DE19853184A1 - Vorrichtung zum Fördern eines Trägerelements - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines eine Mehrzahl von Probenmulden aufweisenden Trägerelements, insbesondere Titerplatte, zu und zwischen Lager- und/oder Bearbeitungsstationen, mit einem eine Aufgabe- und/oder Lagereinheit mit mindestens einer Bearbeitungsstation verbindenden, insbesondere linear wirkenden Fördereinheit zum Transportieren des Trägerelements, wobei die Bearbeitungsstation modulartig mit mindestens einer zum Ausführen einer automatisierbaren Bearbeitungsfunktion auf der Trägerelement bzw. dessen Probenmulden ausgebildeten Funktionseinheit bestückbar eingerichtet ist und zum Übergeben eines Trägerelements zwischen Fördereinheit und Funktionseinheit die Bearbeitungsstation eine mindestens einen Drehteller oder Dreharm aufweisende Schwenkeinrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass als Reaktion auf ein elektronisches Steuersignal ein von der Schwenkeinrichtung gehaltenes Trägerelement um einen vorbestimmten Winkel um eine Drehachse verschwenkt und von der Schwenkeinrichtung zu einem benachbarten Aggregat durch Verschieben übertragen werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines eine Mehrzahl von Probenmulden aufweisenden Trägerelements sowie eine Verwendung einer solchen Vorrich­ tung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Fördern von sog. Titerplatten, nämlich von einstückig, üblicherweise aus Kunststoff gefertigten, mit einer regelmäßigen Matrix aus Probenmulden versehenen Trä­ gerplatten, die üblicherweise bei Reihenversuchen in der Medikamentenforschung oder bei Screening-Tests Verwendung finden.

Gerade im Pharmaziebereich stellt sich aufgrund der großen Anzahl simultan zu bearbeitender Proben, die jeweils einer langen Abfolge komplexer, chemischer oder analytischer Bear­ beitungsschritte unterworfen werden müssen, das Bedürfnis nach einer Automatisierung etwa von Befüllungs- oder Pipet­ tiervorgängen, die traditionell manuell ausgeführt wurden. Zwischenzeitlich stehen hierfür dezidierte Funktionseinhei­ ten in Form von etwa Pipettier- oder Dispensergeräten zur Verfügung, die simultan mehrere Probenmulden etwa einer Titerplatte automatisiert bearbeiten können.

Entsprechend ist es möglich und aus dem Stand der Technik bereits bekannt, mehrstufige Bearbeitungsprozesse einer Titerplatte durch sequentiell aufeinanderfolgende Automaten abzubilden und für einen ebenfalls automatischen Transport der Titerplatten von einem zum nächsten Automaten zu sorgen.

Eine derartige, als bekannt vorauszusetzende Vorrichtung ist jedoch in mehrfacher Hinsicht nachteilig: Zum einen er­ weist sich in der Praxis, dass Bearbeitungsschritte an einer Mehrzahl von in einer Titerplatte enthaltenen Proben selten linear und rein sequentiell erfolgen, und dass einige Bearbeitungsvorgänge mehrfach durchgeführt werden müssen. Auch sind oftmals die konkreten Bearbeitungszeiten an einem jeweiligen Automaten höchst unterschiedlich, so dass es bei bekannten Systemen zu einem bestenfalls diskon­ tinuierlichen Probenfluss durch die Gesamtanordnung und mithin also zu einem ineffizienten Ausnutzen der (teuren) Bearbeitungsautomaten kommt - während ein vorgehender Be­ arbeitungszyklus eines vorgeschalteten Automaten andauert, steht der nachgeschaltete Automat leer.

Selbst wenn es jedoch gelingen würde, etwa durch Kapazi­ tätsanpassungen der verschiedenen Bearbeitungsstufen eines solchen sequentiellen Systems einen gleichmäßigen Durch­ fluss der Proben zu erreichen, so wäre doch eine derartige Anordnung höchst unflexibel und müßte bei einer Umstellung auf einen anderen Bearbeitungs- bzw. Testprozess grundle­ gend umgestaltet werden bzw. wäre in der Regel, insbeson­ dere auch hinsichtlich des verwendeten Fördersystems zwischen den einzelnen Automaten, für den neuen Prozess un­ brauchbar.

