DE3036538C2 - Schwenkbecher-Zentrifuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schwenkbecher-Zentrifuge, insbesondere zum Zentrifugieren von Blut, gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Zentrifuge auf dem Gebiet der Medizintechnik War der Rotor so ausgebildet, daß die Behälter zur Aufnahme der zu zentrifugierenden Substanz, beispielsweise des Blutes in einem Winkel von etwa 45 Grad zur Rotationsachse starr angebracht sind. Die Oberfläche der zu zentrifugierenden Substanz, beispielsweise die Oberfläche des im Zentrifugiergefäß enthaltenen Blutes, nimmt je nach der Drehzahl der Zentrifuge unterschiedliche Winkel zur Rotationsachse ein. Beim Abschalten der Zentrifuge kann im oberen, flüssigen Teil des Blutes, nämlich im Blutplasma, dadurch ein Strömungsvorgang erfolgen, der bewirkt, daß sich das Plasma im Bereich des Übergangs zum Blutkuchen wieder mit diesem vermischt.

Hs sind auch Zentrifugen bekannt, bei denen an ei

nem Rotor Behälter drehbar gelagert sind, in die das mit der zu zentrifugierenden Substanz gefüllte Gefäß eingesetzt wird. Bei sich drehendem Rotor schwenken die Behälter aus einer zur Drehachse parallelen Lage in eine zur Drehachse senkrechten Lage, Ein solcher Rotor kann einen erheblich höheren konstruktiven Aufwand erfordern. Es sind mehrere Einzelteile, wie Achsen, Gleit- oder Kugellager usw. für eine Zentrifuge mit schwenkbarem Behälter für die Zentrifugiergefäße erforderlich, so daß neben hohen Herstellungskosten auch der Wartungsaufwand und die Anfälligkeit gegen Störungen groß sein kann. Darüber hinaus müssen beim Zentrifugjervorgang neben den Gefäßen mit der zu zentrifugierenden Substanz auch die diese Gefäße umschließenden, schwenkbaren Behälter, und damit eine relativ große Masse in Rotation versetzt werden. Daher muß die bekannte Zentrifuge sehr stabil konstruiert sein, um die aufgrund der relativ hohen Masse auftretenden Zentrifugalkräfte aushalten zu können.

Aus der DE-GM 19 68 851 ist eine Schwenkbecher-Zentrifuge bekannt, bei der der Rotor eine um etwa 90 Grad nach oben abgebogene Hohlkehle aufweist, in der ein Zentrifugiergefäß bei Drehung des Rotors aus seiner Ruhelage in seine horizontale Zentrifugierlage gleitet Beim Gleiten der Zentrifugiergefäße in der Hohlkehle treten jedoch Reibungskräfte zwischen den Gleitflächen auf, die durch die "Zentrifugalkraft überwunden werden müssen. Darüber hinaus müssen die Gleitflächen am Rotor und am Zentrifugengefäß sehr sauber bearbeitet sein, damit eine einwandfreie und gleichmäßige Gleitbewegung ermöglicht wird. Dazu ist es auch erforderlich, daß die Toleranzen für die Abmessungen der Hohlkehle insbesondere im Querbereich über den gesamten Längsbereich der Hohlkehle hinweg gering sind, um ein Verkanten und Verhaken des Zentrifugiergefäßes zu vermeiden. Bei Untersuchungen mit einer solchen Zentrifuge, die die Anmelderin durchgeführt hat, hat sich nämlich herausgestellt, daß bei einer solchen Zentrifugenart Schwierigkeiten beim Zurückgleiten des Zentrifugengefäßes in die Ausgangslage auftreten können, da für dieses Zurückgleiten keine Zentrifugalkräfte, sondern nur die Schwerkraft verantwortlich sind bzw. ist. Die Zentrifugiergefäße können vor der Endlage in dieser Hohlkehle steckenbleiben, so daß ein einwandfreies Zentrifugierergebnis mit der bekannten Zentrifuge unter Umständen nicht möglich ist Ausgehend von der aus der DE-GM 19 69 851 bekannten Schwenkbecherzentrifuge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge zu schaffen, bei der das Zentrifugiergefäß bei seiner Bewegung keine Reibungskräfte zu überwinden hat und richer in die Ausgangslage zurückkehrt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Aufgrund dieser Merkmaie wird eine Gleitbewegung zwischen dem Rotor und dem Zentrifugiergefäß vermieden. Man ist von Reibungskräften unabhängig. Für die Auslenkung des Zentrifugiergefäßes kommt es nicht auf die Überwindung der Reibungskräfte an, so daß ein Auslenken bereits bei geringer Zentrifugalkraft möglich ist. Die Zentrifuge selbst kann in ihren Abmessungen kleingehalten werden. Es erfolgt lediglich eine Abroll- bzw. Kippbewegung des Zentrifugengefäßes. Das Zentrifugengefäß kehrt dabei sicher und zuverlässig in die Ausgangslage zurück, wenn die Zentrifuge abgeschaltet wird. Für den Schwenkvorgang sind keinerlei bewegliche

oder zusätzliche Teiie erforderlich, so daß der Konstruktion«- und Wartungsaufwand bei der erfindungsgemäßen Schwenkbecherzentrifuge denkbar gering ist. Darüber hinaus kann der Rotor mit einer sehr geringen Masse und kleinen Abmessungen hergestellt werden, wodurch die Belastung der Rotorlagerung gering ist und man mit einer geringen Motorleistung auskommt

