DE4014440C1 - - Google Patents
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- DE4014440C1 DE4014440C1 DE19904014440 DE4014440A DE4014440C1 DE 4014440 C1 DE4014440 C1 DE 4014440C1 DE 19904014440 DE19904014440 DE 19904014440 DE 4014440 A DE4014440 A DE 4014440A DE 4014440 C1 DE4014440 C1 DE 4014440C1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
- B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
- B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes
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- Centrifugal Separators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Zentrifugenrotor für eine Laborato
riums-Zentrifuge, der mehrere Kunststoffspritzteile aufweist, der zu einer
vertikalen Achse, die gleichzeitig die Drehachse bildet, eine Symmetrie auf
weist derart, daß er in Umfangsrichtung in mehrere in ihrem Aufbau identische
Sektoren unterteilt ist, wobei die Sektoren mehrere radiale und in Umfangs
richtung verlaufende Stege und Flächenteile aufweisen, der mehrere mit ihrer
Achse zu der Drehachse radial und unter einem Winkel verlaufende Aufnahmen für
Probenröhrchen, ein zentrisches Naben-Teil zur Aufnahme einer Antriebswelle
und eine obere, die Nabe ringförmig umgebende Abdeckung, die mehrere Durch
brüche aufweist, die die Aufnahmen an der oberen Seite des Rotors begrenzen,
besitzt.
Ein derartiger Zentrifugenrotor ist beispielsweise aus der DE 33 41 323 C2
bekannt. Der dort beschriebene Zentrifugenrotor besitzt einen sogenannten
Windkessel, in dem mehrere sektorförmige Einsätze mit jeweils einer oder
mehreren Aufnahmen zur Aufnahme von Probenröhrchen eingesetzt sind. Bei dem
Windkessel handelt es sich um ein topfartiges Gebilde aus tiefgezogenem Blech,
das einen zentrischen Nabenbereich aufweist, mit dem es auf die Antriebswelle
eines Zentrifugenmotors aufgesetzt wird.
An den oberen Rand, der verstärkt durch eine Umbördelung ausgebildet ist,
legen sich die sektorartigen Einsätze mit ihrem oberen, durch eine Abdeck
fläche gebildeten Rand an. Weiterhin stützen sich diese Sektor-Einsätze mit
dem unteren Bereich der unten geschlossenen, hülsenförmigen Aufnahmen im Über
gangsbereich zwischen der Seitenwand und der Bodenfläche des Windkessels ab.
Weiterhin sind diese Sektor-Einsätze mit der oberen Abdeckung im Bereich der
Nabe des Windkessels mit einer tellerförmigen Schraube gehalten. Die sektor
förmigen Einsätze sind identische Kunststoffspritzteile. Beispielsweise werden
sechs solcher Sektor-Einsätze in den Windkessel eingesetzt, so daß sie diesen
vollständig ausfüllen.
Die Sektor-Einsätze weisen verschiedene radial und axial
zur Achse bzw. Drehachse des Rotors verlaufende Flächenteile auf, die die
einzelnen Sektorteile aussteifen. Problematisch bei solchen aus Kunststoff
gespritzten Teilen ist die Anordnung der Flächenteile derart, daß einerseits
eine ausreichende Stabilität der Sektor-Einsätze gegeben ist und andererseits
das Spritzwerkzeug möglichst einfach aufgebaut ist, möglichst aus zwei
Teilen, derart, daß die gespritzten sektorförmigen Einsätze entformbar sind.
Mit solchen, aus Kunststoffspritzteilen hergestellten Rotorteilen läßt sich
weiterhin ein geringes Rotorgewicht erreichen.
Ein weiterer Festwinkel-Zentrifugenrotor ist aus der DE 33 43 846 C2 bekannt.