Da sich jedoch der Wunsch nach Flexibilität und auch kurz­ fristiger Anpassbarkeit an verschiedene Bearbeitungs- und Testabfolgen zunehmend durchsetzt, ist es Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung, ein Transport- bzw. Fördersystem zu schaffen, welches das effiziente, flexible Transportieren von Trägerelementen, insbesondere in Form von Titerplatten, zwischen einzelnen Bearbeitungsautomaten ermöglicht, ohne dass etwa Parameter- bzw. Prozessänderungen grundsätzliche Neugestaltungen erforderlich machen, oder aber Unregel­ mäßigkeiten und Zeitschwankungen im Bearbeitungsablauf zu ineffizientem Stillstand teurer Bearbeitungs- bzw. Analyse­ automaten führen.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie die Verwendung nach dem Patentanspruch 19 gelöst.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind Bearbeitungs­ stationen vorgesehen, die modulartig mit Funktionseinhei­ ten, etwa Analyse-, Pipettier- oder Dosierautomaten bekann­ ter Art, bestück- und konfigurierbar sind, und die dann über die erfindungsgemäße Schwenkeinrichtung an die För­ dereinheit ankoppelbar sind. Im Rahmen der Erfindung hat die Schwenkeinrichtung eine doppelte Funktion: Zum einen sorgt sie für einen dem empfindlichen Charakter der Trä­ gerelemente angepassten, weichen und weitgehend ruckfreien physischen Transport zwischen Fördereinheit und Funktions­ einheit; darüber hinaus dient jedoch die Schwenkeinrich­ tung, insbesondere wenn sie zum Aufnehmen von mehr als einem Trägerelement ausgebildet ist, zum Zwischenlagern oder Puffern eines gemäß einer aktuellen Ablaufsteuerung im Augenblick nicht für einen konkreten Bearbeitungsschritt vorgesehenen Trägerelements.

Ferner ermöglicht es das Zusammenwirken zwischen Förderein­ heit, die insbesondere ein (bevorzugt bidirektional be­ triebener) Linearförderer ist, und Bearbeitungsstation, gemäß einem aktuellen Versuchs- bzw. Bearbeitungsprozess und der darin verlangten Schritte die notwendige Anzahl und Abfolge von Bearbeitungsstationen mit der Fördereinheit zu verbinden (auch ohne eine besondere physische Reihenfolge der Stationen im Anlagenaufbau einzuhalten), und durch geeignete Transportsteuerung von Fördereinheit und jeweiliger Bearbeitungsstation kann dann, individualisiert für jede - bevorzugt einzeln identifizierte Titerplatte - ein Transportweg durch die vorgesehene Abfolge von Funk­ tionseinheiten gesteuert werden.

Nicht nur ermöglicht dabei die durch die Drehteller sowie mögliche, zusätzlich angeschlossene Lagereinheiten in einer Bearbeitungsstation realisierbare Zwischenpufferung das permanente, effiziente Ausnutzen der (teuren) Funktionsein­ heit, so dass durch geeignete Prozesssteuerung die Ge­ samteffizienz der Anlage deutlich steigt; auch wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine bislang ungeahnte Flexibilität bei der Umrüstung bzw. Einrichtung auf neue oder geänderte Bearbeitungsabläufe geboten; im einfachsten Fall wäre hier lediglich die elektronische Ablaufsteuerung der einzelnen Transport- und Bearbeitungsschritte durch das Gesamtsystem zu ändern.

Im Ergebnis bietet damit die vorliegende Erfindung, basie­ rend auf dem Gedanken weitgehend unabhängiger, bus-artig vernetzter Bearbeitungsstationen, die Möglichkeit zur Pro­ duktivitätssteigerung bestehender Testsysteme sowie zur Flexibilisierung im Hinblick auf sich ändernde Abläufe und sollte daher insbesondere auch für aktuelle, zunehmend an­ spruchsvollere pharmazeutische, biotechnologische und/oder chemische Technologien interessant sein.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So erhält die vorliegende Erfindung Flexibilität dadurch, dass die erfindungsgemäße Schwenkeinrichtung sowohl zum Zu­ sammenwirken mit einer oder mehreren weiteren, benachbarten Schwenkeinrichtungen, weiter bevorzugt linear-kettenartig, geeignet ist, als auch als Übergabe bzw. Transportknoten zwischen benachbarten Funktionseinheiten, oder aber einer zusätzlichen Lagereinheit, dienen kann.

Dabei ist als "Halten" im Sinne der vorliegenden Erfindung jegliche Aufnahme eines Trägerelements auf bzw. in der Schwenkeinrichtung zu verstehen, die in der vorbeschriebe­ nen bzw. nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels noch zu erläuternder Weise das Verschwenken sowie Verschieben zu benachbarten Aggregaten ermöglicht.

Besonders geeignet ist zudem eine Schwenkeinrichtung als Drehteller od. dgl. Einheit realisiert, die mindestens zwei Trägerelemente aufnehmen und gleichzeitig halten kann; ins­ besondere mit dieser Ausführung (bzw. bei Konfiguration für mehr als zwei Trägerelemente) kommt der Schwenkeinrichtung die erfindungsgemäß vorteilhafte Funktion als Zwischenspei­ cher bzw. Zwischenpuffer für nicht aktuell einer Funktions­ einheit zuzuleitende Trägerelemente zu, dient also zur Ver­ gleichmäßigung des Arbeitsflusses durch das System.

Besonders bevorzugt ist es zudem, auf der Schwenkeinrich­ tung für jede Trägerelementaufnahme (besonders günstig mit Hilfe einer oder mehrerer Schienen realisiert) eine Ver­ schiebeeinheit vorzusehen, die weiter bevorzugt mittels eines eine weiche, homogene Bewegung ausübenden, elektromo­ torisch betriebenen Schwenkarms die erfindungsgemäße Ver­ schiebebewegung zum Übertragen realisiert. Durch geeignete Ansteuerung dieses Schwenkarms lassen sich dabei insbeson­ dere gewünschte Bewegungsparameter oder Anpassungen an ein aktuelles Probengut im Trägerelement individuell, flexibel und mit geringstem Aufwand durchführen.

