unterschiedlicher Massen und/oder Dichten geeignet, die sich nur schwer vermischen lassen.

[0011] Daneben ist die Erfindung auch zum Trennen von Substanzen nach der Masse und/oder Dichte geeignet, wobei in diesem Fall eine kurzzeitige Krafteinwirkung zur Trennung von Teilchen, unterbrochen von Phasen ohne wesentliche Krafteinwirkung, wie es durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht wird, keine oder praktisch keine negativen Beeinflussungen ergibt, sondern sich in vielen Fällen im Hinblick auf weitere Analysen oder Nachbehandlungen der Proben vorteilhaft auf dieselben auswirken kann.

[0012] In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Behälter länglich in Form eines Probenglases gestaltet und erstreckt sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung, wobei das Probenglas im Wesentlichen tangential auf einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten jeweils in den Enden der Bewegungsbahn vor und zurück bewegt wird. Dabei ist eine besonders einfache Kopplung mit der Antriebseinheit möglich, die bei herkömmlicher Auslegung beispielsweise als Elektromotor vorzugsweise eine Drehbewegung hervorruft.

[0013] Der Behälter kann auch entlang einer Ellipse oder entlang einer "∞" mit jeweils zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung auf einer geschlossenen Bewegungsbahn oder entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten auf einer offenen Bewegungsbahn sowie jeweils mit einem vorgegebenen Radius (r) auf einer Kugelschale im Wesentlichen tangential vor und zurück bewegt werden. Vorzugsweise ist das Achsverhältnis lange Achse zu kurzer Achse eine große Zahl. Gleichermaßen kann die Halterung entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten geführt sein.

[0014] In weiterer Ausgestaltung ist der Behälter länglich in Form eines Probenglases gestaltet und erstreckt sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung; mittels der Antriebseinheit ist der Behälter auf einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer räumlichen Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten oder auf einer geschlossenen Bewegungsbahn entlang einer räumlichen Ellipse mit zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung sowie jeweils vorgegebenem Radius (r) im Wesentlichen tangential vor und zurück geführt.

[0015] Zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung besteht die Antriebseinheit in vorteilhafter Weise aus wenigstens zwei exzentrisch drehbar gelagerten Exzenterrädern oder Exzenterwalzen, welche synchron angetrieben sind und die einen gleichbleibenden Spalt ausbilden, innerhalb desselben ein Träger geführt ist, der an seinem unteren, unterhalb des Spaltes befindlichen Ende schwenkbar gehaltert ist und der an seinem oberen, oberhalb des Spaltes befindlichen Ende die Halterung für den Behälter trägt, wobei bei Drehung der Exzenterrädern der Spalt unter Mitnahme des Träger vor und zurück wandert.

[0016] Des Weiteren kann zur Erzielung einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten die Antriebseinheit aus zwei Zahnrädern bestehen, deren Drehachsen in Abstand voneinander in Wandungen drehbar gelagert und mittels eines Zahnriemens synchron angetrieben sind, wobei auf jedem Zahnrad mit gleicher Exzentrizität ein Exzenterrad angeordnet ist, die zwischen sich den gleichbleibenden Spalt definieren, innerhalb desselben der Träger geführt ist, der von seinem unteren Drehpunkt aus bis zur Halterung des Behälters die Länge des Radius (r) definiert, wobei der Behälter tangential zum Träger angeordnet ist.

[0017] Zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen geschlossenen räumlichen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung ist oberhalb der Antriebseinheit, die Exzenterwalzen aufweist, eine zweite derartige Antriebseinheit mit Exzenterwalzen um 90 Grad versetzt angeordnet, wobei jeweils zwischen den unteren und oberen Exzenterwalzen der Träger geführt ist, welcher als Rundstange ausgebildet und an seinem unteren Ende kardanisch befestigt ist, wobei bei Drehung der Exzenterwalzen der jeweils gebildete untere und obere Spalt, gegenseitig um 90 Grad versetzt sich zum Teil überdecken und unter Mitnahme des Trägers vor und zurück wandern; die Walzenpaare rotieren auf Spalt.

