DE3224774A1

DE3224774A1 - Rotor fuer eine zentrifuge

Info

Publication number: DE3224774A1
Application number: DE19823224774
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Sayama Uchida; Hiizu Setagaya Tokyo Wakita
Original assignee: Kubota Seisakusho KK
Current assignee: Kubota Seisakusho KK
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3224774C2; US4460351A; JPS586257A; JPS5822254B2

Description

— 5 — Γ.,. --Kabushiki Kaisha Kubota Seisakusho,
23-23, Higashiikebukuro 3-chome, Toshima-ku, Toyko, Japan

Rotor für eine Zentrifuge

Die Erfindung betrifft einen Rotor zur Verwendung in einer Zentrifuge, und insbesondere einen Rotor für eine Zentrifuge zum Zentrifugieren und Trennen von Materialien in Sedimentationsrohren bzw. -röhrchen in der Form von Prüfrohren, Reagenzgläsern od.dgl.

Es sind die verschiedensten Arten von Zentrifugen bekannt. So weisen bekannte Zentrifugen (JA-GM-Veröffentlichungen 38-16982 und 46-27172) Rotoren auf, die aus einem starken Werkstück einer Aluminiumlegierung spanabhebend mittels einer Dreh- oder einer Fräsmaschine gefertigt sind, so daß sie ein niedriges Gewicht haben und hohen Zentrifugalkräften widerstehen, die durch Rotation bei hohen Geschwindigkeiten erzeugt werden. So ist die Materialmenge, die für Rotoren benötigt wird, erhöht, was zu einer Erhöhung der Materialkosten führt. Die Herstellungskosten solcher Rotoren sind ebenfalls hoch, da für ihre maschinelle Herstellung eine erhebliche Zeitdauer erforderlich ist.

Der Nutzen von ausschließlich für die Behandlung von Sedimentationsrohren verwendbaren Zentrifugen ist schlecht. Um dem abzuhelfen, ist kürzlich eine Zentrifuge vorgeschlagen worden, die sowohl für die Blutseparation (Bluttrennung) als auch für die Hämatocrit-Bestimmung verwendet werden kann. Die bekannten Zentrifugenrotoren werfen dabei folgende Probleme auf: Zentrifugen für die Hämatocrit-Bestimmung müssen eine vorbestimmte Zentrifugalkraft erzeugen und entsprechen der Blutprüfungspraxis für eine vorbestimmte fortlaufende Zeit arbeiten. Um innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer eine ausreichende Zentrifugalwirkung auf Blutproben zu erreichen, ist es erforderlich, daß die für den Rotor zur Erreichung einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit benötigte Zeitdauer, d.h. die Beschleunigungszeit, verkürzt wird, da während dieser Beschleunigungszeit keine ausreichende Zentrifugalwirkung eintritt. Die Abkürzung der Beschleunigungszeit macht es jedoch erforderlich, den

Rotor so auszulegen, daß er ein geringeres Trägheitsmoment aufweist. Die für Bluttrennung und Hämatocrit-Bestimmungen bisher verwendeten Rotoren sind aber von einer solchen mechanischen Festigkeit und Stärke, die groß genug sind, um Sedimentationsbehältnisse zu tragen, die unter Zentrifugalkraft um ihre Schwenkpunkte nach außen hochschwingen. Die Rotoren haben deshalb ein großes Trägheitsmoment. Um solche Rotoren anzutreiben, damit sie innerhalb einer kurzen Zeitdauer auf eine erforderliche Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden, müssen Motoren verwendet werden, die große Antriebskräfte erzeugen können und daher teuer sind.

Wenn der bekannte Rotor zur Aufnahme und Lagerung von Sedimentationsrohren verwendet werden soll, wird eine Windschutzplatte unterhalb des Rotors geringfügig gedreht, bis Löcher in der Windschutzplatte mit Rohrlöchern in dem Rotor ausgerichtet sind, und es werden Behältnisse schräg in die Löcher in der Platte und dem Rotor eingesetzt, worauf die Sedimentationsrohre mit den Prüfproben in den Behältnissen plaziert werden. Die erwähnte Vorbereitungstätigkeit muß jedes Mal durchgeführt werden, wenn die Bedienungsperson die Zentrifuge benutzt. Werden die Rohrbehälter in die Rohrlöcher in dem Rotor ohne die Prozedur des Ausrichtens mit den Löchern in der Windschutzplatte eingesetzt, kann letztere während der Tätigkeit der Zentrifuge leicht beschädigt werden. Soll der Rotor nach einem Zentrifugieren von Sedimentationsrohren für Hämatocrit-Bestimmungen verwendet werden, so muß die Windschutzplatte hinsichtlich ihrer Winkelstellung bewegt werden, um die Rohrlöcher in dem Rotor zu schließen. Eine Häraatocrit-BeStimmung wird normalerweise bei ungefähr 12.000 U/min und 15.000 G ausgeführt. Werden die Rohrlöcher offen gelassen, so erzeugen sie Luftverwirbelungen, die der Drehung des Rotors einen erhöhten Luftwiderstand entgegensetzen. Der Rotor kann daher nicht die gewünschte hohe Drehgeschwindigkeit erreichen und erzeugt Geräusche hohen Pegels. Auch ist der Rotor insofern unsicher, als er eine fehlerhafte und unfallträchtige Bedienung ermöglicht.

