AT398848B

AT398848B - Mikrotom, insbesondere ultramikrotom

Info

Publication number: AT398848B
Application number: AT11190A
Authority: AT
Inventors: Hellmuth Dr Sitte; Helmut Haessig; Klaus Dr Neumann
Original assignee: Sitte Hellmuth
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1995-02-27
Also published as: WO1991010890A1; ATA11190A

Description

AT 398 848 B

Die Erfindung betrifft ein Mikrotom, insbesondere Ultramikrotom, mit einem Gerätesockel, mit einem in einer Lageranordnung schwenkbar gelagerten Präparatträgerstab und mit einer zur Verschiebung eines Messerträgers bzw. Messers vorgesehenen Mikrometerspindel, wobei die Lageranordnung für den Präparatträgerstab und die im wesentlichen unterhalb des Messerträgers bzw. Messers liegende Lagerung für die Mikrometerspindel mit dem Gerätesockel in Verbindung stehen.

Im Hinblick auf eine Reduktion des Gewichtes ohne eine Minderung der Verwindungssteifigkeit wurden nach dem Vorbild des von Porter und Blum 1953 entwickelten Ultramikrotoms (vgl. K.R. Porter und J. Blum, A study in microtomy for electron microscopy, Anatomical Record, Band .117, Sn. 685 - 710, 1953) ab 1953 zunächst die meisten Ultramikrotome zur Gänze aus Aluminiumlegierungen aufgebaut (u.a. Sorvall-Dupont-RMC-Ultramikrotome MT1 und MT2, Reichert-Ultramikrotome OmU2 und OmU3). Man erkannte jedoch bald, daß Aluminiumkonstruktionen neben dem Vorteil einer hohen Verwindungssteifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht den Nachteil eines sehr hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie eines sehr hohen Wärme-Leitvermögens aufweisen. Diese Nachteile führen dazu, daß sich bei Temperaturänderungen im Raum oder einfallender Wärmestrahlung (z.B. Sonnenstrahlung, Wärmestrahlung der Bedienungsperson) Längenänderungen ergeben, welche im u.m-Bereich und damit weit über dem Dickenbereich ultradünner Schnitte liegen, der normal zwischen etwa 0,02 und 0,2 um liegt. Es ist demnach schwierig, mit derartigen Aluminniumkonstruktionen reproduzierbar gleichmäßige Schnittdicken im minimalen Dickenbereich um 0,02 um zu erhalten. Das Phänomen ist bei der Schnittpräparation bei reduzierter Temperatur ("Kyro-Ultramikrotomie" im Temperaturbereich zwischen etwa -80°C und -190°C) so ausgeprägt, daß Aluminiumkonstruktionen für diese Arbeiten kaum geeignet sind (vgl. H. Sitte und K. Neumann, Ultramikrotome und apparative Hilfsmittel für die Ultramikrotomie, in: G. Schimmel und W. Vogell, Methodensammlung der Elektronenmikroskopie, Wissenschaftliche Verlags GmbH Stuttgart 1983, Lieferung 11, Sn. 69 - 91, insbesondere Seite 85). Ab 1958 wurden daher erstmals von LKB mit dem Ultramikrotom LKB-Ultrotome, wiederum Geräte in Stahlkonstruktion angeboten und teilweise hochlegierte Stähle mit extrem geringer Thermoexpansion (z.B. hochlegierte Nickelstähle wie "Invar" von Krupp oder ähnliche Fabrikate) eingesetzt, um Längenänderungen der entscheidenden Konstruktionselemente (z.B. Präparatträgerstab, Messer- und Objekthalterung) auszuschalten oder zumindest auf ein geringes Maß einzuschränken (Geräte mit Stahlkonstruktion u.a. LKB-Ultrotome l/lll/IV/V sowie LKB-Nova und LKB-SuperNova, Reichert-Jung ULTRACUT und ULTRACUT-E sowie Sorvall-Dupont-RMC MT5000 und MT6000). Allen genannten aus Stahl aufgebauten Geräten ist ein extrem hohes Gewicht eigen. Darüber hinaus ist es aus Preisgründen nicht möglich, den im Hinblick auf die erforderliche Verwindungssteifigkeit besonders schweren Gerätesockel aus Spezialstählen minimaler Thermoexpansion (z.B. "Invar mit 35,5 % Ni) auszubilden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mikrotom, insbesondere Ultramikrotom, der eingangs genannten Gattung zu realisieren, bei dem auf einfache Weise ein leichter, in der Fertigung wie im Versand preisgünstiger und in der Manipulation vorteilhafter sowie verwindungssteifer Gerätesockel als Träger für alle Elemente der Präzisionsmechanik der Messer- und Objekthalterung verwendet werden kann, ohne daß die Nachteile einer großen Thermoexpansion bzw. eines hohen Wärmeleitvermögens störend in Erscheinung treten.