[0018] Eine einfache Steuerung der Antriebseinheit und ein einfacher Aufbau der Vorrichtung ist möglich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal die Antriebseinheit einen Gleichstrommotor, vorzugsweise mit Drehzahlregelung, umfaßt.

[0019] Vorteilhafterweise ist dabei der Gleichstrommotor für Drehzahlen zwischen 30 und 500 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 60 und 300 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Diese Drehzahlwerte ergeben unter Berücksichtigung der Übersetzung der Drehbewegung in eine Doppelhubbewegung des Trägers mit den Probenbehältern eine optimale Bewegungsanzahl pro Zeiteinheit, welche vorzugsweise zwischen 100 und 200 Doppelhüben pro Minute liegt. Dabei bedeutet Doppelhub die Bewegung von einem Umkehrpunkt auf der offenen Bewegungsbahn des Trägers zum anderen Umkehrpunkt und wieder zurück zum ersten Umkehrpunkt. Vorzugsweise ergibt eine Motorumdrehung einen Doppelhub des Trägers.

[0020] Um eine einfache Eingabe von Prozeßparametern zu ermöglichen, enthält eine Speichereinrichtung ein Programm, welches die Bedienungselemente abfragt und entsprechend deren Stellung die Antriebseinheit ansteuert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:

[0021] 

Figur 1

eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung

Figur 2

eine Vorderansicht der Vorrichtung der Figur 1, in welcher Bedienungselemente dargestellt sind

Figur 3

eine Ansicht der Antriebseinheit

Figur 4

eine Ansicht der Antriebseinheit in drei unterschiedlichen Bewegungsstellungen

Figur 5

eine Teilansicht der Draufsicht auf die Antriebseinheit

Figur 6

eine Draufsicht von oben auf das Gehäuse unter Weglassung des Trägers und der Halterung und unter Darstellung eines Teils der Antriebseinheit

Figur 7

eine weitere Antriebseinheit zur Ermöglichung einer elliptischen Bewegung

Figur 8

verschiedene mögliche Bewegungen der Behälter.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung:

[0022] Die in Figur 1 beispielhaft dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer schrägen Vorderwand la sowie mit Seitenwänden 1b und 1c, einem senkrecht nach oben stehenden Träger 2 und einem auf dem Träger 2 vorzugsweise abnehmbar montierten Aufnahmerahmen 3 als Halterung für Probenbehälter 7, 7', 7", 7''', 7"", vorzugsweise Zentrifugengläser, welche fest aber lösbar innerhalb des Aufnahmerahmens gehaltert sind, welcher waagrecht angeordnet ist. Der Aufnahmerahmen 3 kann für eine prinzipiell beliebige Anzahl von Behältern ausgelegt sein. Das vorzugsweise aus leichtem, aber stabilem Material, wie Aluminium, bestehende Gehäuse 1 enthält eine Antriebseinheit 12 für die Bewegung des Trägers 2 und auch eine dazugehörige Steuerung, vorzugsweise auf elektronischer Basis. Der Bereich, in welchem der Träger 2 aus dem Gehäuse 1 herausragt, ist zur Ermöglichung der Bewegung des Trägers 2 als Langloch gestaltet zur Ermöglichung der Bewegung des Trägers 2 und zur Vermeidung des Eindringens von Schmutz oder Feuchtigkeit mit einem elastischen Balgen 4, vorzugsweise aus Gummi, abgedeckt. Der Antrieb des Trägers 2 erfolgt vorzugsweise durch die Antriebseinheit 12, die einen Gleichstrommotor mit Drehzahlregelung umfaßt.

[0023] Vorzugsweise ist der Träger 2 derart im Gehäuse 1 gelagert, daß sich der Aufnahmerahmen 3 auf einem Abschnitt eines Kreisbogens immer zwischen zwei gegenüberliegenden Umkehrpunkten hin und her bewegt. Dabei wirken in den Umkehrpunkten je nach Geschwindigkeit der Bewegungsumkehr sehr hohe Kräfte auf die Teilchen in den Flüssigkeiten ein, die sich in den Probenbehältern befinden können, wodurch eine gute Vermischung von unterschiedlichen Substanzen oder Flüssigkeiten gewährleistet ist.