Der herkömmliche, für Bluttrennung und Häinatocrit-Bestiinmungen verwendbare Rotor umfaßt einen flachen Rotorkörper aus Aluminiumlegierung mit Ausnehmungen bzw. Nuten, in denen Kapillarrohre in engem Kontakt gehalten werden. Infolge der Luftreibung an der Oberfläche des Rotors bei Drehung desselben bei hoher Geschwindigkeit wird Wärme erzeugt, die schnell an das Zentrum des Rotors geleitet wird, wo die Wärme eine Temperatursteigerung der Kapillarrohre ergibt. Durch eine solche Wärmeänderung werden die Blutproben in den Kapillarrohren nachteilig beeinflußt, indem die Ausfällung des Blutes variiert und das Blut dazu neigt, der Hämolyse zu unterliegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugen-Rotor geringen Gewichts und ausreichender mechanischer Festigkeit gegenüber gesteigerten Zentrifugalkräften bei hohen Drehgeschwindigkeiten zu schaffen, der einfach und preiswert sowie aus einer relativ geringen Zahl von Einzelteilen herstellbar ist und sich vorteilhaft sowohl für die Aufnahme von Sedimentationsrohren als auch von Kapillarrohren eignet.

Diese Aufgabe wird erfingungsgemäß gelöst durch einen Rotor für eine Zentrifuge mit einer drehbaren Welle, mit einer an letzterer befestigten scheibenförmigen Bodenplatte und mit einer an dieser angeordneten Halteplatte zur Halterung von Behältnissen wie Sedimentationsrohren, wobei die Halteplatte als Ganzes, vorzugsweise einstückig aus einer dünnen Platte hergestellt ist und einen zwischen ihrem Zentrum und ihrem Außenrand angeordneten und nach oben aufragenden gebogenen, ausgebuchteten, gewinkelten oder ähnlich geformten Teil aufweist,-der eine gegen das Zentrum der Halteplatte gerichtete Oberfläche mit einer Mehrzahl Löcher zum Einsetzen der Sedimentationsrohre aufweist,und wobei die Bodenplatte eine Mehrzahl Löcher aufweist, die mit den Löchern in der Halteplatte ausgerichtet sind, um die Sedimentationsrohre darin aufzunehmen. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, daß ein solcher Rotor die Forderungen an geringes Gewicht und gleichzeitig ausreichende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit im Hinblick auf die gesteigerten Zentrifugalkräfte bei hohen Drehgeschwindigkeiten erfüllt, nur aus einer relativ

geringen Anzahl von Einzelteilen besteht, leicht hergestellt werden kann und verhältnismäßig geringe Herstellungskosten erfordert. Ein solcher Rotor kann zur Aufnahme sowohl von Sedimentationsrohren als ggf. auch nach schnellem Umrüsten, wie weiter unten noch näher erläutert wird, von Kapillarrohren verwendet werden. Es ist möglich, mit einem solchen Rotor innerhalb kurzer Zeit ohne das Erfordernis eines Hochleistungsmotors eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, die für Hämatocrit-Bestimmungen erforderlich ist, wenn der Rotor verwendet wird, um Kapillarrohre zu tragen. Die Handhabung eines solchen Zentrifugenrotors ist erheblich leichter als bei konventionellen Rotoren. Außerdem hat der erfindungsgemäße Rotor erheblich verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeleitung.

Für den konstruktiven Aufbau des Rotors ist es zweckmäßig, wenn die Bodenplatte benachbart zum Außenrand der Halteplatte einen vertikalen peripheren Wandteil, Flansch, od.dgl. aufweist, der z.B. dem leichten, paßgerechten Einsetzen der Halteplatte sowie deren sicherer Lagerung dienen kann.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der gebogene Teil der Halteplatte schräge Flächen aufweisen, die sich im wesentlichen im rechten Winkel zueinander erstrecken, wobei die Einsetzlöcher in einer dieser schrägen Flächen vorgesehen sein können und die Anordnung derart sein kann, daß die in diese Löcher eingesetzten Sedimentationsrohre gegen die andere schräge Fläche gehalten sind. So ist mit einfachen baulichen Mitteln eine sichere Lagerung der Sedimentationsbehältnisse im Hinblick auf die auftretenden Zentrifugalkräfte möglich, und auch das Einsetzen selbst läßt sich ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen.