Zusätzliche Aufgabe im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Erfindung ist es, die Temperaturschwankungen des Gerätesockels sowie der daran angelenkten Präzisionsteile möglichst gering zu halten, um durch diese einfachen zusätzlichen Maßnahmen die Präzision des Ultramikrotoms im Grenzbereich noch weiter zu steigern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein an sich bekannter, in der axialen Verlängerung der Mikrometerspindel angeordneter und in axialer Richtung spielfrei an die Mikrometerspindel angeschlossener Verlängerungsstab vorgesehen ist, der sich bis zu einem geometrischen Ort erstreckt, der im wesentlichen vertikal unter der Lageranordnung des Präparatträgerstabes liegt, und daß der Verlängerungsstab am genannten geometrischen Ort in axialer Richtung spielfrei mit dem Gerätesockel oder einem gerätesockelfesten Bauteil in Verbindung steht.

Durch eine solche Ausbildung gehen durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Längenänderungen des Gerätesockels nicht störend in die relative Lage zwischen Messer und Präparat ein. Vielmehr geht bei Temperaturschwankungen im wesentlichen nur die thermisch bedingte Längenausdehnung des Verlängerungsstabes im Verhältnis zu der des Präparatträgerstabes in die relative Lage zwischen dem Messer und dem freien Präparatträgerstabende ein. Eine bis in etwa unter das Lager des Präparatträgerstabes verlängerte Spindel ist zwar aus der DE-PS 1 117 900 bereits bekannt. Die Beschreibung und die Figur des genannten deutschen Patentes geben jedoch über die genaue Funktion dieser Spindel keinerlei Aufschluß. Jedenfalls ist das Stirnradgetriebe, welches die Drehbewegung am Knopf 65 in eine Drehbewegung der Spindel umsetzt, keine spielfreie Verbindung, wie sie für den Erfindungsgegenstand wesentlich ist. Durch Drehen am Knopf 65 in der einen Drehrichtung kann man zwar bewirken, daß sich der Teil 66 des 2

AT 398 848 B bekannten Mikrotoms nach vorne (also vom Stirnradgetriebe weg) bewegt, ein Heranziehen des Teiles 66 zum Stirnradgetriebe hin ist aber mit der dargestellten Einrichtung nicht mehr möglich, weil dann einfach das an der Verlängerung der Spindel befestigte Stirnrad vom anderen Stirnrad abheben würde. Weiters ist festzustellen, daß die Spindel des genannten deutschen Patentes 1117900 nicht in einem gerätesockelfe-5 sten Lager unterhalb des Messers axial verschiebbar gelagert ist, wie dies beim Erfindungsgegenstand der Fall ist. Auch stellt das mit dem Drehknopf 65 in Verbindung stehende Stirnrad keinen gerätesockelfesten Bauteil dar.

Durch die konstruktiven Unterschiede zum Erfindungsgegenstand ist das bekannte Mikrotom nicht in der Lage, die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, insbesondere die Auswirkungen von Temperatur-10 Schwankungen möglichst gering zu halten. Die erfindungsgemäße Lehre, praktisch unvermeidbare temperaturbedingte Längenänderungen durch die "spielfreie Verlängerung" der Mikrometerspindel unwirksam zu machen, sodaß die entscheidende relative Lage zwischen Messer und freiem Ende des Präparatträgerstabes sich temperaturbedingt nicht ändert, ist in der DE-PS 1117900 weder geoffenbart noch nahegelegt. Im Gegenteil, in der genannten DE-PS geht die Lehre darin, den Sockel absichtlich mittels eines Elektroma-75 gneten zu verbiegen, um damit einen Rückzug des Messers zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt es, wesentlich leichtere Materialien für den Gerätesockel zu verwenden, die eine kostengünstige Herstellung ermöglichen und die Versandkosten senken. Verwindungssteife Sockel können vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.