[0024] Der Träger 2 ist an seinem unteren Ende um einen Drehpunkt 8 schwenkbar gelagert und mittels einer Antriebseinheit 12, welche im wesentlichen aus zwei synchron angetriebenen Antriebsrädern 10, 11 besteht, antreibbar. Dadurch wird der Behälter 7 auf einem Kreisbogen mit dem Radius r vor und zurück geschwenkt, wobei der Behälter 7 tangential und in Ruhestellung waagrecht bezüglich seiner Bewegungsbahn gerichtet ist.

[0025] Auf der schrägen Vorderwand 1a können vorteilhafterweise die Bedienungselemente vorgesehen sein. Diese sind, wie in Fig. 2 dargestellt, zur leichten Eingabe jeder gewünschten Zahl von Motorumdrehungen bzw. von Doppelhüben des Trägers pro Zeiteinheit als Zahlentastatur 5 mit Tasten von 0 bis 9 ausgeführt. Die richtige Eingabe kann dann über eine separate Eingabetaste 5a bestätigt werden. Weiters ist im dargestellten Beispiel ein Ein/Ausschalter 5 b in die Tastatur integriert.

[0026] Um zwischen verschiedenen Betriebsarten - Bedienung über die Tastatur 5, 5a oder Ansteuerung über eine Schnittstelle beispielsweise über einen Computer - umschalten zu können, ist eine Umschalttaste 5c vorgesehen. Die Betätigung einer Modetaste 5d bewirkt die Umschaltung der Vorrichtung in einen Modus, in dem über die Zahlentastatur 5 die gewünschte Anzahl von Umdrehungen pro Minute bzw. die Anzahl der Doppelhübe pro Minute eingegeben werden kann.

[0027] Weitere Betriebszustandstasten 5e, 5f erlauben die Umschaltung in Betriebszustände für Testläufe über eine wieder über die Tastatur 5 wählbare Anzahl von Umdrehungen bzw. über eine bestimmte Zeitspanne, sowie eine Umschaltung in den Eingabe- und Editiermodus für die Anzahl der Umdrehungen bzw. Zeit für den tatsächlichen Betrieb mit den jeweiligen Proben, die über die Tastatur 5 bis 5f eingegebenen Werte, der jeweilige aktuelle Betriebszustand der Vorrichtung, gegebenenfalls Fehlermeldungen usw. können auf einer optischen Anzeigeeinheit 6 abgelesen werden.

[0028] Die Figuren 3 bis 6 zeigen eine technische Ausgestaltung der Antriebseinheit 12, wie sie in der Vorrichtung innerhalb des Gehäuses 1 Verwendung findet. Innerhalb von zwei Wandungen 26, 26' sind Kugellager 25 gehaltert, durch die im Abstand voneinander Achsen 22, 23 geführt sind, auf denen der Wandung 26 benachbart Zahnräder 15, 16 angeordnet sind, über die ein Zahnriemen 18 läuft zum synchronen Antrieb der Zahnräder 15, 16, von denen eines mittels eines (nicht gezeigten) Motors antreibbar ist. Auf den Zahnrädern 15, 16 ist je ein Exzenterrad 19, 20 drehbar angeordnet, wobei die Exzentrizität durch den Abstand der Drehpunkte 19', 20' der Exzenterräder 19, 20 von den Drehachsen 15', 16' der Zahnräder 15, 16 angedeutet ist. Die Exzentrizität der beiden Exzenterräder 19, 20 ist gleich, wodurch zwischen den Exzenterrädern 19, 20 ein in der lichten Breite gleichbleibender Spalt 21 gebildet ist.