Zur Erzielung einer einfachen, kompakten Anordnung kann die Halteplatte einen Knopf mit einem zentralen Hohlraum und die Bodenplatte eine Befestigungseinrichtung mit einem in den zentralen Hohlraum eingepaßten Schaftteil umfassen. Dabei kann die Befestigungseinrichtung mit zwei Zylinderstufen- oder -absatz-

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teilen versehen sein, wobei sich der Schaftteil von einem ersten derselben erstreckt und die Bodenplatte an dem anderen angebracht bzw. befestigt ist. Zweckmäßig umfaßt die Halteplatte einen an der Befestigungseinrichtung befestigten Befestigungsteil, der so gebogen ist, daß er zu der Bodenplatte einen Abstand aufweist, und der sich oberhalb des ersten zylindrischen Absatzteils befindet. Mit diesen Maßnahmen wird ein einfaches Zusammenbauen des Rotors möglich, wobei die Halteplatte einen ringförmigen gebogenen Teil umfassen kann, der sich relativ zu dem gebogenen Teil radial nach innen hin angeordnet befindet und mit diesem verbunden ist, um so eine sichere Befestigung zu gewährleisten.

Um in einfacher Weise auch die Durchführung von Hämatocrit-Bestimmungen zu ermöglichen, kann der Rotor eine weitere Halteplatte zum Halten von Kapillarrohren umfassen, die anstelle der Sedimentationsrohr-Halteplatte auf der Bodenplatte lagerbar ist, wobei die Bodenplatte eine Befestigungseinrichtung mit einem in die Kapillarrohr-Halteplatte eingepaßten Schaftteil und die Kapillarrohr-Halteplatte an ihrer Oberfläche eine Mehrzahl ringförmiger Erhebungen wie Rippen oder Stege mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Kapillarrohre in einer radialen Anordnung aufweist.

Um beim Einsetzen von Kapillarrohren Nachteile zu vermeiden, die durch die Aufnahmelöcher für die Sedimentationsrohre in der Bodenplatte infolge der hohen Drehgeschwindigkeiten entstehen können, kann die Kapillarrohr-Halteplatte eine Mehrzahl nach unten gerichteter Erhebungen umfassen, die in die Aufnahmelöcher in der Bodenplatte passen und diese damit verschließen.

Zur Erzielung einer möglichst kompakten, geschlossenen Rotoranordnung im Falle des Einsatzes von Kapillarrohren ist es vorteilhaft, wenn die Bodenplatte benachbart zum Außenrand der Halteplatte einen vertikalen peripheren Wandteil, Flansch od.dgl. und die Halteplatte eine einen von dem peripheren Wandteil umgebenen Raum bedeckende bzw. überspannende Abdeckung

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aufweist, die abnehmbar an dem Schaftteil befestigt ist. Dabei kann die Abdeckung einen Knopf mit einem Hohlraum zur passenden Aufnahme des Schafts tragen, wodurch Zusammenbau und Handhabung erleichtert werden.

Um ein möglichst niedriges Gewicht des Rotors zu gewährleisten, kann die Kapillarrohr-Halteplatte aus einem geeigneten Kunststoff- bzw. Plaetikmaterial bestehen.

Vorzugsweise kann benachbart zu den Ausnehmungen der radial äußersten ringförmigen Erhebungen ein sich entlang des Außenrandes der Halteplatte erstreckendes Schutzelement angeordnet sein, durch das die Kapillarrohre gegen Beschädigungen infolge der hohen Zentrifugalkräfte gesichert werden.

Der erfindungsgemäße Rotor kann in besonders zweckmäßiger Weiterbildung als Bausatz für den je nach Wunsch und Erfordernissen am Einsatzplatz wechselweisen Betrieb in der Sedimentation oder Hämatocrit-Bestimmung vorgesehen sein und umfaßt dabei in bevorzugter Weise insbesondere eine scheiben- oder schalenförmige Bodenplatter die eine Mehrzahl Löcher aufweist und einer drehbaren Antriebswelle der zentrifuge verbindbar ist; eine auf die Bodenplatte abnehmbar aufzusetzende Halteplatte mit einer Mehrzahl Haltern zum Tragen einer Mehrzahl Kapillarrohre radial zu der Antriebswelle, wobei die Halteplatte eine Mehrzahl jeweils in die Löcher der Bodenplatte passend einsetzbar Erhebungen aufweist; eine lösbar an der Bodenplatte zum Abdecken bzw. überspannen der auf dieser angeordneten Halteplatte befestigbare Abdeckung; und eine weitere, abnehmbar auf die Bodenplatte aufzusetzende Halteplatte, die eine ringförmige, sich konzentrisch zu der Antriebswelle erstreckende Erhebung dreieckförmigen Querschnitts aufweist, die in ihrem schrägen radial nach innen weisenden Teil eine Mehrzahl von in radialer Ausrichtung mit den Löchern der Bodenplatte gehaltenen Löchern zur Aufnahme einer Mehrzahl Sedimentationsrohre aufweist.