Auf diese einfache Weise kann nicht nur die Thermoexpansion des Gerätesockels (Aluminiumsockels) 20 ausgeschaltet werden, sondern beispielsweise bei Einsatz von hochlegierten Nickelstählen (z.B. "Invar", "Indilatans", "Dilatherm" oder andere handelsübliche Legierungen) als Material für den Verlängerungsstab ohne höhere Kosten ein Effekt erreicht werden, welcher der aus Preisgründen unmöglichen Ausbildung des gesamten Sockels aus einer derartigen Speziellegierung entspricht, wobei es besonders vorteilhaft ist, den Präparatträgerstab und den darunter angeordneten Verlängerungsstab zwischen der Mikrometerspindel und 25 dem Gerätesockel aus dem gleichen Material, insbesondere aus einem Material extrem geringer Thermoexpansion (kleiner als 2.10-SK-1, vorzugsweise kleiner als 0,5.10-6 K-1), herzustellen, so daß beide Elemente auf Temperaturänderungen gleichsinnig und mit gleichen Längenänderungen reagieren. Als solche Materialien eignen sich neben hochlegierten Nickelstählen insbesondere auch Quarz und Glaskeramik.

Durch zumindest eine gelenkige Verbindung mit zumindest einem Freiheitsgrad der Rotation bleibt die so Mikrometerspindel um ihre Längsachse drehbar. Die angeführte gelenkige Verbindung zwischen der Mikrometerspindel und dem Verlängerungsstab und/oder dem Verlängerungsstab und dem Gerätesockel kann vorzugsweise durch eine in Achsrichtung wirkende Federvorspannung stets spielfrei gehalten werden. Die angeführte gelenkige Verbindung zwischen der Mikrometerspindel und dem Gerätesockei und/oder dem Verlängerungsstab dem Gerätesockel kann erfindungsgemäß in verschiedener Weise entweder durch 35 ein Spitzenlager oder durch eine hochglanzpolierte hinreichend harte Lagerkugel (z. B. Kugellager-Stahlkugel oder Quarzkugel) bewirkt werden, welche entweder durch kreisförmige Linienberührung (wie beispielsweise aus der AT-PS 199903 an sich bekannt) oder durch Kugelflächen gleicher Radien ("Kalotten") mit den beiden angrenzenden Teilen in Kontakt steht.

Um unerwünschte Zwangskräfte auf die sensible Mikrometerspindel auszuschalten, kann der erwähnte 40 Verlängerungsstab beidseitig mit derartigen gelenkigen Verbindungen, die Verdrehungen um die Stabachse, aber keine axialen Verschiebungen zulassen, versehen werden oder einseitig als Federstab oder Federkardan ausgebildet und lediglich auf der anderen Seite mit einer derartigen gelenkigen Verbindung versehen sein.

Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weitere Maßnahmen zur Reduktion thermisch bedingter uner-45 wünschter Relativbewegungen zwischen dem Präparat und der Messerschneide infolge einer Änderung der Raumtemperatur oder einer einfallenden Wärmestrahlung.