[0029] Mittig zwischen den Zahnrädern 15, 16 und innerhalb des Spalts 21 ist ein länglicher Quader 14 angeordnet, der nach unterhalb der Zahnräder 15, 16 reicht und der sich parallel der Drehachsen 22, 23 der Zahnräder 15, 16 erstreckt. Durch den Quader 14 führt an seinem unteren Ende eine Drehachse 24, welche geeignet mittels Kugellager 25 innerhalb der Wandungen 26, 26,' gelagert ist und die zu den Drehachsen 22, 23 parallel verläuft. Aus dem Quader 14 ragen nach oben Tragstäbe 13, die dem Träger 2 der Figur 1 entsprechen.

[0030] Bei Drehung der Zahnräder 15, 16 werden die Exzenterräder 19, 20 mitgenommen, so daß sich der Spalt 21 in senkrechter Projektion hin und her bewegt. Durch diesen Spalt 21 wird der Quader 14 mitgenommen und somit hin und her um die Drehachse 24 geschwenkt. Zur Minimierung der Reibung ist auf den Exzenterrädern 19, 20 je ein kugelgelagerter Außendrehkranz 27 angeordnet, der sich bei Drehung der Exzenterräder 19, 20 auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen des Quaders 14 abrollt. Auf diese Weise beschreibt der Quader 14 bzw. die Tragstäbe 13 eine Bewegungsbahn, die Teil eines Kreisbogens ist, mit je an einem Ende gelegenen Umkehrpunkt; diese Bewegung ist in Figur 4 für drei unterschiedliche Auslenkungen des Quaders 14 um seinen Drehpunkt (17) gezeigt.

[0031] Figur 7 zeigt eine Ausführungsform der Antriebseinheit, die zur Erzielung einer zyklisch durchlaufenen geschlossenen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung und mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung mit gegebenem Radius auf einer Kugelschale dient. Die Antriebseinheit besteht aus zwei Zahnrädern 28, 29, die wiederum synchron, wie im vorhergehenden Beispiel, gehaltert und angetrieben sind. Auf den Zahnrädern 28, 29 ist je eine Exzenterwalze 30, 31 mit gleicher Exzentrizität angeordnet, die bei Drehung der Zahnräder 28, 29 wiederum einen in der Breite gleichbleibenden Mitnahmespalt ausbilden, wie es für das vorhergehende Beispiel beschrieben ist. Oberhalb der Exzenterwalzen 30, 31 befinden sich gleichermaßen an Zahnrädern gehalterte Exzenterwalzen 30', 31', welche identisch dem unteren Exzenterwalzenpaar 30, 31 gestaltet sind. Auf diese Weise definieren auch die Exzenterwalzen 30', 31' einen Mitnahmespalt gleichbleibender Breite zwischen sich. Durch die sich deckenden Spalte zwischen den unteren Exzenterwalzen 30, 31 und den oberen, um 90° hier gedrehten Exzenterwalzen 30', 31' ist ein Träger 32 geführt, der als Rundstange ausgebildet ist, um den Bewegungen der Exzenterwalzenpaare 30, 31 und 30', 31' folgen zu können. Das untere Ende des Trägers 32 ist kardanisch gelagert.

Liste der Bezugszeichen:

[0032] 

1

Gehäuse

1a

schräge Seitenwand

1b, c

senkrechte Seitenwände

2, 32

Träger

3

Halterung, wie Aufnahmerahmen

4

Gummibalg

5a

Eingabetaste

5b

Ein-Ausschalter

5c

Umschalttaste

5d

Modetaste

5e, f

Betriebszustandstasten

6

Anzeigeeinheit

7, 7', 7", 7''', 7''''

Probenröhrchen oder Zentrifugengläser

8

Drehpunkt

9

Achse

10, 11

Antriebsräder

12

Antriebseinheit

13, 13', 13"

Tragstäbe in verschiedenen Auslenkungen

14

länglicher Quader

15, 16, 28, 29

Zahnräder

15', 16'

Drehachsen der Zahnräder

17

Drehpunkt des Quaders

18

Zahnriemen

19, 20

Exzenterräder

19', 20'

Drehpunkte der Exzenterräder

21

beweglicher Spalt

22, 23

Drehachsen der Zahnräder

24

Drehachse des Quaders

25

Kugellager

26, 26'