Eine Leseeinheit sorgt weiterbildungsgemäß im Rahmen der Erfindung dafür, dass an jeder Bearbeitungsstation eine ein Trägerelement individualisierende Kennzeichnung, insbeson­ dere ein Barcode od. dgl., von diesem abgelesen und der Pro­ zesssteuerung zugänglich gemacht werden kann. Damit ist es nicht nur möglich, eine aktuelle Position eines jeweiligen Trägerelements im Gesamtsystem zu lokalisieren; auch können Bearbeitungsschritte sowie Bearbeitungszeiten datentech­ nisch mit einem Trägerelement bzw. dessen Inhalt verknüpft werden oder diesem zugeordnet werden, so dass die vorlie­ gende Erfindung es bei Individualisierung der einzelnen Titerplatten es sogar ermöglicht, verschiedene Bearbei­ tungsprozesse bzw. Abfolgen einzelner, von den Funktions­ einheiten durchzuführender Schritte getrennt für gleichzei­ tig im System befindliche Trägerelemente durchzuführen, wo­ mit ein maximaler Grad an Flexibilität erreicht scheint.

Ergänzt werden die Funktionseinheiten durch zusätzlich Pe­ ripherie- bzw. Handlingeinrichtungen, die Funktionen wie das Aufsetzen oder Abnehmen eines Deckels auf das Träger­ element, das Wenden oder Umdrehen einer gehaltenen Träger­ platte, das Be- bzw. Entladen von benutzten oder unbenutz­ ten Trägerelementen aus einem Magazin od. dgl. gemäß notwen­ digen Vorgaben ermöglichen. Diese Funktionen werden be­ darfsweise bevorzugt in einzelnen Bearbeitungsstationen zu­ geordnet und, ebenso wie die Funktionseinheiten, rechner­ gesteuert und individualiert aktiviert.

Letztendlich sind die Möglichkeiten eines durch die vorlie­ gende Vorrichtung realisierbaren Systems zum automatisier­ ten Fördern und Behandeln von Trägerelementen nur durch die maximalen Bearbeitungskapazitäten der einzelnen Funktions­ einheiten in den Bearbeitungsstationen sowie die Rechenlei­ stung der dezentralen und übergeordneten, zentralen Rech­ nereinheiten begrenzt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum För­ dern einer Mehrzahl von Trägerelementen gemäß einer ersten, bevorzugten Ausfüh­ rungsform mit einer Mehrzahl von an einem Doppelgurtförderer als linearem Fördersystem vorgesehenen Bearbeitungs­ modulen;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Lager- bzw. Hotelmodul gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Flüssigkeits- Handhabungsmodul sowie ein Lesemodul gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Leermodul gemäß Fig. 1;

Fig. 5 eine seitliche Perspektivansicht einer in den Bearbeitungsmodulen der Fig. 2 und 3 eingesetzten Drehteller-Trans­ porteinheit mit drei einander benach­ barten Drehteller-Vorrichtungen als Schwenkeinrichtungen;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der An­ ordnung gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 5.

Die Fig. 1 verdeutlicht exemplarisch, wie verschiedene La­ ger- und Bearbeitungsstationen flexibel und prozessabhängig an einer zentralen, linearen Fördereinheit, realisiert durch einen bidirektional betreibbaren Doppelgurtförderer 10, in der Art einer Busstruktur angeordnet sind. Genauer gesagt, weist der Doppelgurtförderer 10 eine in einer Profilanordnung vorgesehene Führung für Polyester-Förder­ gurte 12 auf, die von einem (in den Figuren nicht gezeig­ ten) Getriebemotor gesteuert und bidirektional in Förder­ richtung 14 angetrieben werden können.

Dem Förderer 10 ist eine Stop-, Hub- und Ausschiebeeinheit (in den Figuren nicht gezeigt) zugeordnet, die in ansonsten bekannter Weise die Positionierung einer auf einem Förder­ gurt 12 befindlichen Titerplatte 16 als Trägerelement für Probenmulden relativ zu einem - nachfolgend genauer zu er­ läuternden - Übergabepunkt für einzelne Bearbeitungssta­ tionen ermöglicht und nachfolgend eine jeweilige Titer­ platte 16 in eine geeignete Ausschiebeposition anhebt und in die jeweilige Station schiebt.

Die dem Förderer 10 zugeordnete Ausschiebeeinheit weist als wesentliche Funktionsmerkmale einen durch einen Getriebemo­ tor betätigten, auf eine Seitenfläche der Titerplatte 16 wirkenden Schubhebel auf und entspricht daher konstruktiv der Realisierung der Schwenkeinrichtungen von Bearbeitungs­ stationen zugeordneten Ausschiebeeinheiten; diese werden an späterer Stelle im Detail beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt, dass einends des Doppelgurtförderers 10 ein Lager- bzw. Hotelmodul 18 als Eingangsstation für neue, in den Bearbeitungsprozess einzubringende Titerplatten 16 und/oder als Endstation für fertig bearbeitete Platten vor­ gesehen ist; an dieses Modul 18 schließen sich weitere Be­ arbeitungsstationen in beliebiger oder transportwegopti­ mierter Anordnung an: Zwei Flüssigkeits-Handhabungsmodule 20, ein Lesemodul 22 sowie ein anderenends vorgesehenes Leermodul 24.