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Weitere Vorteile und Ausführungsformen sowie -möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines Rotors für eine Zentrifuge, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Rotors für eine Zentrifuge in abgewandelter Ausführungsform und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Rotor der Fig. 3 mit teilweise entfernter Abdeckung,

Fig. 1 und 2 geben einen Rotor für eine Zentrifuge nach einer Ausführungsform der Erfindung wieder, der zur Aufnahme bzw. zum Halten von Sedimentationsrohren verwendet wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist der Rotor eine Befestigung 36 mit einem Zentralloch bzw. einer Zentralbohrung 36a zur Aufnahme des oberen Endes einer Motorwelle 12 auf, die mittelbar oder unmittelbar mit einem Motor 11 gekuppelt ist. Das obere Ende der Motorwelle 12, das in die Bohrung 36a eingeführt ist, ist mittels einer Schraube 41 an einem oberen Ende der Befestigung 36 befestigt. Die Motorwelle 12 weist Keile, Stifte oder Federn 42 auf, die in Stiftschlitze 43 in einer unteren Fläche der Befestigung 36 zwecks gemeinsamer Drehung zwischen der Motorwelle 12 und der Befestigung 36 eingefügt sind. Die Befestigung 36 umfaßt zwei zylindrische Absätze oder Stufen, die konzentrisch zueinander liegen, und einen zentralen Wellenteil 36b, der axial zwischen den beiden zylindrischen Absätzen liegt. Der zentrale Wellenteil 36b paßt in eine Zentralbohrung 37b einer Boden- oder Unterplatte 37, die einen entlang ihres ümfanges verlaufenden vertikalen Wandteil bzw. Flansch 37a hat. Die Bodenplatte 37 ist mit der Befestigung 36 mittels einer Mehrzahl Schrauben 39 verbunden, die sich

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über Gewinde in dem untersten Absatz 36c der Befestigung 36 erstrecken. Die Befestigung weist entlang ihrer oberen Außenwand Außengewinde 36d auf.

Die Befestigung 36 und die Bodenplatte 37 bilden gemeinsam eine Rotorbasis, auf der eine Halteplatte 55 zum Tragen von Sedimentationsbehältnissen in Form von rohrförmigen Körpern angeordnet ist. Die Halteplatte ist aus einem Metallblech, z.B. Aluminiumblech, das 2 mm stark und in eine in Fig. 1 dargestellte Querschnittsform gepreßt ist, hergestellt. Die Halteplatte 55 hat eine zentrale Befestigungsbohrung 55, deren Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser der oberen Seitenwandung der Befestigung 36 ist. Die Halteplatte 55 umfaßt einen inneren ebenen Oberflächenteil 55b, der sich um die Zentralbohrung 55a erstreckt und einen Außendurchmesser r.. hat; einen schrägen bzw. geneigten Oberflächenteil 55c, der sich radial nach außen erstreckt und von dem inneren ebenen Oberflächenteil 55b nach unten geneigt ist, wobei der geneigte berflächenteil 55c einen Außendurchmesser r₂ hat; einen ebenen Oberflächentell 55d, der sich von dem geneigten Oberflächenteil 55c radial nach außen erstreckt, die Bodenplatte 37 berührt und einen Außendurchmesser r, hat; und einen schrägen bzw. geneigten Oberflächenteil 55e, der sich radial nach außen erstreckt und von dem Oberflächenteil 55d nach oben geneigt angeordnet ist. Dieser geneigte Oberflächenteil 55e hat einen Außendurchmesser r₄· Ein weiterer schräger geneigter Oberflächenteil 55f erstreckt sich von dem geneigten Oberflächenteil 55e radial nach außen und nach unten geneigt. Der geneigte Oberflächenteil 55f erstreckt sich im wesentlichen im rechten Winkel zu dem geneigten Oberflächenteil 55e und hat einen Außendurchmesser r₅- Der geneigte Oberflächenteil 55f ist radial mit einem ebenen Oberflächenteil 55g verbunden, der mit der Bodenplatte 37 in Berührung steht und radial gesehen außerhalb des geneigten Oberflächenteils 55f liegt. Der ebene Oberflächenteil 55g weist einen äußeren peripheren Rand auf, der benachbart zu einer inneren peripheren Oberfläche des Vertikalflansches 37a der Bodenplatte 37 angeordnet ist.