Das Abrollprofil des Rotors kann vorteilhaft als Profilfläche oder nach als Profükante ausgebildet sein, Dabei kann das Gefäß eine Profilfläche und der Rotor eine Profilkante aufweisen oder umgekehrt

Das Abrollprofil des Rotors muß je nach den Gegebenheiten an das abrollende Gefäß angepaßt sein, derart, daß ein leichtes Abrullen und damit Schwenken des Gefäßes bezüglich der Rotationsebene möglich ist

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abrollprofil des Rotors als Profilkante ausgebildet Vorteilhaft weist das Zentrifugiergefäß als Abrollprofil einen Flansch auf. Bei der Schwenkbewegung rollt dieser Flansch auf dem Abrollprofil des Roters ab. Da normalerweise viele Gefäße vorhanden sind, die mit einer Zentrifuge verwendet werdet, ist es daher wirtschaftlicher, das Abrollprofil am Rotor anzubringen, und den Flansch des Gefäßes mit einer ebenen Fläche zu versehen, die bei der Schwenkbewegung auf dem Abrollprofil des Rotors abrollt Die Herstellung der Gefäße ist daher denkbar einfach.

Vorteilhafterweise ist der Flansch mit dem Zentrifugiergefäß einstückig ausgebildet Es ist jedoch auch möglich, auf das Gefäß einen Flansch für den Zentrifugiervorgang aufzusetzen, so daß normale, im Labor verwendete Gläser, beispielsweise Reagenzgläser zum Zentrifugieren von Substanzen mit der erfindungsgemäßen Zentrifuge verwendet werden können. Es können sowohl runde als auch eckige oder quadratische Gefäße verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Rotor mindestens ein Durchbruch zur Aufnahme des Zentrifugiergefäßes vorgesehen und der Durchbruch weist an den quer zur Rotationsrichtung verlaufenden Seiten die Abrollprofile auf.

Für die Fertigung des Rotors ist es besonders vorteilhaft daß der Rotor einen Ringbereich mit einer dem Abrollprofil entsprechenden rotationssymmetrisehen Form aufweist und daß in diesem Ringbereich mehrere Durchbrüche zur Aufnahme d^r Zentrifugiert gefäße vorgesehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Rotor der Zentrifuge in Aufsicht ohne eingesetztes Zentrifugiergefäß,

F i g. 2 den in F i g. 1 dargestellten Rotor im Querschnitt gemäß der Linie 1-1 der F i g. 1 und

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Zentrifugenrotors im Querschnitt, mit dem eingesetzten Zentrifugiergefäß in verschiedenen Schwenklagen.

In einem um eine Rotationsachse 5 drehbaren Rotor 1 sind Durchbrüche 2 vorgesehen, in denen Zentrifugiergefäße 4 eingesetzt werden. In einem Ringbereich 7, in dem sich auch die Durchbräche 2 befinden, weist der Rotor eine dem Abrollprofil entsprechende rotationssymmetrische Form auf. Die Durchbrüche 2 sind im Rotor einander jeweils diametral entgegengesetzt angeordnet, um eine gleichmäßige, rotationssymmetrisehe Belastung der Lager des Rotors zu gewahrleisten, Fig,3 zeigt das eingesetzte Zentrifugiergefäß 4 in

drei verschiedenen Lagen A, B und C Wenn sich der

Rotor nicht dreht befindet sich das Zentrifugiergefäß 4 in der Lage A, wobei ein Außenflächenbereich des Zentrifugiergefäßes 4 an einer Fläche 6 des Rotors 1 anliegt Das Zentrifugiergefäß 4 kann auch ganz senkrecht nach unten gehalten sein, wenn sich der Rotor nicht dreht

ίο An der Oberseite des Zentrifugiergefäßes 4 befindet sich ein von der Außenwand abstehender Flansch 32 mit einer Abrollfläche 31. Wenn sich der Rotor dreht gelangt das Zentrifugiergefäß 4 aufgrund der durch die Zentrifugierkraft verursachte Schwenkbewegung von der Lage A über die Lage B in die Lage C, in der das Zentrifugiergefäß 4 senkrecht zur Rotationsachse 5 ausgerichtet ist und an einem Anschlag 12 des Rotors 1 anliegen kann. Ober dem Flansch 32 kann ein Gefäßdeckel 33 mit einem Filmscharnier 34 angebracht sein.