Dieser Zentrifugenrotor weist ein tiefgezogenes Blech-Oberteil auf, das auf
einem ebenfalls tiefgezogenen Blech-Unterteil aufgesetzt ist. Die beiden Teile
sind an einer Nabe gehalten. Zwischen dem Unterteil und dem Oberteil ist ein
ringförmiges Einlageteil eingesetzt, das einzelne Rippen aufweist, zwischen
denen sich Zentrifugenröhrchen oder Probengefäße anlegen können. Dieses Ein
lageteil kann aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Dieser
Zentrifugenrotor ist somit aus zwei Blechteilen, einer zentralen Nabe und
einem Kunststoffspritzguß-Einlageteil zusammengesetzt.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde. einen Zentrifugenrotor vom Festwinkel-Typ anzu
geben, der einen sehr leichten
Aufbau bei noch ausreichende Stabilität aufweist
und der eine gute Reinigung im
Falle einer Kontamination, beispielsweise bei einem Bruch eines Zentrifugen
röhrchens, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß er aus einem oberen und einem
unteren Kunststoffspritzteil zusammengesetzt ist, wobei das obere Kunststoff
spritzteil die Abdeckung aufweist, die in eine äußere Seitenwand übergeht,
und das untere Kunststoffspritzteil eine Bodenfläche aufweist, die
sich vom unteren, äußeren Umfangsrand zum Naben-Teil hin erstreckt, wobei die zwei
Kunststoffspritzteile sowohl im Bereich des Naben-Teils als auch im Bereich der
Seitenwand zueinander zentriert gehalten sind, daß alle radialen, axialen und
in Umfangsrichtung verlaufenden Stege und Flächenteile mit ihrer Fläche
parallel zu den Ebenen, in der die Dreh-Achse verläuft, oder senkrecht zu diesen
Ebenen aufgespannt sind, und daß zumindest Randteile der Bodenfläche am radial
äußeren Rand nach oben gerichtet sich erstrecken, einen nach oben gerichteten
Umfangsrand bilden, und das obere Kunststoffspritzteil diese Randteile mit
einem unteren Umfangsrand hintergreift. Der gesamte Festwinkel-Zentrifugen
rotor setzt sich aus zwei Teilen
zusammen, nämlich einem oberen Kunststoffspritzteil und einem unteren
Kunststoffspritzteil, die mit ihren Seitenwänden im Nabenbereich und mit den
dazwischenliegenden Stegen und Flächenteilen so ineinandergreifen, daß sie
sich gegenseitig aussteifen und stabilisieren. Es sind an den jeweiligen
Innenwänden des oberen und des unteren Kunststoffspritzteils Stege und
Flächenteile angespritzt derart, daß sie zwar radial, axial und in Umlaufrich
tung verlaufen, hierbei aber ihre Flächen parallel zu den Ebenen verlaufen, in
der die Drehachse des Rotors liegt oder senkrecht zu diesen Ebenen verlaufen.
Eine besondere Steifigkeit des Rotors wird erreicht, indem Randteile der
Bodenplatte des unteren Kunststoffteiles an deren radial äußerem Rand sich
nach oben erstrecken und einen nach oben gerichteten Umfangsrand bilden, und
das obere Kunststoffspritzteil einen unteren Umfangsrand aufweist, der diese
Randteile des unteren Kunststoffspritzteils hintergreift. Das obere Kunst
stoffspritzteil stützt sich dadurch radial nach außen gegen den Rand des
unteren Kunststoffspritzteils ab, so daß das obere Kunststoffspritzteil, gegen
das die Zentrifugenröhrchen beim Zentrifugieren im wesentlichen anliegen, im
Hinblick auf die hohen, beim Zentrifugieren auftretenden Kräfte abgestützt
wird. Neben der Zentrierung der beiden Kunststoffspritzteile an ihren nach
oben bzw. nach unten gerichteten Umfangsrändern werden die beiden Kunststoff
spritzteile zusätzlich im Bereich der Nabe zentriert gehalten. Durch die
Flächenteile und Stege, die alle in gleicher Richtung ausgerichtet sind, läßt
sich eine einfache Reinigung erzielen, beispielsweise auch in einer Laborato
riums-Spülmaschine, wo der Wasserstrahl der Spülmaschine bei entsprechender
Anordnung der Kunststoffspritzteile in der Spülmaschine mit zu den Wasser
strahlen hin gerichteten Flächenteilen gut eindringen kann, da keine toten
Stellen und Zonen durch die Anordnung der Flächenteile und Stege vorhanden
sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das obere Kunststoffspritzteil wird im Bereich der Aufnahme für ein
Probenröhrchen mit einem Anlagekörper verstärkt, wobei dieser Anlagekörper
gleichzeitig eine gleichmäßige und schonende Anlage des Zentrifugenröhrchens
gewährleistet. Auch diese Anlagekörper sind aus Flächenteilen gefertigt, um
das Gewicht des gesamten Zentrifugenrotors gering zu halten.
Die Anlagekörper können jeweils einen Mittel-Steg aufweisen, der in einer
Ebene, die durch die Achse der ihr zugeordneten Aufnahme verläuft, ausgerich
tet ist, wobei dieser Steg gleichzeitig eine linienförmige Anlage für ein
eingesetztes Probenröhrchen bildet, über den ein großer Anteil der radialen
Kräfte beim Zentrifugieren übertragen und aufgenommen wird.
Eine zusätzliche Aussteifung der Anlagekörper wird durch jeweils zwei
Seiten-Stege erreicht, die jeden Anlagekörper, in Umfangsrichtung gesehen,
begrenzen.