Eine weitere Reduktion der Temperaturempfindlichkeit derartiger Systeme kann im Rahmen einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Präparatträgerstab und der darunter befindliche Verlängerungsstab mit einer Hülle aus thermisch isolierendem Material (z.B. Styropor, Polyuret-50 han-Schaum oder Schaumgummi) umkleidet wird, welche rapide Temperaturänderungen durch Luftströmungen ausschalten. Ähnliche Effekte sind dadurch zu erzielen, daß die oben angeführten zylindrischen Elemente durch zylindrische Hülsen umgeben werden, welche einen Luftspalt in der Größenordnung von mindestens 1 mm zwischen der Hülsen-Innenseite und den metallischen Oberflächen des Präparatträgerstabes bzw. des Verlängerungsstabes erzeugen und eventuell zusätzlich durch eine metallisch glänzende 55 Oberfläche Wärmestrahlung reflektieren, sowie durch den Luftspalt in gleicher Weise wie Isolierglas einen raschen Wärmeaustausch zwischen der Raumatmosphäre und dem Präparatträger- bzw. Verlängerungsstab verhindern. 3

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung, sowie ihrer Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems im Vergleich zu einem System nach dem Stand der Technik an Hand der beiliegenden Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigen durchgehend in Seitenansicht:

Fig. 1 : einen schematischen teilweisen Schnitt durch ein Ultramikrotom nach dem Stand der

Technik;

Fig. 2 : einen schematischen teilweisen Schnitt durch bevorzugte Ausführungsformen des erfin dungsgemäßen Systems mit Gerätesockel (Aluminiumsockel), sowie die

Fig. 3 bis 5: spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verlängerungsstabes zur Verlängerung der Mikrometerspindel zur Verschiebung des Messersupportes.

Der Aufbau des in Fig.1 schematisch und teilweise im Schnitt dargestellten Ultramikrotoms ist herkömmlicher Art. Auf einem stabilen, möglichst verwindungssteif ausgebildeten Metallsockel 1 ist vorne (links) der Support für den Messerträger 2 mit dem Messer 3, hinten (rechts) der Lagerbock 4 mit dem Hauptlager 5, dem am Hauptlager angelenkten Zwischenhebel 6 und dem an diesem Zwischenhebel 6 wiederum angelenkten Präparatträgerstab 8 mit dem Präparat 9 befestigt. Die gesamte Mechanik zum Vorschub und zur Bewegung des Präparates ist durch eine Abdeckung 10 geschützt. Zu dieser Mechanik zählt im wesentlichen die mit einem Exzenter 11 versehene Antriebswelle 12, die mit einem nicht dargestellten Lagersystem, Handrad und/oder Motorantrieb in Pfeilrichtung gedreht wird und dabei über das Zwischenglied 13 die schwingende Auf- und Ab-Bewegung des Präparatträgerstabes 8 um das Lager 7 bewirkt. Das Präparat 9 berührt nur beim abwärts verlaufenden "Schneidegang" zur Abnahme eines Schnittes die Schneide des Messers 3. Nach Erreichen der tiefsten Position wird der Präparatträgerstab 8 durch Anheben des Bolzens 14' des Hubmagneten 14 zurückgezogen, so daß das Präparat 9 abseits (hinter) der Messerschneide in seine Ausgangsstellung über dem Messer 3 zurückgeführt wird ("Single Pass-Bewegung", vgl. hierzu H.Sitte und K. Neumann, l.c.1983, Sn 37-43, sowie H.Sitte, Ultramikrotomie, mta-Joumal Extra Nr. 10, Umschau-Verlag Breidenstein GmbH, 1985, Sn. 1-8, insbesondere Abb. 9 auf Se.7). Der Vorschub des Präparates 9 gegen das Messer 3 erfolgt zwischen zwei aufeinander folgenden Schneidegängen, beispielsweise durch die mit einem Schrittmotor 15 in bekannter Weise über eine Kupplung 16 um diskrete vorwählbare Beträge gedrehte Mikrometerspindel 17. Den satt anliegenden, spielfreien Kontakt zwischen dem Ende der Mikrometerspindel 17 und dem Fortsatz 6' des Zwischenhebels 6 gewährleistet während der Abnahme des Schnittes ein Federelement 18.