Diese Vorrichtungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 2 bis 4 erläutert.

So besitzt das Flüssigkeits-Handhabungsmodul, in der Drauf­ sicht schematisch in Fig. 2 gezeigt, ein aus einem Alumi­ niumprofil gebildetes Systemgestell 26, welches mit arre­ tierbaren Laufrollen (nicht gezeigt) versehen und über ge­ eignete Spindelelemente höhenverstellbar ausgebildet ist. Das Systemgestell weist in der Draufsicht Abmessungen von etwa 145 × 92 cm auf und bietet mehrere Montageplatten bzw. -ebenen zur Anordnung von Funktions- und/oder Schwenkein­ heiten. Seitlich umgeben ist das Systemgestell 26 von einer Außenverkleidung aus getöntem Sicherheitsverbundglas, die bevorzugt längsseitig schiebbar und stirnseitig eine ein­ flügelige Drehtür aufweist. Deckenseitig weist das System­ gestell eine (in den Figuren nicht gezeigte) Beleuchtungs­ vorrichtung auf.

Im Zentrum des Systemgestells für das Lager-/Hotelmodul 18 ist ein Lagerschachtsystem 28 für eine Mehrzahl von Titer­ platten 16 in Form eines Drehmagazins vorgesehen. Eine der­ artige Vorrichtung ist beispielsweise als CYTOMAT 6000, Herstellerfirma Hereaus, handelsüblich und weist eine von einer nicht gezeigten, dem Gesamtsystem zentralen Steuer­ einheit gesteuerte, autarke, speicherprogrammierbare Steuerung auf.

Über ein schematisch gezeigtes Handlingsystem 30 können einzelne Titerplatten 16 der Lagerschachtanordnung 28 ent­ nommen werden bzw. in diese wieder eingeführt werden, und das Handlingsystem 30 übergibt dann etwa eine entnommene Titerplatte 16 auf einen Übergabe-Drehteller 22, welcher dann in der vorbeschriebenen Weise mit dem Doppelgurt-För­ dersystem 10 zum Beschicken des Fördergurtes 12 zusammen­ wirken kann. Aufbau und Wirkung des Drehtellers entsprechen der an späterer Stelle im Zusammenhang mit den Fig. 5 bis 7 zu beschreibenden Drehtelleranordnung.

Ergänzend weist das Handlingsystem 30 des Lagermoduls 18 eine berührungslose Leseeinheit in Form eines (ansonsten bekannten) Barcode-Lesers auf, mit welchem geeignete, einer jeweiligen Titerplatte 16 individuell angebrachte Barcodes gelesen und dann elektronisch der lokalen Modul-Streuerein­ heit sowie der zentralen Systemsteuereinheit für Steuerungs- und Auswertezwecke zugeordnet werden können.

Ergänzend weist das Lagermodul 18 gemäß Fig. 2 noch weitere unterstützende Einheiten auf, die in der Figur nicht geson­ dert gezeigt sind; so ist dem Übergabe-Drehteller 32 eine Hub-Dreheinheit zugeordnet, die hier den Zweck hat, eine auf dem Drehteller liegende Titerplatte, die (als frisch hergestellte, bislang unbenutzte Vorrichtung) mit einer schützenden Versiegelung in Form einer Folie versehen ist. Vor der weiteren Behandlung der Titerplatte (in weiteren Bearbeitungsstationen) wird durch Wirkung der Hub-Drehein­ heit eine solche, versiegelte Titerplatte durch Druckbewe­ gung gegen einen geeignete Stifte aufweisenden Festanschlag entsiegelt, d. h. die Folie wird oberhalb der Abdeckmulden mechanisch geöffnet und steht dann etwa für ein Befüllen mit geeigneten Probenflüssigkeiten und weitere Bearbei­ tungsschritte bereit.

Als weitere, nicht gezeigte Zusatzeinheit weist das Lager­ modul 18 zudem eine Deckel-Handhabungseinheit auf, die, mittels eines geeigneten Schlittens und zugeordneter Va­ kuum-Saugvorrichtung, einer jeweiligen Titerplatte zugeord­ nete Deckel abnehmen oder aufsetzen kann und Deckel im nicht-aufgesetzten Zustand in einem zugeordneten, einen Ma­ gazinschacht aufweisenden Deckelmagazin ablegt. Unterstützt wird diese motorisch- bzw. unterdruckbetätigte Deckelhand­ habung durch eine ebenfalls elektromotorisch unterstütze Klemmeinheit, die zum zuverlässigen Abnehmen eines Titer­ plattendeckels die eigentliche Platte durch Verklemmen fi­ xiert.