Um diese Aufnahmekörper zusätzlich in axialer Richtung zu verstärken, können
Aufnahmekörper-Rippen vorgesehen werden,
die in Richtung der Achse der Aufnahme beabstandet voneinander an der Innen
seite der äußeren Seitenwand ansetzen und mit ihrer Fläche in Richtung
der Drehachse verlaufen. Auch in dieser Anordnung dieser Aufnahmekörper-Rippen
ist das obere Kunststoffspritzteil aus Werkzeugen ausformbar, die lediglich
aus einem unteren und einem oberen Werkzeugteil bestehen. Zusätzliche Anlagen
für ein in die Aufnahme eingesetztes Probenröhrchen werden gebildet, indem die
freien Kanten dieser Aufnahmekörper-Rippen einen fiktiven Zylindermantel bil
den, dessen Achse mit der Achse der Aufnahme zusammenfällt, wobei dieser
Zylindermantel dem Außenumfang eines in die Aufnahme eingefügten Probenröhr
chens entspricht.
Um das gesamte obere Kunststoffspritzteil mit seiner Seitenwand und der oberen
Abdeckung besonders biegefest für das Zentrifugieren unter hohen Drehzahlen
und bei hoher Beladung auszubilden, werden auf der Innenseite des oberen
Kunststoffspritzteils radial verlaufende Aussteifungs-Rippen angespritzt, die
von der Nabe ausgehend die Abdeckung, die die Aufnahmeöffnungen für die
Probenröhrchen aufweist, abstützen, und auf der Innenseite der Seitenwand bis
zum unteren, äußeren Umfangsrand verlaufen, so daß sie praktisch von der Seite
gesehen ein L-förmiges Flächenteil bilden. Diese Aussteifungs-Rippen können
zusätzlich in Richtung der Dreh-Achse des Rotors über den unteren Umfangsrand
des oberen Kunststoffspritzteils vorstehen und Stütz-Stege bilden, die zusätz
lich die Randteile der Bodenplatte am unteren Kunststoffspritzteil hinter
greifen und eine besonders steife Verbindung bzw. ein Ineinandergreifen
zwischen dem oberen und dem unteren Kunststoffspritzteil bilden. In gleicher
Weise können die vorstehend angegebenen Seiten-Stege und/oder der Mittel-Steg
jedes Anlagekörpers über den unteren Umfangsrand des oberen Kunststoffspritz
teils vorstehen und eine entsprechende Anlage bilden, so daß dann über dem
gesamten Umfangsrand des oberen Kunststoffspritzteils verteilt in geringem
Abstand zueinander einzelne Stütz-Stege, die den unteren Umfangsrand hinter
greifen, gebildet sind.
Da der Verbindungsbereich zwischen dem oberen Kunststoffspritzteil und dem
unteren Kunststoffspritzteil an dessen außenliegendem Umfangsrand eine beson
ders kritische Stelle hinsichtlich der Festigkeit darstellt, wodurch die an
liegenden, gefüllten Probenröhrchen beim Zentrifugieren hohe radiale Kräfte
hervorrufen, können sowohl der untere Umfangsrand des oberen Kunststoffspritz
teils als auch der nach oben gerichtete Umfangsrand des
unteren Kunststoffspritzteils, gegebenenfalls ohne Unterbrechung, durchgehend
verlaufend, ausgebildet sein und, in Richtung der Dreh-Achse gesehen, ineinan
dergreifend ausgebildet sein. Eine besonders gute Verbindung zwischen diesen
beiden Umfangsrändern wird dadurch erzielt, daß die ineinandergreifenden Um
fangsränder im Querschnitt in den durch die Achse verlaufenden Ebenen spitz
zulaufend ausgebildet sind, wobei die Abschrägung am oberen Kunststoffspritz
teil an dessen Außenseite ausläuft, während die Abschrägung am unteren Kunst
stoffspritzteil an der Innenseite des nach oben gerichteten Umfangsrandes
ausläuft, so daß sich der untere Umfangsrand des oberen Kunststoffspritzteils
an dem nach oben gerichteten Umfangsrand des unteren Kunststoffspritzteils
abstützt. Es hat sich gezeigt, daß ein vereinfachter Aufbau der Anlagekörper
dadurch erzielt werden kann, daß jeweils benachbarte Anlagekörper, die zu
benachbarten Aufnahmen gehören, paarweise, parallel zueinander verlaufend,
zusammengefaßt werden. In einer solchen Ausbildung erübrigt sich jeweils einer
der Seiten-Stege; weiterhin können diese zusammenfallenden Seiten-Stege durch
einen der Aussteifungs-Rippen gebildet werden, so daß sich ein einfacher
Flächenaufbau ergibt.