Wandungen

27

Außendrehkranz

30, 31

Exzenterwalzen

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Vermischen/Trennen von Substanzen unterschiedlicher Masse und/oder Dichte mit wenigstens einem, für die Aufnahme dieser Substanzen bestimmten Behälter (7,7',7'',7''',7''''), der in einer Halterung (2,3) gehaltert ist, welche durch eine Antriebseinheit (12) mitsamt Motor unter Mitnahme des Behälters (7,7',7'',7''',7'''') beweglich ist, wobei der Behälter (7,7',7'',7''',7'''') bzw. die Halterung (2,3) mittels der Antriebseinheit (12) entlang einer zyklisch durchlaufenen offenen oder geschlossenen Bewegungsbahn mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung oder zumindest zwei Umkehrpunkten mit in diesen Bereichen bzw. Umkehrpunkten stattfindender großer Bahnbeschleunigung im Wesentlichen tangential vor und zurück führbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinheit (12) aus wenigstens zwei exzentrisch drehbar gelagerten Exzenterrädern (15,16) oder Exzenterwalzen (30,31) besteht, welche synchron angetrieben sind und die einen gleichbleibenden Spalt (21) ausbilden, innerhalb desselben ein Träger (2,32) geführt ist, der an seinem unteren, unterhalb des Spaltes (21) befindlichen Ende schwenkbar gehaltert ist und der an seinem oberen, oberhalb des Spaltes (21) befindlichen Ende die Halterung (3) für den Behälter (7,7',7'', 7"',7"") trägt, wobei bei Drehung der Exzenterräder (15,16) der Spalt (21) unter Mitnahme des Träger (2,32) vor und zurück wandert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinheit (12) aus zwei Zahnrädern (15, 16) besteht, deren Drehachsen (22,23) in Abstand voneinander in Wandungen (26,26') drehbar gelagert und mittels eines Zahnriemens (18) synchron angetrieben sind, wobei auf jedem Zahnrad (15,16) mit gleicher Exzentrizität ein Exzenterrad (19,20) angeordnet ist, die zwischen sich den gleichbleibenden Spalt (21) definieren, innerhalb desselben der Träger (2,32) geführt ist, der von seinem unteren Drehpunkt (17) aus bis zur Halterung (3) des Behälters (7,7',7'', 7''',7'''') die Länge des Radius (r) definiert, wobei der Behälter (7,7',7'', 7''',7"") tangential zum Träger (2,32) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzielung der zyklisch durchlaufenen geschlossenen Bewegungsbahn auf einer Kugelschale mit zumindest zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung mit in diesen Bereichen stattfindender großer Bahnbeschleunigung oberhalb der die Exzenterwalzen (30,31) aufweisenden Antriebseinheit eine zweite derartige Antriebseinheit mit Exzenterwalzen (30,31) um 90 Grad versetzt angeordnet ist und jeweils zwischen den unteren und oberen Exzenterwalzen der Träger (32) geführt ist, welcher als Rundstange ausgebildet und an seinem unteren Ende kardanisch befestigt ist, wobei bei Drehung der Exzenterwalzen (30,31) der jeweils gebildete untere und obere Spalt, gegenseitig um 90 Grad versetzt, sich zum Teil überdecken und unter Mitnahme des Trägers (32) vor und zurück wandern und auf Spalt rotieren.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor der Antriebseinheit (12) ein Gleichstrommotor, vorzugsweise mit Drehzahlregelung, ist, der für Drehzahlen zwischen 30 und 500 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 60 und 300 Umdrehungen pro Minute, ausgelegt ist, wobei der Träger (2,32) bzw. die Halterung (3) zwischen 100 und 200 Doppelhüben pro Minute auszuführen imstande ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter länglich in Form eines Probenglases (7,7',7",7"',7"") gestaltet ist und sich in seiner Längsausdehnung in Richtung der Bewegungsbahn auf der Halterung (2,3) erstreckt und mittels der Antriebseinheit auf einer offenen Bewegungsbahn entlang eines Teils eines Kreisbogens mit vorgegebenem Radius (r) und mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Geraden mit zwei Umkehrpunkten oder entlang einer Halbellipse mit einem Bereich starker Bahnkrümmungsänderung und zwei Umkehrpunkten oder auf einer geschlossenen Bewegungsbahn entlang einer Ellipse mit zwei Bereichen starker Bahnkrümmungsänderung sowie jeweils vorgegebenem Radius (r) auf einer Kugelschale im Wesentlichen tangential vor und zurück führbar ist.