Unter Bezug auf die Fig. 3 wird nachfolgend der Aufbau und die Funktionsweise eines Flüssigkeits-Handhabungsmoduls 20 beschrieben, wobei strukturell dieses Modul weitgehend identisch dem Lesemodul 22 ist, so dass die Erläuterung beider Module unter Bezug auf die Fig. 3 erfolgen kann.

Wie auch das Lagermodul 18 ist für die Module 20, 22 ein aus einem Aluminiumprofil gefertigtes Systemgestell 26 vor­ gesehen und weist identische Außenabmessungen, Verkleidun­ gen und Applikationen auf; selbiges gilt für das Systemge­ stell des Leermoduls 24 in Fig. 4. Die Fig. 3 und 4 zei­ gen schematisch eine stirnseitig vorgesehene, einflügelige Drehtür 34.

Die Darstellung des Flüssigkeits-Handhabungsmoduls der Fig. 3 entspricht der Anordnung dieses Moduls im Gesamtsystem der Fig. 1, d. h., der Doppelgurtförderer 10 verläuft entlang der linken Stirnseite der in Fig. 3 gezeigten Anordnung.

Entsprechend sorgt eine aus drei Drehtellern bestehende Drehteller-Transporteinheit 36 für die Übernahme einer Titerplatte 16 von dem Fördergurt 12 bzw. die Übergabe zu diesem sowie den weiteren Transport zu bzw. von im Flüssig­ keits-Handhabungsmodul montierten Funktionseinheiten. Ge­ nauer gesagt, sorgt ein im linken Endbereich vorgesehener Übergabe-Drehteller 38 (funktional dem Übergabe-Drehteller 32 der Fig. 2 entsprechend) für das Zusammenwirken mit dem Fördergurt und übergibt durch Schwenkbewegungen von 180° um eine zentrale Schwenkachse und ein nachfolgendes Ausschie­ ben eine vom Fördergurt 12 entnommene Titerplatte 16 zu einem mittleren Drehteller 40.

Dieser kann entweder - mittels 180°-Verschwenkung und nachfolgendes Ausschieben - zur Weitergabe der Titerplatte an einen endseitigen (funktionsseitigen) Drehteller 42 an­ gesteuert werden, oder aber durch Verschwenken um 90° mit einer den mittleren Drehteller 40 zugeordneten Drehteller- Magazineinheit 44 zusammenwirken.

Die Drehteller-Magazineinheit 44 (auch als plate lift be­ zeichnet) in der in Fig. 3 dargestellten Version weist vier auf einer Drehtellerplatte 46 montierte, sich vertikal (d. h. aus der Zeichnungsebene heraus) erstreckende Magazin­ schächte mit integrierten Linearführungen, Gewindespindel­ elementen und Führungsschlitten auf, so dass eine von dem mittleren Drehteller 40 in Richtung auf die Magazineinheit 44 positionierte Titerplatte durch Ausschieben aus dem mittleren Drehteller (bzw. durch Einschieben in diese) einen Übergabevorgang in die Magazineinheit 44 bzw. einen Entnahmevorgang von dieser bewirken kann. Gemäß einer be­ vorzugten Konfiguration sind von den vier gezeigten Maga­ zinschächten drei Schächte für Entnahmezwecke von (bevorzugt manuell eingesetzten) leeren Titerplatten vorge­ sehen, während ein vierter Schacht zur Abgabe oder zum Zwischenlagern fertig bearbeiteter bzw. noch in Bearbeitung befindlicher Titerplatten vorgesehen ist.

Dem mittleren Drehteller ist zusätzlich eine vorstehend im Zusammenhang mit dem Übergabe-Drehteller 32 der Fig. 1 be­ reits beschriebene, nicht gezeigte Hub-Dreheinheit zum ge­ zielten Anheben einer Titerplatte sowie zum Versetzen einer Titerplatte in seiner Position im Drehteller um 180° zuge­ ordnet, genauso wie eine Einheit zur Handhabung eines Deckels.

Weitere Funktionseinheiten, die in der in Fig. 3 gezeigten Weise dem endseitigen Drehteller 42 zugeordnet und in 90°-Win­ keln um diesen herum plaziert sind, sind eine Pipet­ toreinheit 48 (Hersteller: z. B. Opal-Jena), eine Inkuba­ toreinheit 50 (Hersteller: z. B. Heraeus) und eine Dispen­ sereinheit 52 (z. B. Multidrop 384, Hersteller LAB- Systems/Opal).

Beim Einsatz als Lesemodul 22 ist statt der Dispenserein­ heit 52 eine (nicht gezeigte) Leseeinheit vorgesehen, die in ansonsten bekannter Weise das Ablesen und Erfassen titerplattenspezifischer Informationen, insbesondere in Form von Barcodes, ermöglicht.