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Der geneigte Oberflächenteil 55e weist auf das Zentrum der Halteplatte 55 hin und hat eine Mehrzahl im Winkel beabstandeter Löcher 57 zur Einfügung einer entsprechenden Mehrzahl Sedimentationsrohr-Behältnisse 60. Die Löcher 57 sind, in Umfangsrichtung gesehen, in gleichen Abständen zueinander vorgesehen. Jedes der Löcher 57 hat einen Oberrand, der sich nahe eines Oberrandes der geneigten Oberflächenteile 55e, 55f befindet und in dem geneigten Oberflächenteil 55e ausgebildet ist. Die Löcher sind in gerader Zahl angeordnet, die, wie in Fig. 2 gezeigt, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier beträgt. Der geneigte Oberflächenteil 55f hat eine Unterseite, die mit einer Außenwandung der Behältnisse 60 in Berührung gehalten ist, wenn letztere durch die Löcher 57 eingesetzt sind. Damit dient die Unterseite der geneigten Oberfläche 55f dazu, die Behältnisse 60 gegen Zentrifugalkräfte abzustützen, die die Behältnisse 60 bei Drehung des Rotors radial nach außen drücken wollen. Die Bodenplatte 37 weist eine Anzahl Löcher 37c auf, die in gleichen Winkelabständen in jeweils entsprechender Radialausrichtung mit den Löchern 57 in der Halteplatte 55 angeordnet sind, um die Behältnisse 60 aufzunehmen. Die Löcher 37c haben einen geringfügig größeren Durchmesser als die Behältnisse 60. Wenn die Behältnisse 60 durch die Löcher 57 und 37c eingesetzt sind, werden sie im Verhältnis zu der Bodenplatte 37 und der Halteplatte 55 durch radiale innere Ränder der Löcher 57, 37c und die Innenfläche des schrägen Oberflächenteils 55f geneigt gehalten.

Ein Knopf oder Griff 59 umfaßt einen hohlen zylindrischen Teil 59a, der in die zentrale Befestigungsbohrung 55a in der Halteplatte 55 eingesetzt ist. Der Knopf 59 und die Halteplatte 55 sind sicher miteinander durch einen Sprengring 61 verbunden, der in einen peripheren Schlitz in dem zylindrischen Teil 59a eingesetzt ist und an dem zentralen ebenen Oberflächenteil 55b der Halteplatte 55 angreift. Der Knopf 59 weist einen Hohlraum 59 auf, der sich bis in die Nähe des oberen Endes des Knopfes 59 erstreckt und in sich den oberen Endteil der Befestigung 36 aufnimmt. Eine Wandung des Knopfes

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59, die den Hohlraum 59c bestimmt, hat Innengewinde, das mit dem Außengewinde an der oberen Seitenwandung der Befestigung 36 in Eingriff treten kann. Die Halteplatte 55 kann sicher allein dadurch an der Bodenplatte 37 gelagert werden, indem der obere Endteil der Befestigung 36 in den Hohlraum 59c eingesetzt und der Knopf 59 gedreht wird, um ihn auf die Befestigung 36 aufzuschrauben.

Bei vorstehender Anordnung können die Bodenplatte 37 und die Halteplatte 55 durch Verformen, beispielsweise Pressen dünner Metallbleche in die gewünschte Kontur, erzeugt werden. Dadurch ergibt sich ein Rotor, der im ganzen ein geringes Trägheitsmoment hat. Der Rotor kann in der gleichen Zeit wie für herkömmliche Rotoren mittels eines preiswerten Motors zur Erzeugung kleinerer Antriebskräfte auf eine gewünschte Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden. Der Rotor gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich aus einer geringen Anzahl von Teilen zusammen, kann leicht hergestellt werden und verursacht damit in Konstruktion und Herstellung relativ niedrige Kosten. Weiterhin können die Sedimentationsrohr-Behältnisse 60 leicht in ihrer richtigen Position installiert werden, indem sie durch die Löcher 57 in der Halteplatte und die dazu ausgerichteten Löcher 37c in der Bodenplatte eingeführt werden. Für die Anordnung der Behältnisse 60 ist somit kein Vorgehen, das eine besondere Aufmerksamkeit erfordern würde, erforderlich.

Die Bodenplatte 37 und die Halteplatte 55 sind aus Metallblech hergestellt, das dünner als bekannte Boden- und Halteplatten ist. Damit hat der Rotor nach der vorliegenden Erfindung eine geringere Wärmekapazität. Obwohl der Rotor bei Drehung leicht durch Luftreibung erwärmt werden kann, kann er ebenfalls hinsichtlich einer geringeren gespeicherten Wärmemenge sehr schnell gekühlt werden, was dazu führt, daß die reale Temperatur des Rotors während dessen Tätigkeit verringert werden kann.