Claims

1. A device for mixing or separating substances having differing masses and/or densities with at least one container (7, 7', 7", 7''', 7"") that serves to receive these substances, said container being held in a holder (2, 3) that can be moved by a drive unit (12) with a motor, while driving the container (7, 7', 7", 7''', 7""), whereby the drive unit (12) can move the container (7, 7', 7", 7''', 7"") and the holder (2, 3) back and forth substantially tangentially along a cyclically traversed, open or closed movement path with at least two areas of substantial modification in the path curvature or at least two cuspidal points with a high path acceleration occurring in these areas or in these cuspidal points, characterized in that
the drive unit (12) consists of at least two eccentrically pivoted eccentric wheels (15, 16) or eccentric rollers (30, 31), which are driven synchronously and that form a constant gap (21) within which a carrier (2, 32) is positioned that is held at its lower end located below the gap (21) so as to swivel, and that carries the holder (3) for the container (7, 7', 7", 7''', 7"") at its upper end located above the gap (21), whereby the gap (21) moves back and forth, driving the carrier (2, 32), when the eccentric wheels (15, 16) rotate.

2. The device according to Claim 1, characterized in that
the drive unit (12) consists of two gear wheels (15, 16) whose rotational axes (22, 23) are pivoted at a distance from each other in walls (26, 26') and that are driven synchronously by means of a toothed belt (18), whereby an eccentric wheel (19, 20) with the same eccentricity is mounted on each gear wheel (15, 16), both of which together define the constant gap (21) within which the carrier (2, 32) is positioned which defines the length of the radius (r) from its lower pivot point (17) to the holder (3) of the container (7, 7', 7", 7"', 7""), whereby the container (7, 7', 7", 7''', 7"") is arranged tangentially to the carrier (2, 32).

3. The device according to Claim 1 or 2, characterized in that,
in order to achieve the cyclically traversed, closed spatial movement path on a space between two concentric spheres with at least two areas of substantial path curvature modification with a high path acceleration occurring in these areas, above the drive unit which has eccentric rollers (30, 31), there is a second such drive unit with eccentric rollers (30, 31) that are offset by 90 degrees, whereby the carrier (32) is positioned between the upper and lower eccentric rollers (30, 31), said carrier being configured as a round rod and being mounted cardanically at its lower end, whereby, when the eccentric rollers (30, 31) are rotated, each of the upper and lower gaps formed here, offset by 90 degrees with respect to each other, partially cover each other and move back and forth, driving the carrier (32) and the roller pairs rotate on the gap.

4. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the motor of the drive unit (12) is a direct-current motor, preferably with speed control, that is dimensioned for speeds between 30 and 500 rpm, preferably between 60 and 300 rpm, whereby the carrier (2, 32) or the holder (3) is capable of performing between 100 and 200 double strokes per minute.

5. The device according to Claim 1, characterized in that
the container has an elongated design in the shape of a test tube (7, 7', 7'', 7''', 7'''') and its lengthwise dimension lies in the direction of the movement path on the holder (2, 3), whereby the test tube is moved back and forth substantially tangentially on an open movement path along a segment of an arc of a circle with a predefined radius (r) and with two cuspidal points or along a straight line with two cuspidal points or along a half-ellipse with one area of substantial path curvature modification and two cuspidal points or on a closed movement path along an ellipse with two areas of substantial path curvature modification as well as each with a predefined radius (r) on a space between two concentric spheres.