Der Support für das Messer 3 in seiner Halterung 2 ist nach Fig. 1 üblicherweise als Kreuzsupport zum Anrücken des Messers 3 an das Präparat 9 ("Nord-Süd-Verschiebung"), sowie zum transversalen Verschieben des Messers 3 relativ zum Präparat ("Ost-West-Verschiebung”; im Schema der Fig.1 nicht dargestellt) ausgebildet. Die Nord-Süd-Verschiebung erfolgt in bekannter Weise mittels einer Mikrometerspindel 19, deren Spindelmutter 20 mit der Supportplatte 21 starr verbunden ist und daher diese entsprechend der Drehung der Spindel 19 um ihre Längsachse 22/22' vor oder zurück bewegt, wobei diese Drehung der Spindel 19 vorzugsweise mittels eines Handrades 23 erfolgt.

Eine optimale Funktion dieses herkömmlichen Systems nach Fig. 1 ist abgesehen von einer präzisen Funktion der Vorschubs-, Antriebs- und Lagerelemente sowie des Single-Pass-Rückzugs davon abhängig, daß alle zwischen der Schneide des Messers 3 und der Frontfläche des Präparates 9 befindlichen Elemente, dies sind insbesondere die Elemente 2,21, 20,19,1,4 und 8, ihre Länge in Nord-Süd-Richtung exakt beibehalten oder im Falle einer Längenänderung ihre Längen gleichsinnig, im gleichen Ausmaß und synchron ändern. Da es nicht möglich ist, die Lufttemperatur des Arbeitsraumes konstant zu halten und das Gerät vor Wärmestrahlungen restlos abzuschirmen, kann diese Voraussetzung in der Praxis nicht erfüllt werden. Besonders nachteilig wirken sich hierbei die Nachtabsenkung moderner Heizanlagen, die während der üblichen Arbeitsvorgänge stets wechselnde Wärmestrahlung der Bedienungsperson, sowie Luftströmungen im Verein mit dem Umstand aus, daß die Hauptmasse des Gerätes im Sockel 1 enthalten ist und daß demgegenüber beispielsweise die Masse des Präparatträgerstabes 8 im Vergleich äußerst gering ist: Eine Schwankung der Raumtemperatur, eine Wärmestrahlung oder ein Luftzug wirken sich daher im thermodynamischen Ablauf zunächst vorwiegend am Präparatträgerstab 8 aus, während der schwerere Stativsockel 1 erst mit Verzögerung reagiert. Der Längenabschnitt L des massiven Gerätesockels 1 wird sich daher viel langsamer verändern, als der Längenabschnitt I zwischen dem Lager 7 und der Frontfläche des Präparates 9, da der Präparatträgerstab 8 aus Gründen der Belastung des Lagersystems 7/5, sowie der Vibrationsempfindlichkeit in der Regel möglichst leicht ausgebildet wird. Die angeführten thermodynamisch bedingten Längenunterschiede (L-l), die eine unregelmäßige Schnittfolge bewirken, werden umso störender in Erscheinung treten, je größer die Unterschiede zwischen den (linearen) thermischen Ausdehnungskoeffizienten und den Wärmeleitwerten der für den Sockel 1 und den Präparatträgerstab 8 verwendeten Materialien ist. Wie bereits eingangs erwähnt, sind Unregelmäßigkeiten daher bei dem Einsatz von Aluminiums legierungen um 4

AT 398 848 B ein Vielfaches größer, als beim Einsatz von Eisenlegierungen, wobei unter den Eisenlegierungen wiederum die bereits angeführten Legierungen mit einem hohen Nickelanteil einen extrem kleinen Ausdehnungskoeffizienten und eine extrem schlechte Wärmeleitung aufweisen und daher die besten Voraussetzungen für eine optimale Reproduzierbarkeit der Schnittdicken offerieren. Wie bereits erläutert, ging man daher trotz der höheren Kosten und des nachteiligen hohen Gewichtes der Geräte dazu über, Ultramikrotome ausschließlich aus Eisenlegierungen herzustellen.