Das Abrollprofil 11 des Rotors ? weist einen senkrecht verlaufenden oder in einem geringen Winkel zu Rotationsachse 5 angeordneten Abrollteil 13 auf, der über einen Schwenkbereich 14 in einen Abrollteil 15 übergeht der hier in einem spitzen Winkel zur Normalen der Rotationsachse 5 liegt Dieser Abrollteil 15 kann auch senkrecht zur Rotationsachse 5 ausgebildet sein, so daß das Zentrifugiergefäß 4 in Ruhesteilung parallel zur Rotationsachse 5 liegt

Im Ruhezustand, d. h. wenn sich der Rotor 1 nicht dreht liegt ein Teil der Abrollfläche 31 des Flansches 32 des Zentrifugiergefäßes 4 am im wesentlichen waagerechten Abrollteil 15 an. Wenn sich der Rotor zu drehen beginnt rollt die Abrollfläche 31 des Flansches 32 des Zentrifugiergefäßes 4 auf dem Abrollprofil 11 ab, indem die Abrollfläche 31 des Flansches 32 des Zentrifugiergefäßes 4 über den Schwenkbereich 14 (vgl. die Lage B des Zentrifugiergefäßes 4) auf den im wesentlichen senkrechten Abrollteil 13 des Abrollprofils 11 abrollt Dabei nimmt dann das Zentrifugiergefäß 4 die waagerechte Lage Cein.

Beim Ausschalten des Rotormotors bzw. beim Abbremsen der Rotordrehung rollt dann die Abrollfläche 31 des Flansches 32 des Zentrifugiergefäßes 4 in umgekehrter Reihenfolge vom senkrechten Ahrollteil 13 über den Schwenkbereich 14 (L?ge B des Zentrifugiergefäßes 4) auf das im wesentlichen waagerechte Abrollteil 15 ab, so daß das Zentrifugiergefäß 4 wieder in der ursprünglichen Lage A zur Ruhe kommt.

>(i Das Abrollprofil kann je nach den Gegebenheiten und in Anpassung auf das verwendete Zentrifugiergefäß 4 entsprechend geformt sein. Die Form des Abrollprofils wird dementsprechend für den jeweiligen Fall gewählt.

A.n Ende des Zentrifugiervorganges kann dann das Zentrifugiergefäß 4 in einfacher Weise aus dem Durchbruch 2 im Rotor 1 herausgenommen werden und steht mit seinem Inhalt für eine weitere Verwendung zur Verfügung.

Der Schwenkvorgflig erfolgt durch ein Abrollen der Abrollfläche 31 des Flansches 32 des Zentrifugiergefäßes 4 auf dem Abrollprofil 11.

DieAbrollfläche 31 des Flansches 32 muß nicht eben sein, sondern kann in einer anderen Abrollform ausgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche: ♦

   U Schwenkbecherzentrifuge, insbesondere zum Zentrifugieren von Blut, mit einem Rotor und mit mindestens einem die zu zentrifugierende Substanz aufnehmenden Zentrifugiergefäß, wobei der Rotor ein Profil in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene aufweist, auf dem sich das Zentrifugiergefäß bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) ein Abrollprofil (11) und das Zentrifugiergefäß (4) ein weiteres Abrollelement aufweist, das bei der Abrollbewegung auf dem Abrollprofil (11) des Rotors abrollt
2. 2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn- i> zeichnet, daß das Abrollprofil (11) des Rotors (1) als Profilfläche ausgebildet ist
3. 3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollprofil (11) des Rotors (1) als Profilkante ausgebildet ist
4. 4. Zenty-äuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugiergefäß (4) als AbroUprofil einen Flansch (32) aufweist
5. 5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (32) des Zentrifugiergefä- ßes (4) eine ebene Fläche (31) aufweist
6. 6. Zentrifuge nach Ansprach 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (32) mit dem Zentrifugiergefäß (4) einstückig ausgebildet ist
7. 7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem AbroUprofil (11) des RoiDrs (1) angepaßtes AbroUprofil auf das Zentrifugiergefäß (4)aufsetzb=ir ist
8. 8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß <ai Rotor (1) wenigstens ein Durchbruch (2) zur Aufnahme des Zentrifugiergefäßes (4) vorgesehen ist, und daß der Durchbruch (2) an den quer zur Rotationsrichtung verlaufenden Seiten das Abrollprofil (11) aufweist
9. 9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) einen Ringbereich (7) mit einer dem Abrollprofil (11) entsprechenden, rotationssymmetrischen Form aufweist und daß in diesem Ringbereich (7) mehrere Durchbrüche (2) zur Aufnahme der Zentrifugierge* fäße (4) vorgesehen sind.