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Die schrägen Oberflächenteile 55e, 55f bilden in Verbindung miteinander einen ringförmigen gebogenen Teil, der der Halteplatte 55 eine ausreichend große mechanische Festigkeit gibt, um Widerstand gegen Zentrifugalkräfte zu bieten, denen die Halteplatte 55 bei Tätigkeit des Rotors unterliegt. Der geneigte Oberflächenteil 55c, der radial gesehen innerhalb des ringförmigen gebogenen Teils liegt, stellt eine zusätzliche Verstärkung dar. Kräfte oder Beanspruchungen, die dazu führen könnten, die Halteplatte 55 zu verformen, werden von der Bodenplatte 37 und die ebenen Oberflächenteile 55d, 55g aufgenommen, die miteinander gegen solche Verformungskräfte zusammenwirken .

Fig. 3 und 4 geben einen Zentrifugenrotor nach einer anderen Ausführungsform zum Halten von Kapillarrohren wieder. Der Darstellung in Fig. 1 und 2 entsprechender oder gleicher Teile, die in Fig. 3 und 4 ebenfalls erscheinen, sind mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Der Rotor nach Fig. 3 und 4 umfaßt eine Befestigung 36 und eine Bodenplatte 37, die die gleiche Struktur wie die der Befestigung 36 und der Bodenplatte 37 der Darstellung in Fig. 1 und 2 haben. Der Rotor umfaßt außerdem eine Halteplatte 132, die zum Halten von Kapillarrohren auf der Bodenplatte 37 angeordnet ist, und eine Abdeckung 133, die die Halteplatte 132 abdeckt. Um den Rotor der Fig. 1 in den Rotor der Fig. 3 zu verwandeln, wird die Halteplatte 55 zunächst durch Drehen des Knopfes 59 in einer Richtung, in der er von der Befestigung 36 gelöst wird, entfernt, und darauf werden die Halteplatte 132 und die Abdeckung 133 nacheinander auf der Bodenplatte 37 angebracht.

Die Kapillarrohr-Halteplatte 132 ist aus einem Material wie z.B. Plastik hergestellt, das ein niedriges Gewicht hat und leicht zur Erzielung der gewünschten Kontur geformt werden kann. Die Halteplatte 132 ist kreisförmig und weist ein Zentralloch bzw. eine Zentralbohrung 132a auf, in die der zentrale Wellenteil 36b der Befestigung eingesetzt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die Halteplatte 132 an ihrer Oberfläche ring-

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förmige konzentrische Erhebungen oder Rippen 147, 148, 149 auf, die entsprechend mit Schlitzen oder Ausnehmungen 144, 145, 146 versehen sind. Diese befinden sich radial nach außen hin gesehen zueinander ausgerichtet. In den radial ausgerichteten Gruppen der Schlitze 144, 145, 146 sind jeweils Kapillarrohre 150 angeordnet bzw. in diese eingepaßt.

Die Halteplatte 132 umfaßt einen ringförmigen Rohrhalter 132b. Dieser erstreckt sich entlang eines äußeren ümfangsrandes an der Halteplatte 132 und dient dazu, die Kapillarrohre 150 sicher in den Ausnehmungen 144, 145, 146 gegen radiale Verlagerung nach außen zurückzuhalten. Ein Schutzpolsterring 152 ist radial zwischen dem ringförmigen Halter 132b und den Kapillarrohren 150 angeordnet und soll verhindern, daß letztere unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte zerbrochen oder beschädigt werden.

An ihrer unteren Oberfläche weist die Halteplatte 132 außerdem eine Anzahl kreisförmiger Flächen oder Erhebungen 132c auf, die jeweils in den kreisförmigen Löchern 37c in der Bodenplatte 37 sitzen und untere Flächen haben, die mit der unteren Oberfläche der Bodenplatte 37 bündig abschließen. Die so in die Löcher 37c eingepaßten Erhebungen 132c ermöglichen es, daß die Halteplatte 132 mit der Bodenplatte 37 bei Betätigung des Rotors dreht. Außerdem können dadurch, daß die unteren Flächen der Erhebungen 132c mit der unteren Oberfläche der Bodenplatte 37 fluchten, von den Erhebungen 132c keine Luftverwirbelungen erzeugt werden. Der Rotor unterliegt deshalb während seiner Drehung keinem unnötigen Luftwiderstand, und er erzeugt daher keine ungewünschten Geräusche.

Die Halteplatte 132 sitzt im wesentlichen passend in der peripheren Wandung 37a der Bodenplatte 37. Die, wie oben beschrieben, aus Kunstharzmaterial geformte Halteplatte 132 hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, wodurch verhindert wird, daß Wärme, die durch Reibung der Bodenplatte 37 und der Abdeckung 133 mit der Luft erzeugt wird, zu den die

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Proben enthaltenden Kapillarrohren 152 geleitet wird. Als zusätzliche Wärmeisolation sind die Kapillarrohre 150 allein in den Ausnehmungen bzw. Schlitzen 144-146 in den Rippen 147-149 gelagert, während sich wesentliche Bereiche der Seitenwandungen der Kapillarrohre in einer erhobenen Position über der oberen Oberfläche der Halteplatte 132 außer Berührung mit dieser befindet.