Anhand von Fig. 2 wird dargelegt, daß es trotz der Verwendung eines leichten Gerätesockels 1' aus einer verwindungssteifen Aluminiumlegierung mit der erfindungsgemäßen Anordnung auf technisch einfache Weise möglich ist, thermodynamische Längenänderungen, die zu einer unregelmäßigen Schnittfolge führen, nicht nur auf der bei Stahlbauteilen üblichen Größenordnung zu halten, sondern sogar unter diese Größenordnung zu reduzieren. Im Rahmen einer besonders einfachen Ausgestaltung dieser Erfindung ist die Mikrometerspindel 19' unmittelbar hinter der Support-Basisplatte 24 mit einem Verlängerungsstab 25 aus einer Legierung minimaler Thermoexpansion, beispielsweise einer Legierung mit hohem Nickelgehalt (z.B. "Invar") verbunden, die unterhalb des Präparatträgerstabes 8 verläuft und unterhalb des Lagers 7 über ein Spitzenlager 26 direkt oder über starre Zwischenglieder (z.B.Lagerbock 4') mit dem Aluminiumsockel 1' verbunden ist.

Der starr an die Mikrometerspindel 19’ befestigte Stab 25 wird durch ein Federelement, vorzugsweise durch die dargestellten Tellerfedern 27 zwischen der Scheibe 28 und der hinteren Begrenzung der Support-Basisplatte 24 in Pfeilrichtung gegen das Spitzenlager 26 gepreßt, so daß am Spitzenlager 26 stets ein spielfreier Kontakt der beiden Lagerhälften resultiert. Bei Verzicht auf eine anderweitige Lagebestimmung der Mikrometerspindel 19', beispielsweise durch ein Spindelschioß bekannter Art, wird daher die jeweilige Lage der Spindelmutter 20 nicht durch den Längenabschnitt L des Aluminiumsockels 1', sondern ausschließlich durch den Längenabschnitt L' des Verlängerungsstabes 25 bzw. des daran anschließenden Abschnittes der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Stahl gefertigten Spindel 19' bestimmt, wobei vorteilhaft ist, daß bei einer Fertigung aus den gleichen hochlegierten Edelstählen die Thermoexpansion ebenso wie die Wärmekapazität und daher in weiterer Folge das thermodynamische Verhalten der Elemente 8 bzw. 19' und 25 sehr wenig voneinander differieren. Die Scheibe 28 kann bei dieser Anordnung nach Fig. 2 als Riemenscheibe für eine Zahnriemen-Transmission 29 ausgebildet sein, die über einen Schrittmotor 30 in technisch bekannter Weise einen schrittweisen Vorschub oder Rückzug des Messersupportes mit dem Messer 3 bewirkt.

Eine Ausgestaltung dieser Kompensations-Anordnung besteht nach Fig. 3 darin, daß anstelle eines einzigen Spitzeniagers 26 an beiden Enden des Stabes 25' je ein Lager vorgesehen ist, das durch eine Kugel 31 (z.B.Lagerkugel aus gehärtetem Stahl) gebildet wird, wobei die korrespondierenden Flächen am Ende der Mikrometerspindel 19' bzw. an den Enden des Stabes 25' entweder als Kegelflächen K oder als Ränder von Bohrungen B (vgl. auch Aufnahmezylinder 32) ausgebildet Sind. In beiden Fällen resultiert eine kreisförmige Linienberührung, die bei entsprechender Schmierung, insbesondere bei Zusatz eines Friktions-bzw. Stick-sliphemmenden Additivs (z.B. Molybdändisulfid "Molykote") eine betriebssichere Lagerung gewährleistet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein exaktes Fluchten der Achsen 22/22' der Mikrometerspindel 19' und des Stabes 25 (vgl. Fig. 2) nicht mehr erforderlich sind. In ähnlicher Weise kann nach Fig. 4 ein Spitzenlager 33 mit einem "Federlager" 34 kombiniert werden, wobei das "Federlager" in einfachster Weise durch einen Abschnitt stark reduzierten Durchmessers der dem Verlängerungsstab 25/25' entsprechenden Welle 35/35' entspricht. Statt eines derartigen "Federlagers" 34 kann nach Fig. 5 ein "Federkardan" 36 zwischen den Abschnitten 35 und 35' der Welle vorgesehen werden, wobei hier über Kreuz versetzte Einfräsungen auf bei den Seiten der Welle ein Gelenk mit zwei begrenzten Freiheiten der Rotation bilden. Schließlich können nach Fig. 5 für gelenkige Verbindungen ähnlich den Gelenken 19731/25' oder 25731/32 (Auflagen K und B nach Fig. 3), bzw. 19733/35 oder 35/34/35' (Fig. 4), bzw. 35/36/35' (Fig. 5) auch Gelenke mit einer Kugel 31 vorgesehen werden, die beidseitig in der dargestellten Weise von Hohlsphären ("Kalotten”) aufgenommen wird, deren Radien dem Radius der Kugel 31 entsprechen.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems kann nach den Fign. 2 und 5 darin bestehen, daß der der Präparatträgerstab 8 und der Verlängerungsstab 35 durch eine Schaumstoffisolation 38/38' (z.B.Styropor, Polyurethanschaum, Moltopren-Schaum) umgeben sind, welche einen raschen Wärmetransfer zwischen den metallischen Elementen 8,10 oder 35 und der umgebenden Luft, insbesondere im Falle eines Luftzuges, dadurch unterbindet, daß dieser verzögert wird und sich daher bei einer vorgegebenen Dauer eines Schneidezyklus auf den Einzelschnitt weniger stark auswirkt. Ähnliches kann in einer andersartigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß man nach den Fign. 2 und 4 die zylindrischen metallischen Elemente 8 bzw. 35 mit konzentrisch angeordneten metallischen Hülsen 40 bzw. 40' abdeckt, wobei zwischen der Innenwandung der Hülsen 40/40' und den metallischen Oberflächen der zylindrischen Elemente 8 bzw. 35 ein Luftspalt in der Größenordnung von mindestens 1 mm verbleibt, der 5