Um die Probenröhrchen in ihrem unteren Bereich zu fixieren, weist das untere
Kunststoffspritzteil eine in etwa ebene, senkrecht zur Achse verlaufende,
ringförmige Bodenfläche auf, an deren radial außenliegender Außenkante sich
der nach oben gerichtete Umfangsrand anschließt, wobei diese Bodenfläche und
der Umfangsrand im Bereich jeder Aufnahme Anlagen für die Probenröhrchen bil
den; die einzelnen Probenröhrchen liegen mit ihrem unteren Teil in dieser
Ausgestaltung im Übergangsbereich zwischen der Bodenfläche und dem Umfangsrand
an ihrer radial außenliegenden Seite an.
Um zwischen den äußeren Seitenwänden und den radial innenliegenden Seiten der
Aufnahmen einen schmalen, ringförmigen Zwischenraum zu bilden, wird an die
obenliegende Kante des unteren Umfangsrandes des unteren Kunststoffspritzteils
ein kegelförmiges Mantelteil angesetzt, das parallel zu dem durch die Achsen
der Aufnahmen für die Probenröhrchen aufgespannten Mantel verläuft. In den
Übergangsbereichen zwischen der ringförmigen Bodenfläche und dem außen
anschließenden Umfangsrand und/oder dem Mantelteil können Zentrierungs-Stege
eine weitere, die Probenröhrchen zentrierende Aufgabe übernehmen, die in
diesen Übergangsbereichen angespritzt werden.
Um einen auf der Unterseite geschlossenen Rotor zu erhalten, setzt sich an den
oberen Rand des Mantelteils des unteren Kunststoffspritzteils eine Ringfläche
an, die mit der Nabe verbunden ist. Bei der Nabe kann es sich um ein zylindri
sches, hülsenförmiges Teil handeln, das sich auf eine Antriebswelle eines
Antriebsmotors aufsetzt.
Auf der Innenseite des
unteren Kunststoffspritzteils, und zwar in Draufsicht in Richtung der Achse
gesehen, werden Y-förmige Stege angeordnet. Von diesen Y-förmigen Stegen ist deren
einer Schenkel mit der Nabe verbunden, während die beiden anderen Schenkel in
etwa radial nach außen verlaufen, und an der Innenseite der Seitenwand des
oberen Kunststoffspritzteiles anliegen. Diese Y-förmigen Stege erstrecken sich
jeweils zwischen zwei benachbarten, paarweise zusammengefaßten Anlagekörpern,
so daß sich die Anlagekörper jeweils zwischen zwei außenliegenden Schenkeln
benachbarter, Y-förmiger Stege, erstrecken. Diese benachbarten Schenkel
benachbarter Y-förmiger Stege verlaufen hierbei etwa parallel zueinander.
Um eine einfache Zentrierung zwischen dem unteren Kunststoffspritzteil und dem
oberen Kunststoffspritzteil auch im Bereich der Nabe zu ermöglichen, weist das
untere Kunststoffspritzteil in der Abdeckung, die auch die Durchbrüche für die
Aufnahmen der Zentrifugenröhrchen aufweist, einen zentrischen Durchbruch auf,
der die Nabe umschließt bzw. durch den sich die Nabe bevorzugt in einer
hülsenförmigen Ausbildung hindurcherstreckt. Beim Zusammenfügen der Teile
werden diese im Bereich der Nabe radial zentriert. Zusätzlich zu dieser
radialen Zentrierung können im Hinblick auf eine Zentrierung in Umfangsrich
tung an dem unteren und dem oberen Kunststoffspritzteil angeordnete
Zentrierungsteile dienlich sein, wobei in einer besonders einfachen Ausbildung
diese Zentrierungsteile durch einen axial verlaufenden Steg, der in eine Nut
eingreift, gebildet werden. Die Nut kann sich hierbei in der
Außenwand einer hülsenförmig ausgebildeten Nabe befinden und der in diese Nut
eingreifende Steg durch eine geringfügig verlängert ausgebil
dete Aussteifungs-Rippe im Bereich der Stirnseite gebildet werden. Mit dieser
Zentrierungshilfe in Umfangsrichtung lassen sich die beiden Kunststoffspritz
teile gezielt zusammensetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Oberseite eines Zentrifugenrotors,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Zentrifugenrotor nach Fig. 1 entlang der
Schnittlinie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei das obere Kunst
stoffspritzteil und das untere Kunststoffspritzteil voneinander
gelöst sind,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Innenseite des oberen Kunststoffspritzteils
und
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Innenseite des unteren Kunststoffspritzeils.