Die Anordnung der Fig. 3 ermöglicht es, im Rahmen der Er­ findung mittels Übergabe-Drehteller 38 Titerplatten von dem Fördergurt 12 zu nehmen bzw. zu diesem zu übergeben und nachfolgend die Titerplatten über den mittleren Drehteller 40 bzw. den endseitigen Drehteller 42 zu einer der Funk­ tionseinheiten 48, 50, 52 weiterzureichen oder aber eine Titerplatte in der Magazineinheit 44 abzulegen. Der endsei­ tige Drehteller 42 ermöglicht dabei das sequentielle Be­ schicken der Einheiten 48, 50, 52; darüber hinaus ist es möglich, dass gleichzeitig jeweils eine weitere Titerplatte von einem jeweiligen Drehteller mitgenommen und geeignet weitergereicht bzw. ausgeschoben wird. Im Ergebnis ermög­ licht so das gezeigte, Modul-eigene Fördersystem der Dreh­ teller-Transporteinheit 36 ein flexibles Transportieren von Titerplatten durch verschiedene Bearbeitungsstationen eines Moduls, bzw. das Zwischenlagern und damit das Puffern aktuell nicht bearbeiteter Titerplatten im Magazin 44 einerseits, oder aber auf einem jeweiligen Drehteller 38, 40, 42 andererseits. Je nach spezifischer Ansteuerung der jeweiligen Transporteinheiten (eine modulspezifisch vorge­ sehene, lokale Steuereinheit sorgt für die autarke Steuerung der Funktionen eines Flüssigkeits-Handhabungsmo­ duls 20 bzw. eines Lesemoduls 22) kann damit eine durch­ flussorientierte Optimierung des Verarbeitungsprozesses aufeinanderfolgender Titerplatten erreicht werden.

Das in der Fig. 4 gezeigte Leermodul 24 dient als Basis für mögliche, kurzfristig einzurichtende bzw. flexible Erweite­ rungen des Prozessablaufsystems; das Systemgestell 26 des Leermoduls 24 bietet hierfür entsprechende Montagemöglich­ keiten. Zur Ankopplung an den Doppelgurtförderer ist im Leermodul 24 lediglich ein Übergabe-Drehteller 54 vorgese­ hen, der analog der Anordnung in Fig. 3 wirkt und betrieben werden kann.

Unter Bezug auf die Fig. 5 bis 7 wird nachfolgend das durch die Drehteller-Transporteinheit 36 der Fig. 3 ermöglichte Fördersystem durch Drehung und Ausstoßen benachbarter Dreh­ teller weiter im Detail beschrieben. Die Fig. 5 zeigt dabei eine Perspektivansicht einer teilweise demontierten Dreh­ teller-Transporteinheit 36 mit linksseitig vorgesehenem Übergabe-Drehteller 38, mittlerem Drehteller 40 und endsei­ tigem bzw. funktionsseitigem Drehteller 42.

Wie insbesondere auch aus der Fig. 6 zu erkennen ist, be­ steht jede dieser Drehtellereinheiten aus einer Drehteller- Grundplatte 56, die auf einer gemeinsamen, durchgehenden Grundplatte 58 einander benachbart entlang einer Dreier­ reihe montiert sind.

Eine Drehtellerscheibe 60 einer jeweiligen Drehtellerein­ heit bildet die Auflage für die in Fig. 5 schematisch im gehaltenen Zustand gezeigten Titerplatten 16: Genauer ge­ sagt ist ein Paar seitlicher Führungsschienen 62 zum Einle­ gen einer jeweiligen Titerplatte 16 so auf der Oberfläche einer jeweiligen Drehtellerscheibe 60 angeordnet, dass eine sichere Führung in radialer Richtung möglich ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen zwei Paare von Füh­ rungsschienen 62 einander gegenüber, so dass jede Drehtel­ lerscheibe 60 zwei Titerplatten 16 aufnehmen kann.

Über eine mittig vorgesehene Tragachse 64, die zugleich die Dreh- bzw. Schwenkachse der Drehtellerscheibe 60 markiert, ist die Scheibe 60 von der jeweiligen Grundplatte 56 beab­ standet; über einen grundplattenseitigen Zahnkranz 66 und ein an einem zugeordneten Schrittmotor 68 angeflanschtes Getriebe 70 wird die Drehtellerscheibe zum Ausführen vorbe­ stimmter Drehbewegungen angetrieben: Übergabeseitiger Dreh­ teller 38 Schritte von 180° rechts- bzw. linksdrehend, mittlerer Drehteller 40 Schritte von 90° rechts- bzw. linksdrehend, funktionsseitiger Drehteller 42 Schritte von 90° rechts- bzw. linksdrehend.

Auf der auflageseitigen Oberfläche einer jeweiligen Dreh­ tellerscheibe ist darüber hinaus eine jedem Führungsschie­ nenpaar 62 zugeordnete Abschiebereinheit 72 vorgesehen. Ge­ nauer gesagt besteht diese Abschiebereinheit aus einem end­ seitig eine drehgelagerte Laufrolle 74 aufweisenden Schub­ hebel 76, der mittels einer exzentrisch von einem Getriebe­ motor 78 angetriebenen Kurbelschwinge 80 in eine Schwenkbe­ wegung so versetzt wird, dass bei ausgeschwenktem Schubhe­ bel 76 dieser durch Angriff der Laufrolle an eine Seiten­ fläche einer Titerplatte diese in den Führungsschienen 62 radial auswärts drückt. Diese Verschiebung weist dabei einen solchen Hub auf, dass ein Verschieben einer Titer­ platte in eine (leere) Führungsschienenaufnahme 62 eines benachbarten, gegenüberliegend positionierten Drehtellers möglich ist. Der Schwenkhub wird durch entsprechende Maß­ nahmen eingestellt bzw. begrenzt.