Die Abdeckung 133 hat die Form einer flachen kreisförmigen Platte und umfaßt einen zentralen Knopf oder Handgriff 153, der es der Bedienungsperson ermöglicht, die Abdeckung 133 hochzuheben. Der zentrale Knopf 153 hat Innengewinde, das sich im geschraubten Eingriff mit dem Außengewinde auf dem zentralen Schaftteil der Befestigung 36 befindet.

Die Halteplatte 132 kann auch andere Strukturen zum Tragen der Kapillarrohre 150 in einem radialen Muster aufweisen, als diese in der dargestellten Konstruktion mit den ringförmigen Erhebungen 147-149 vorhanden sind. Auf den Rohrhalter 132b der Halteplatte 132 kann ggf. verzichtet werden, und der Schutzring 152 kann auf und entlang einer inneren peripheren Oberfläche des peripheren Wandteils 37a der Bodenplatte 37 angeordnet werden.

Ein Rotor zum Aufnehmen Kapillarrohre, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, ist aus folgenden Gründen vorteilhaft. Die Bodenplatte 37 und die Abdeckung 133 können die gewünschte Kontur erhalten, indem dünne Metallbleche preßgeformt werden, und die Halteplatte 132 kann aus leicht guß- oder formfähigem Material wie Plastik geformt werden. Dies kann beispielsweise durch Spritzgießen erfolgen. Die Bodenplatte 37 und die Abdeckung 133 können ebenso aus Plastikmaterial geformt werden. Bei so hergestellter Bodenplatte 37, Halteplatte 132 und Abdeckung 133, hat der sich daraus ergebende Rotor nur ein geringes Trägheitsmoment. Es kann ein kostengünstiger Motor mit geringen Antriebskraftanforderungen verwendet werden, um den Rotor innerhalb der gleichen Beschleunigungszeit auf eine

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gewünschte Geschwindigkeit zu bringen, wie dies für bekannte Zentrifugenrotoren der Fall ist. Da die Halteplatte 132 aus Plastikmaterial mit niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht, werden die Proben, die in den von der Halteplatte 132 getragenen Kapillarrohren enthalten sind, einer geringeren Temperatursteigerung ausgesetzt, als diese durch konventionelle Rotoren hervorgerufen wird.

Die Rotoren nach der vorliegenden Erfindung haben keine Windschutzplatte und verleiten daher die Bedienungsperson nicht zu einer Fehleinstellung und -anordnung der Rotoren. Wenn beispielsweise die Bedienungsperson es durch einen Fehler versucht, die Halteplatte 55 als Abdeckung bei der Durchführung von Hämatocrit-Bestimmungen zu verwenden, wird die Halteplatte 55 in einer Position angeordnet, die um die Stärke der Halteplatte 132 angehoben ist, so daß der Knopf 59 nicht an der Befestigung 36 befestigt werden kann. Für eine derartige Sicherheitsmaßnahme ist das Außengewinde 36d der Befestigung so angeordnet, daß es nicht mit dem Innengewinde des Knopfes 59 der Halteplatte 55 in Eingriff treten kann, wenn letzterer auf die Platte 132 gesetzt wird.

Der Rotor nach der Erfindung ist aufgeteilt in die Bodenplatte 37, die Halteplatte 132 zum Halten bzw. Aufnahmen von Kapillarrohren und die Halteplatte 55 zum Halten bzw. Aufnehmen von Sedimentationsrohren und ist aus diesem Grunde einfach. Die Bodenplatte 37 ist aus einer geringen Menge einer Aluminiumlegierung hergestellt, da sie die Form einer dünnen Platte hat. Die Teile des Rotors können in Massenproduktion z.B. durch Stanzen oder Preßverformen hergestellt werden. Deshalb ist der Herstellungskostenaufwand für den Rotor vom Gesichtspunkt des Materials und des Fabrikationsprozesses erheblich niedriger. Die Halteplatte 132, die hinsichtlich ihrer Struktur relativ komplex ist, muß eine bestimmte Wärmeisolationseigenschaft haben und ist deshalb aus Plastikmaterial geformt, also nach einem Verfahren hergestellt, das in einer kostenunaufwendigen Massenproduktion durchführbar ist.

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Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und im Detail beschrieben wurden, können selbstverständlich viele Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß dadurch der Umfang der Erfindung verlassen wird.