Der Zentrifugenrotor - bei diesem Zentrifugenrotor handelt es sich um einen
Festwinkel-Zentrifugenrotor - weist ein oberes Kunststoffspritzteil 1 und ein
unteres Kunststoffspritzteil 2 auf. Das obere Kunststoffspritzteil 1 besitzt
eine Abdeckung 3, die den Rotor an der Oberseite 4 abschließt und die von den
oberen Außenkanten geringfügig nach innen, d. h. zur Unterseite S des Rotors
hin, verläuft. An diese Abdeckung 3 schließt sich eine äußere Seitenwand oder
ein kegelmantelförmig ausgebildetes Mantelteil 6 an, das in einem freien,
unteren Umfangsrand 7 endet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Abdeckung 3 zwölf kreisrunde
Aufnahme-Öffnungen 8 für Probenröhrchen auf. Diese Öffnungen liegen auf einem
gemeinsamen Radius, dessen Mittelpunkt die Achse der Anordnung, die gleich
zeitig die Dreh-Achse 9 ist, bildet. Die Abdeckung 3 weist weiterhin einen
zentrischen Durchbruch 10 auf, der sich beim Zusammensetzen des oberen Kunst
stoffspritzteils 1 und des unteren Kunststoffspritzteils 2 über ein hülsen
förmiges Naben-Teil 11, zentrisch zur Achse 9 an dem unteren Kunststoffspritz
teil 3 angeordnet, schiebt.
Das untere Kunststoffspritzteil 2 besitzt eine ringförmige Bodenfläche 12, die
senkrecht zur Dreh-Achse 9 verläuft und an deren radial außenliegender Kante sich
ein nach oben gerichteter Umfangsrand 13 erstreckt. Dieser Umfangsrand 13
verläuft im rechten Winkel zu der ringförmigen Bodenfläche 12 mit einer Höhe
über der Bodenfläche von etwa 20 mm. An die radial innenliegende Kante der
ringförmigen Bodenfläche 12 schließt sich ein kegelmantelförmiges Mantel
teil 14 an, das parallel zu der durch die Aufnahme-Achsen 15 aufgespannten
fiktiven Fläche bzw. parallel zu der Seitenwand 6 des oberen Kunststoffspritz
teils 1 verläuft. Zwischen diesem Mantelteil 14 und der Seitenwand 6 des
oberen Kunststoffspritzteils 1 wird ein ringförmiger Raum 16 gebildet, in den
sich, in Richtung der dargestellten Aufnahme-Achsen 15 durch die Auf
nahme-Öffnungen 8 in der Abdeckung 3 hindurchgesteckte, nicht dargestellte
Probenröhrchen einfügen. An die obere Kante des Mantelteils 14 schließt sich
eine Ringfläche 17 an, die parallel zu der Bodenfläche 12 verläuft und mit dem
Naben-Teil 11 verbunden ist.
Wie die Fig. 2 und 3 verdeutlichen, greifen beim Zusammensetzen des oberen
Kunststoffspritzteils 1 und des unteren Kunststoffspritzteils 2 deren Kanten
ineinander. Die freien Kanten dieser Umfangsränder 7, 13 verlaufen in verti
kaler Richtung gesehen abgeschrägt, wobei diese Abschrägung an dem nach oben
gerichteten Umfangsrand 13 des unteren Kunststoffspritzteils 2 von der Außen
seite zu der Innenseite der Kante verläuft, während die Abschrägung an dem
Umfangsrand 7 des oberen Kunststoffspritzteils 1 von der Außenseite zu der
Innenseite abgeschrägt verläuft. Durch diese Ausbildung wird eine gute
zentrierende und gleichzeitig dichtende Anlage der beiden Teile erhalten.