Wie in der Fig. 5 hinsichtlich der vornliegenden Titer­ platte gezeigt, ist zusätzlich randseitig in der Drehtel­ ler-Grundplatte 60 ein Elektro-Hubmagnet so befestigt, dass dessen Sperrstift 84 im ausgefahrenen Zustand sich durch die Grundplatte 60 hindurch erstreckt und zum Zweck einer Sicherung einer eingelegten Titerplatte deren radiales Her­ ausrutschen aus den Führungsschienen 62 verhindert.

Ergänzend weist die Drehtellerscheibe eine weitere (nicht gezeigte) Bohrung auf, welche mittels eines optischen Ele­ ments abgetastet wird, um so Positions- bzw. Referenzdaten über eine aktuelle bzw. Referenzposition einer jeweiligen Scheibe zu erhalten.

Hinsichtlich der Abschiebereinheit 72 weist der rechte, funktionsseitige Drehteller 42 noch eine weitere Besonder­ heit auf: Hier ist die Abschiebereinheit 72 in Er­ streckungsrichtung der Führungsschienen 62 verschiebbar, wobei in der Fig. 5 bzw. Fig. 6 der zugehörige Antriebsmo­ tor 86 bzw. Elemente des Linearschlittens 88 erkennbar sind. Durch diese zusätzliche, motorisch betätigte Linear­ schlittenanordnung kann daher die Abschiebereinheit um einen zusätzlichen Hub von im dargestellten Ausführungsbei­ spiel etwa 30 mm in einer jeweiligen Abschieberichtung ver­ schoben werden, wobei insbesondere für das Einschieben in die Leseeinheit im Lesemodul 22 ein solcher zusätzlicher Hub notwendig wird.