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Claims

Kabushiki Kaisha Kubota Seisakusho, -■- : *«-*-" "--' 23-23, Higashiikebukuro 3-chome, Toshima-ku, Tokyo, Japan Rotor für eine Zentrifuge Patentansprüche :

1. Rotor für eine Zentrifuge mit einer drehbaren Welle, gekennzeichnet durch eine an der Welle befestigte scheibenförmige Bodenplatte und eine an letzterer gelagerter Halteplatte zum Halten von Behältnissen wie Sedimentationsrohren, wobei die Halteplatte als Ganzes aus einer dünnen Platte aufgebaut ist und zwischen ihrem Zentrum und ihrem Außenrand einen gebogenen, ausgebuchteten, abgewinkelten oder ähnlich geformten Teil aufweist, der nach oben aufragt und eine Fläche umfaßt, die gegen das Zentrum gerichtet ist und eine Mehrzahl Löcher zum Einsetzen der Sedimentationsrohre aufweist, und wobei die Bodenplatte eine Mehrzahl von zu den Löchern der Halteplatte ausgerichteten Löchern zur Aufnahme der Sedimentationsrohre hat.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenplatte benachbart zum Außenrand der Halteplatte einen vertikalen peripheren Wandteil, Flansch od.dgl. aufweist.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der gebogene Teil der Halteplatte schräge Flächen aufweist, die sich im wesentlichen im rechten Winkel zueinander erstrecken, wobei die Einsetzlöcher in einer dieser schrägen Flächen vorgesehen sind und die Anordnung derart ist, daß die in diese Löcher in einer der schrägen Flächen eingesetzten Sedimentationsrohre gegen die andere schräge Fläche gehalten sind.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteplatte einen Knopf mit einem zentralen Hohlraum und die Bodenplatte eine Befestigungseinrichtung mit einem in den zentralen Hohlraum eingepaßten Schaftteil umfaßt.

5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungseinrichtung zwei zylinrische Absatzteile umfaßt, wobei sich der Schaftteil von einem ersten derselben erstreckt und die Bodenplatte an dem anderen angebracht bzw. befestigt ist.

6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteplatte einen an der Befestigungseinrichtung befestigten Befestigungsteil umfaßt, der so gebogen ist, daß er zu der Bodenplatte beabstandet ist, und der sich oberhalb des ersten zylindrischen Absatzteils befindet.

7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteplatte einen ringförmigen begogenen Teil umfaßt, der sich relativ zu dem gebogenen Teil radial nach innen hin befindet und mit diesem verbunden ist.

8. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er eine weitere Halteplatte zum Halten von Kapillarrohren umfaßt, die anstelle der Sedi-

'%-■"' mentationsroJtir-Halteplatte auf der Bodenplatte lagerbar ist, wobei die Bodenplatte eine Befestigungseinrichtung mit einem in die Kapillarrohr-Halteplatte eingepaßten Schaftteil und die Kapillarrohr-Halteplatte an einer Oberfläche eine Mehrzahl ringförmiger Erhebungen wie Rippen, Stege od.dgl. mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Kapillarrohre in einer radialen Anordnung aufweist.

9. Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kapillarrohr-Halteplatte eine Mehrzahl nach unten gerichteter Erhebungen aufweist, die in die Aufnahmelöcher in der Bodenplatte passen.

10. Rotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenplatte benachbart zum Außenrand der Halteplatte einen vertikalen peripheren Wandteil, Flansch od.dgl. und die Halteplatte eine einen von dem peripheren Wandteil umgebenen Raum überdeckende Abdeckung aufweist, die abnehmbar an dem Schaftteil befestigt ist.

11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung einen Knopf mit einem Hohlraum zur passenden Aufnahme des Schafts umfaßt.

12. Rotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kapillarrohr-Halteplatte aus Kunststoffmaterial besteht.

13. Rotor nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß benachbart zu den Ausnehmungen der radial äußersten der ringförmigen Erhebungen ein sich entlang des Außenrandes der Halteplatte erstreckendes Schutzelement angeordnet ist.

14. Rotor für eine Zentrifuge, gekennzeichnet durch

eine scheiben- oder schalenförmige Bodenplatte, die eine Mehrzahl Löcher aufweist und mit einer drehbaren Antriebswelle der Zentrifuge verbindbar ist,

eine auf die Bodenplatte abnehmbar aufzusetzende Halteplatte mit einer Mehrzahl Haltern zum Tragen einer Mehrzahl kapillarer Rohre radial zu der Antriebswelle, wobei die Halteplatte eine Mehrzahl jeweils in die Löcher der Bodenplatte passend einsetzbarer Erhebungen aufweist*

eine lösbar an der Bodenplatte zum überdecken der auf dieser angeordneten Halteplatte befestigbarer Abdeckung, und

eine weitere, abnehmbar auf die Bodenplatte aufzusetzende Halteplatte, die eine ringförmige, sich konzentrisch zu der Antriebswelle erstreckende Erhebung dreieckförmigen Querschnitts aufweist, die in ihrem schrägen radial nach innen weisenden Teil eine Mehrzahl von in radialer Ausrichtung mit den Löchern der Bodenplatte gehaltenen Löchern zur Aufnahme einer Mehrzahl Sedimentationsrohre aufweist.