Insbesondere wird hierbei ein fester Halt zwischen den beiden Kunststoff
spritzteilen 1 und 2 in radialer Richtung in Verbindung mit Teilen am oberen Kunst
stoffspritzteil 1, die den Umfangsrand 13 an dem unteren Kunststoffspritz
teil 2 hintergreifen, erzielt, wie noch weiter unten erläutert wird.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind auf der Innenseite des oberen Kunststoff
spritzteils 1, und zwar jeder Aufnahme-Öffnung 8 zugeordnet, Anlagekörper 18
angeordnet, die aus verschiedenen Flächenteilen und Stegen zusammengesetzt
sind. Weiterhin sind jeweils zwei benachbarte Anlagekörper 18 zu einer Einheit
zusammengefaßt, so daß insgesamt im Hinblick auf die zwölf Aufnahme-Öff
nungen 8, 6 dieser Anlagekörper-Einheiten gebildet sind, die sich gleichmäßig
über den Umfang des oberen Kunststoffspritzteils 1 verteilt radial nach außen
erstrecken. Jeder dieser Anlagekörper 18 weist einen Mittel-Steg 19 und zwei
parallel zu diesem Mittel-Steg 19 verlaufende Seiten-Stege 20 auf. Die Fläche
des Mittel-Steges 19 ist in einer Ebene ausgerichtet, die durch die Auf
nahme-Achsen 15 verlaufen. Wie die Figuren zeigen, sind jeweils die einander
benachbarten Seiten-Stege 20 von jeweils zwei paarweise zusammengefaßten An
lagekörpern 18 zusammengefaßt, wobei der gemeinsame Seiten-Steg 20 als Aus
steifungs-Rippe 21 ausgebildet ist, die sich, im Gegensatz zu den Seiten-Ste
gen 20, bis zu dem zentrischen Durchbruch 10 in der Abdeckung 3 hin er
strecken. Weiterhin sind zwischen den Seiten-Stegen 20 bzw. dem jeweils
äußeren Seiten-Steg 20 und der Aussteifungs-Rippe 21 Aufnahmekörper-Rippen 22
angespritzt, die in Richtung der Aufnahme-Achsen 15 etwa 10 mm voneinander
beabstandet sind und mit ihren Flächen parallel zu der Dreh-Achse 9 verlaufen,
wie dies deutlich anhand der Fig. 4 zu erkennen ist. Die freien Kanten dieser
Aufnahmekörper-Rippen 22 enden auf einem fiktiven Zylindermantel, dessen Achse
mit der Aufnahme-Achse 15 jeder Aufnahme zusammenfällt, wie dies die Fig. 3
verdeutlicht. Die einzelnen Anlagekörper 18 bilden mit ihrem jeweiligen
Mittel-Steg 19, dem Seiten-Steg 20, der Aussteifungs-Rippe 21 und den
Aufnahmekörper-Rippen 22 (jeder Aufnahmekörper besitzt fünf solcher Aufnahme
körper-Rippen) ein wannenförmiges Gebilde, wobei die vorstehenden Kanten des
Mittel-Steges 19 und der Aufnahmekörper-Rippen 22
Anlageflächen für ein durch die Aufnahme-Öffnungen 8 eingestecktes Proben
röhrchen bilden. Wie weiterhin die Fig. 4 zeigt, ist durch die paarweise
Zusammenfassung der Anlagekörper 18 zu einer Einheit ein relativ großer
Zwischenraum zwischen solchen Anlagekörper-Paaren gebildet, in denen jeweils
eine weitere Aussteifungs-Rippe 23 verläuft, die in ihrer Form und Größe den
Aussteifungs-Rippen 21 zwischen den paarweise zusammengefaßten Anlage
körpern 18 entspricht und die sich auch entsprechend diesen Aus
steifungs-Rippen 21 bis zu dem zentrischen Durchbruch 10 hin erstrecken. Alle
Aussteifungs-Rippen 21 und 23 sowie die Seiten-Stege 20 sind über den Umfangs
rand 7 verlängert ausgebildet, wobei sich diese verlängerten Teile, wie be
reits weiter vorstehend angedeutet, gegen die Innenseite des nach oben gerich
teten Umfangsrandes 13 des unteren Kunststoffspritzteils 2 anlegen. Ein
zusätzlicher End-Steg 24, der radial zu der Achse 9 verläuft, verbindet die
Enden bzw. Kanten der verlängert ausgebildeten Aussteifungs-Rippen 21, 23 und
der Seiten-Stege 20.
An der Innenseite des unteren Kunststoffspritzteils 2 sind ebenfalls zur Ver
steifung dienende, radial verlaufende, Y-förmige Stege 25 angespritzt, wobei
der eine Schenkel 26 mit dem Naben-Teil 11 verbunden ist, während die beiden
anderen Schenkel 27 sich bis an den nach oben gerichteten Umfangsrand 13 er
strecken und mit diesem verbunden sind. Die beiden anderen Schenkel 27 ver
laufen hierbei unter einem solchen Winkel zueinander, daß jeweils benachbarte
Schenkel 27 von benachbarten Y-förmigen Stegen 25 parallel zueinander verlau
fend ausgerichtet sind. Wie ein Vergleich der Fig. 5 mit der Fig. 4 zeigt,
ist der Abstand zwischen diesen parallel zueinander verlaufenden anderen
Schenkeln 27 derart gewählt, daß sich die paarweise zusammengefaßten Anlage
körper 18 in diesen Zwischenraum einfügen. Weiterhin ist ersichtlich, daß sich
die weiteren Aussteifungs-Rippen 23 an dem oberen Kunststoffspritzteil 1 im
Bereich des Naben-Teils 11 auf die innenliegenden Schenkel 26 der Y-förmigen
Stege 25 anlegen, so daß sie im zusammengesetzten Zustand der beiden Kunst
stoffspritzteile 1, 2 eine Flächeneinheit bilden, während sich die außenlie
genden, nach unten gerichteten Teile der weiteren Aussteifungs-Rippen 23 in
den Zwischenraum der beiden anderen Schenkel 27 der
Y-förmigen Stege einfügen. Hierdurch wird ein komplexer, jedoch äußerst
stabiler Aufbau erreicht, der die beim Zentrifugieren auftretenden Zentri
fugalkräfte aufnimmt.