Revendications

1. Dispositif pour le mélange ou la séparation de substances de masses et/ou de densités différentes comportant au moins un récipient (7,7',7", 7"',7"") destiné à recueillir lesdites substances et maintenu dans un support (2,3) qui est mobile grâce à une unité d'entraînement (12) avec moteur entraînant le récipient (7,7',7", 7"',7""), le récipient (7,7',7", 7"',7"") et le support (2,3) respectivement pouvant être déplacés en avant et en arrière par l'unité d'entraînement (12), de façon essentiellement tangentielle le long d'une trajectoire ouverte ou close, parcourue de façon cyclique et présentant au moins deux zones avec modification importante de la courbure de la trajectoire ou au moins deux points de retour, avec une forte accélération de trajectoire dans lesdites zones ou lesdits points, caractérisé en ce que
l'unité d'entraînement (12) consiste en au moins deux roues à excentrique (15,16) ou cylindres à excentrique (30,31) montés de sorte à pouvoir effectuer des rotations excentriques et entraînés de façon synchrone, formant un interstice constant (21), à l'intérieur duquel est guidé un support (2,32) dont l'extrémité inférieure située en-dessous de l'interstice (21) est maintenue de façon à pouvoir pivoter et dont l'extrémité supérieure située au-dessus de l'interstice (21) porte le support (3) du récipient (7,7',7", 7"',7""), l'interstice (21) se déplaçant en avant et en arrière lorsque les roues à excentrique (15,16) tournent, tout en entraînant le support (2,32).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
l'unité d'entraînement (12) consiste en deux roues dentées (15,16) dont les axes de rotation (22,23) sont logés de façon à pouvoir tourner et espacés l'un de l'autre dans des parois (26,26') et entraînés de façon synchrone à l'aide d'une courroie dentée (18), une roue à excentrique (19,20) étant disposée avec une excentricité identique sur chacune des roues dentées (15,16), lesdites roues à excentrique définissant entre elles l'interstice constant (21) à l'intérieur duquel est guidé le support (2,32) qui, à partir de son point d'appui inférieur (17) jusqu'au support (3) du récipient (7,7',7", 7''',7'''') définit la longueur du rayon (r), le récipient (7,7',7", 7''',7'''') étant disposé de façon tangentielle par rapport au support (2,32).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce
que, pour obtenir la trajectoire close parcourue de façon cyclique, sur une enveloppe sphérique présentant au moins deux zones avec modification importante de la courbure de la trajectoire et dans lesquelles il y a une forte accélération de la trajectoire, au-dessus de l'unité d'entraînement comportant les cylindres à excentrique (30,31) est disposée une deuxième unité d'entraînement du même type, décalée de 90°, avec des cylindres à excentrique (30,31), et que le support (32) qui présente la forme d'une barre ronde et dont l'extrémité inférieure est fixée en cardan, est guidé entre les cylindres à excentrique inférieurs et supérieurs, les interstices inférieur et supérieur, décalés de 90°, qui se conforment lors de la rotation des cylindres à excentrique (30,31), se recouvrant en partie et se déplaçant en avant et en arrière tout en entraînant le support (32) et tournent en conformant l'interstice.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
le moteur de l'unité d'entraînement (12) est un moteur à courant continu, de préférence avec réglage du régime, conçu pour des régimes compris entre 30 et 500 tours par minute, de préférence entre 60 et 300 tours par minute, le support (2,32) ou le support (3) étant en mesure d'effectuer 100 à 200 doubles courses par minute.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le récipient présente une forme oblongue d'éprouvette (7,7',7", 7"',7"") et est disposé sur le support (2,3) de sorte que son côté long s'étend en direction de la trajectoire et qu'il peut être déplacé en avant et en arrière à l'aide de l'unité d'entraînement sur une trajectoire ouverte le long d'une partie d'un arc de cercle à rayon (r) prédéterminé avec deux points de retour ou le long d'une ligne droite avec deux points de retour ou le long d'une demi-ellipse avec une zone de modification importante de la courbure de la trajectoire et deux points de retour ou encore sur une trajectoire close le long d'une ellipse avec deux zones de modification importante de la courbure de la trajectoire, avec des rayons (r) prédéterminés et de façon essentiellement tangentielle sur une enveloppe sphérique.

Zeichnung