Claims

AT 398 848 B in der Funktionsweise einer Isolierverglasung einen raschen Wärmetransfer durch Thermokonvektion unterbindet. Die gegenständliche Erfindung kann in unterschiedlichen Ausführungsformen verwirklicht werden, ohne ihren Erfindungscharakter einzubüßen. Insbesondere kann die Erfindung bei unterschiedlichen und von den 5 Fign. 1 und 2 abweichenden Anordnungen der Vorschubs- und Rückzugsmechanik in sinngemäßer Abwandlung realisiert werden. Unerheblich bleiben weiter die Auswahl und Kombination der Gelenktypen am Verlängerungsstab 25, 25' oder 35, welche unter den Nummern 26, 31K, 31B, 33, 34 und 36 in den Fign. 2 bis 5, sowie unter den Nummern 19731/35 in Fig. 5 dargestellt und oben beschrieben sind. JO Patentansprüche 1. Mikrotom, insbesondere Ultramikrotom, mit einem Gerätesockel, mit einem in einer Lageranordnung schwenkbar gelagerten Präparatträgerstab und mit einer zur Verschiebung eines Messerträgers bzw. 75 Messers vorgesehenen Mikrometerspindel, wobei die Lageranordnung für den Präparatträgerstab und die im wesentlichen unterhalb des Messerträgers bzw. Messers liegende Lagerung für die Mikrometerspindel mit dem Gerätesockel in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrometerspindel drehbar und axial verschiebbar in ihrer Lagerung gelagert ist, daß ein an sich bekannter, in der axialen Verlängerung der Mikrometerspindel (19') angeordneter und in axialer Richtung spielfrei an die 20 Mikrometerspindel (19') angeschlossener Verlängerungsstab (25, 25',35) vorgesehen ist, der sich bis zu einem geometrischen Ort erstreckt, der im wesentlichen vertikal unter der Lageranordnung (7) des Präparatträgerstabes (8) liegt, und daß der Verlängerungsstab (25,25 ,35) am genannten geometrischen Ort in axialer Richtung spielfrei mit dem Gerätesockel (Γ) oder einem gerätesockelfesten Bauteil (4') in Verbindung steht. 25
2. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gerätesockel (1') in an sich bekannten Weise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, insbesondere einer Duraluminiumlegierung geringer Elastizität, besteht.
3. Mikrotom nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien, aus denen der Verlängerungsstab (25,25',35) und der Präparatträgerstab (8) bestehen, einen ähnlichen oder gleichen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
4. Mikrotom nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare thermische Ausdehnungskoeffi-35 zient des Materials des Präparatträgerstabes (8) und des Verlängerungsstabes (25,25',35) kleiner als 2.10-5K-1, vorzugsweise kleiner als 0,5.10-6K_1 ist.
5. Mikrotom nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparatträgerstab (8) und der Verlängerungsstab (25,25',35) aus demselben Material gefertigt sind. 40
6. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das Material für den Präparatträgerstab (8) und/oder den Verlängerungsstab (25,25',35) ein hochlegierter Nickelstahl, Quarz oder Glaskeramik ist.
7. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Veriängerungsstab (25,25') unterhalb der Lageranordnung (7) des Präparatträgerstabes (8) drehbar, aber in axialer Richtung spielfrei am Gerätesockel (1') oder einem gerätesockelfesten Bauteil (4') gelagert ist.
8. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrometerspindel 50 (19') und der Veriängerungsstab (25',35) gegeneinander um ihre gemeinsame Längsachse (22-22') verdrehbar, aber in axialer Richtung spielfrei miteinander in Verbindung stehen.
9. Mikrotom nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsstab (35) unverdrehbar, vorzugsweise über ein gelenkiges Federlager, das ein Verschwenken des Verlängerungsstabes zuläßt, 55 mit dem Gerätesockel (1') bzw. einem gerätesockelfesten Bauteil (4') verbunden ist.
10. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerelement zwischen Verlängerungsstab (25',35) und Mikrometerspindel (19') und/oder zwischen Verlängerungs- 6 AT 398 848 B stab (25,25') und Gerätesockel bzw. einem gerätesockelfesten Bauteil (4',32)jeweils in an sich bekannter Weise eine Kugel (31), vorzugsweise eine gehärtete und hochglanzpolierte Lagerkugel aus Stahl oder eine Lagerkugel aus Quarz, angeordnet ist.
11. Mikrotom nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (31) - wie an sich bekannt -beidseits in Lageraufnahmen ruht, wobei sich die Kugel und eine Lageraufnahme jeweils entlang einer kreisförmigen Linie berühren.
12. Mikrotom nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (31) beidseits in Hohlkugelflä-io chen ("Kalotten) der Lageraufnahmen ruht, wobei der Radius der Hohlkugelflächen dem Kugelradius entspricht
13. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerelement zwischen Verlängerungsstab (25',35) und Mikrometerspindel (19') und/oder zwischen Verlängerungs- 75 stab (25,25’) und Gerätesockel bzw. einem gerätesockelfesten Bauteil (4',32) jeweils ein Spitzenlager (26,33) vorgesehen ist, das aus einer kegelförmigen Spitze und einem diese Spitze aufnehmenden Konus besteht, dessen öffnungswinkel den der Spitze übertrifft.
14. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mikrometerspin-20 del (19') eine Zahnriemenscheibe (28) befestigt ist, die über einen Zahnriemen (29) mit einem Schrittmotor (30) verbunden ist, dessen Drehung einen Vorschub oder Rückzug des Messers (3) relativ zum Präparat (9) bewirkt.
15. Mikrotom nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Mikrometer-25 Spindel (19') befestigte oder an ihr angelenkte Verlängerungsstab (25,25',35) und/oder der Präparatträgerstab (8) durch thermisch isolierende Hülsen (38,38') umgeben sind, wobei diese Hülsen vorzugswei- ' se aus einem Kunststoffschaum ausgebildet sind.
16. Mikrotom nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Thermoisolation für den an der 30 Mikrometerspindel (19') befestigten oder an ihr angelenkten zylindrischen Verlängerungsstab (25,25',35) und/oder für den ebenfalls zylindrischen Präparatträgerstab (8) zylindrische metallische Hülsen (40,40') vorgesehen sind, wobei zwischen der Innenwandung der Hülsen (40,40') und den metallischen Oberflächen dieser Elemente (8,25,25',35) ein Abstand in der Größenordnung von mindestens 1 mm besteht. 35
17. Mikrotom nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren metallischen Oberflächen der Metallfolien (39,39') bzw. der Hülsen (40,40') hochglänzend poliert sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 40 45 50 7 55