Durch die gezeigte Drehteller-Transporteinheit 36 der Fig. 5 bis 7 ist damit eine flexible, schonende und präzise För­ derung eingesetzter Titerplatten möglich, wobei durch die elektronische Steuer- und Positionierbarkeit ein Höchstmaß an Anpassbarkeit an verschiedene, zugeordnete Funktions-, Lager- und Transporteinheiten erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt. Nicht nur ist es möglich, die exemplarisch in Fig. 1 gezeigte Konfiguration durch eine beliebige Anordnung von Förderer(n) und Bearbeitungsstatio­ nen zu modifizieren oder zu ergänzen; auch ist innerhalb einer jeweiligen Station, wie vorstehend dargelegt, die Möglichkeit gegeben, mit geringem Rüst- bzw. Umrüstaufwand und flexibel eine oder eine Mehrzahl von geeignet gewählten Funktionseinheiten zum Bearbeiten der Titerplatten vorzuse­ hen, die im Rahmen der Erfindung durch das flexible Trans­ port- und Übergabesystem, welches zugleich als Prozess- Zwischenpuffer für Titerplatten dient, bestückt werden können.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Fördern eines eine Mehrzahl von Pro­ benmulden aufweisenden Trägerelements (16), insbeson­ dere Titerplatte, zu und zwischen Lager- und/oder Be­ arbeitungsstationen, mit einem eine Aufgabe- und/oder Lagereinheit (18) mit mindestens einer Bear­ beitungsstation (20, 22, 24) verbindenden, insbeson­ dere linear wirkenden Fördereinheit (10) zum Trans­ portieren des Trägerelements,
wobei die Bearbeitungsstation modulartig mit min­ destens einer zum Ausführen einer automatisierbaren Bearbeitungsfunktion auf das Trägerelement bzw. des­ sen Probenmulden ausgebildeten Funktionseinheit (44, 48, 50, 52) bestückbar eingerichtet ist
und zum Übergeben eines Trägerelements zwischen För­ dereinheit und Funktionseinheit die Bearbeitungssta­ tion eine mindestens einen Drehteller (60) oder Dreharm aufweisende Schwenkeinrichtung (36) aufweist, die so ausgebildet ist, dass als Reaktion auf ein elektronisches Steuersignal ein von der Schwenkein­ richtung gehaltenes Trägerelement um einen vorbe­ stimmten Winkel um eine Drehachse verschwenkt und von der Schwenkeinrichtung zu einem benachbarten Aggregat durch Verschieben übertragen werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das benachbarte Aggregat eine Funktionseinheit (48, 50, 52), eine Fördereinheit (10), eine weitere, in der Bearbeitungsstation vorgesehene Schwenkein­ richtung (38, 40, 42) oder eine in der Bearbeitungs­ station vorgesehene, ein zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Trägerelementen ausgebildetes Magazin aufweisende Lagereinheit (44) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Fördereinheit ein Linearförderer, insbesondere ein Doppelgurtförderer (10), ist, der eine zum Zusammenwirken mit einer jeweiligen Bearbei­ tungsstation ausgebildete Positions­ steuerungs- und/oder Transfereinheit aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit aus der Gruppe ausgewählt ist, die einen Inkubator (50), einen Dispenser (52), einen Pipettor (48) oder eine Leseeinheit für eine am Trägerelement vorgesehene, bevorzugt optisch ablesbare Kennzeichnung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel 90° oder 180° beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung zum gleichzeitigen Halten von mindestens zwei Trägerele­ menten (16) ausgebildet ist, wobei die Schwenkein­ richtung eine zum radialen Abschieben mindestens eines Trägerelements vorgesehen, bevorzugt motorisch angetriebene Verschiebeeinheit (72) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit einen zum Ausüben einer Druckkraft auf das Trägerelement angetriebenen Schwenkarm (76) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch eine zum Halten und Führen eines Trägerelements auf der Schwenkeinrichtung gebildete Schienenanordnung (62).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation eine Mehrzahl von Funktionseinheiten aufweist, die so an­ geordnet sind, dass sie von einer diesen zugeordneten Schwenkeinrichtung (42) sequentiell oder simultan mit einer bzw. mehreren auf der Funktionseinheit gehalte­ nen Trägerelementen beschickt werden können, oder ein bearbeitetes Trägerelement (16) auf die Schwenkein­ richtung (42) übertragen können.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation eine Mehrzahl von benachbarten Schwenkeinrichtungen, ins­ besondere eine Mehrzahl von zum Halten jeweils einer Mehrzahl von Trägerelementen ausgebildeten Drehtel­ lern, aufweist, die zum Transportieren eines Träger­ elements zwischen einer eingangsseitigen (38), der Fördereinheit zugeordneten Schwenkeinrichtung und einer zwischenliegenden (40) oder endseitigen (42), einer Funktionseinheit zugeordneten Schwenkeinrich­ tung durch aufeinanderfolgende Schwenk- und Ver­ schiebevorgänge benachbarter Schwenkeinrichtungen ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch Mittel zum bevorzugt berührungslo­ sen Erfassen einer aktuellen Schwenkposition und/oder einer Referenzposition der Schwenkeinrichtung, die zum Ausgeben eines elektronisch auswertbaren Signals für eine der Bearbeitungsstation zugeordneten Steuerelektronik ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ge­ kennzeichnet durch eine in einer Bearbeitungsstation vorgesehene Drehvorrichtung, die zum vorbestimmten Ändern der Halteposition eines von der Schwenkein­ richtung gehaltenen, insbesondere eine eckige Um­ fangskontur aufweisenden Trägerelements ausgebildet ist, die bevorzugt als Reaktion auf ein fehlerhaftes Ablesen einer Kennzeichnung des Trägerelements akti­ vierbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ge­ kennzeichnet durch eine in der Bearbeitungsstation vorgesehene Betätigungsvorrichtung zum Abnehmen und/oder Aufsetzen eines für ein Trägerelement vorge­ sehenen Deckels, die bevorzugt unter Druck betrieben ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ge­ kennzeichnet durch eine zentrale Steuerungsvorrich­ tung, die mit einer einer jeweiligen Bearbeitungssta­ tion zugeordneten Steuerelektronik zusammenwirkt und zum Vornehmen einer Ablaufsteuerung von an einem Trägerelement vorzunehmender Bearbeitungsfunktionen ausgebildet ist, wobei die zentrale Steuerungsvor­ richtung Zustands- und/oder Positionsdaten betreffend ein jeweiliges Trägerelement empfängt, die auf der Basis von vom Trägerelement in einer Bearbeitungssta­ tion abgelesener Kennzeichnungsinformationen, insbe­ sondere eines Barcodes, erzeugt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungsvorrichtung und/oder eine Steuerelektronik so ausgebildet sind, dass die Zu­ stands- und/oder Positionsdaten mit Daten über Bear­ beitungs- und/oder Lagerzeiten und/oder -zeitpunkte eines betreffenden Trägerelements verknüpft sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, dass eine einer Bearbeitungs­ station zugeordnete Steuerelektronik so ausgebildet ist, dass alle Betriebsmodi der in der Bearbeitungs­ station enthaltenen Funktionseinheiten sowie Schwenkeinrichtungen von der Steuerelektronik autark kontrolliert und gesteuert werden können.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ge­ kennzeichnet durch Mittel zum Öffnen einer Versiege­ lung eines unbenutzten Trägerelements bzw. der Pro­ benmulden desselben.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation in einem bevorzugt bewegbaren Rahmen (26) aufgenommen ist, der zum Bestücken mit einer Mehrzahl von Funk­ tionseinheiten und/oder Schwenkvorrichtungen mit veränderbarer Anordnung und Konfiguration sowie weiter bevorzugt zum Aufnehmen einer zugeordneten dezentralen Steuerelektronik ausgebildet ist.

19. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zum Realisieren von Bearbeitungsfunktionen in der Medikamenten- und/oder Chemikalienentwicklung.