An dem unteren Kunststoffspritzteil 2 sind weiterhin im Übergangsbereich
zwischen der ringförmigen Bodenfläche 12 und dem Mantelteil 14 jeweils drei
Zentrierungs-Stege 28 angespritzt, die auch in Fig. 3 deutlich zu erkennen
sind und die sich bei zusammengesetztem Zentrifugenrotor jeweils unterhalb der
beiden Mittel-Stege 19 und der dazwischenliegenden Aussteifungs-Rippe 21
eines paarweise zusammengefaßten Anlagekörpers 18 befinden und eine zusätz
liche Zentrierung für die in den Rotor eingesetzten Probenröhrchen bilden.
Um beim Zusammensetzen des oberen Kunststoffspritzteils 1 und des unteren
Kunststoffspritzteils 2 eine Winkelorientierung in Umfangsrichtung zu erhal
ten, die ein einfaches Zusammensetzen ermöglicht, sind Zentrierungsteile in
Form einer Nase 29, die durch eine geringfügig in den zentrischen Durch
bruch 10 hineinverlängerte Aussteifungs-Rippe 21 gebildet wird, und einer
Nut 30, die an der Außenseite des hülsenförmigen Naben-Teils eingelassen ist,
vorgesehen.
Als Kunststoff zur Herstellung der beiden Kunststoffspritzteile 1, 2 hat sich
Kurzfaser-verstärkter Thermoplast gut bewährt.
In der Fig. 2 ist ein Befestigungs-Element 31 gezeigt, das in der Abdeckung 3
des oberen Kunststoffspritzteils mit seinem Rand anliegt und in dem
Naben-Teil 11 des unteren Kunststoffspritzteils 2 verschraubt ist und die
beiden Kunststoffspritzteile 1, 2 zusammenhält.
Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, sind alle Flächenteile, Stege und Rippen
sowohl des oberen Kunststoffspritzteils 1 als auch des unteren Kunststoff
spritzteils 2 derart verlaufend angeordnet, daß sie sich in Ebenen erstrecken,
die parallel zu der Achse 9 verlaufen. Hierdurch kann der Zentrifugenrotor aus
den beiden beschriebenen Kunststoffspritzteilen 1, 2 aufgebaut werden, die
beide jeweils aus einem Kunststoff-Spritzwerkzeug entformbar sind, die dennoch
eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, und die im Falle einer Kontamination
bei einem Bruch eines Probenröhrchens gut zu reinigen sind. Dieser Zentri
fugenrotor vom Festwinkel-Typ hat sich insbesondere im Bereich der Medizin gut
bewährt, wobei Umdrehungszahlen von 5000 bis 6000 möglich sind.
Claims (22)
1. Zentrifugenrotor für eine Laboratoriums-Zentrifuge, der mehrere Kunst
stoffspritzteile aufweist, der zu einer vertikalen Achse, die gleichzeitig
die Drehachse bildet, eine Symmetrie aufweist derart, daß er in Umfangs
richtung in mehrere in ihrem Aufbau identische Sektoren unterteilt ist,
wobei die Sektoren mehrere radiale und in Umfangsrichtung verlaufende
Stege und Flächenteile aufweisen, der mehrere mit ihrer Achse zu der Dreh
achse radial und unter einem Winkel verlaufende Aufnahmen für Proben
röhrchen, ein zentrisches Waben-Teil zur Aufnahme einer Antriebswelle und
eine obere, die Nabe ringförmig umgebende Abdeckung, die mehrere Durch
brüche aufweist, die die Aufnahmen an der oberen Seite des Rotors begren
zen, besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem oberen und einem
unteren Kunststoffspritzteil (1, 2) zusammengesetzt ist, wobei das obere Kunststoff
spritzteil (1) eine Abdeckung (3) aufweist, die in eine äußere Seitenwand (16) über
geht, und das untere Kunststoffspritzteil (2) eine Bodenfläche (12) aufweist, die
sich vom unteren äußeren Umfangsrand (13)
zum Naben-Teil (11) hin erstreckt, wobei die zwei Kunststoffspritzteile (1, 2)
sowohl im Bereich des Naben-Teils (11) als auch im Bereich der Seitenwand (6) zu
einander zentriert gehalten sind, daß alle radialen, axialen und in Um
fangsrichtung verlaufenden Stege und Flächenteile
mit ihrer Fläche parallel zu den Ebenen in der die Dreh-Achse (9) verlaufen
oder senkrecht zu diesen Ebenen aufgespannt sind, und daß zumindest Randteile der
Bodenfläche (12) am radial äußeren Rand nach oben gerichtet sich erstrecken,
einen nach oben gerichteten Umfangsrand (13) bilden, und das obere
Kunststoffspritzteil (1) diese Randteile mit einem unteren Umfangsrand (7)
hintergreift.
2. Zentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Auf
nahme für ein Probenröhrchen auf ihrer von der Dreh-Achse (9) aus gesehen
radial außenliegenden Seite jeweils einen an der Innenseite der äußeren
Seitenwand (6) angeordneten Anlagekörper (18) aufweist.
3. Zentrifugenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage
körper (18) jeweils einen Mittel-Steg (19) aufweisen, der in einer Ebene,
die durch die Achse (15) der ihr zugeordneten Aufnahme verläuft, ausge
richtet ist.
4. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Anlagekörper (18), in Umfangsrichtung gesehen, durch zwei
Seiten-Stege (20) begrenzt ist.
5. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anlagekörper (18) Aufnahmekörper-Rippen (22) aufweist, die in
Richtung der Achse (15) der Aufnahme beabstandet voneinander an der Innen
seite der äußeren Seitenwand (6) ansetzen und mit ihrer Fläche parallel zu
der Dreh-Achse (9) verlaufen.
6. Zentrifugenrotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf
nahmekörper-Rippen (22) eine freie Kante aufweisen, die zur Achse (15) der
Aufnahme auf einem Zylindermantel enden.
7. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das obere Kunststoffspritzteil (1) auf der Innenseite radial verlau
fende Aussteifungs-Rippen (21) aufweist, die von dem Naben-Teil (11), die
Abdeckung (3) abstützend, auf der Innenseite der Seitenwand (6) bis zum
unteren, äußeren Umfangsrand (7) verlaufen.
8. Zentrifugenrotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstei
fungs-Rippen (21) über den unteren Umfangsrand (7) des oberen Kunststoff
spritzteils (1) in Richtung der Dreh-Achse (9) gesehen vorstehen und
Stütz-Stege bilden, die die Randteile (Umfangsrand (13) der Bodenfläche (12) des unte
ren Kunststoffspritzteils (2) hintergreifen.
9. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der untere Umfangsrand (7) des oberen Kunststoffspritzteils (1)
als auch der nach oben gerichtete Umfangsrand (13) des unteren Kunststoff
spritzteils (2), in Richtung der Dreh-Achse (9) gesehen, ineinandergreifend
ausgebildet sind.
10. Zentrifugenrotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinan
dergreifenden Umfangsränder (7, 13) im Querschnitt in den durch die Dreh-
Achse (9) verlaufenden Ebenen spitz zulaufend ausgebildet sind, wobei die
Abschrägung am oberen Kunststoffspritzteil (1) an dessen Außenseite aus
läuft, während die Abschrägung am unteren Kunststoffspritzteil (2) an der
Innenseite des nach oben gerichteten Umfangsrandes (13) ausläuft.
11. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Anlagekörper (18) paarweise parallel zueinander verlaufend
zusammengefaßt sind.
12. Zentrifugenrotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils
einander zugekehrte außenliegende Seiten-Steg (20) der paarweise zusammen
gefaßten Anlagekörper (18) durch eine der Aussteifungs-Rippen (21) gebil
det ist.
13. Zentrifugenrotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen jeweils benachbarten, paarweise zusammengefaßten Anlagekör
pern (18) eine Aussteifungs-Rippe (21) des oberen Kunststoffspritz
teils (1) mit Abstand zu diesen verläuft.
14. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß das untere Kunststoffspritzteil (2) eine in etwa ebene, senkrecht
zur Achse (9) verlaufende, ringförmige Bodenfläche (12) aufweist, an deren
radial außenliegender Außenkante sich der nach oben gerichtete Umfangs
rand (13) anschließt, wobei diese Bodenfläche (12) und der Umfangs
rand (13) im Bereich jeder Aufnahme Anlagen für die Probenröhrchen bilden.
15. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß die innenliegende Kante der ringförmigen Bodenfläche (12) des
unteren Kunststoffspritzteils (2) durch ein kegelmantelförmiges Mantel
teil (14) gebildet ist, das parallel zu den durch die Achsen (15) der
Aufnahmen für die Probenröhrchen aufgespannten Mantel verläuft.
16. Zentrifugenrotor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Übergangsbereich zwischen der Bodenfläche (12) und dem Umfangs
rand (13) und/oder dem Mantelteil (14) Zentrierungs-Stege (28) für die
Probenröhrchen angeordnet sind.
17. Zentrifugenrotor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß
sich an den oberen Rand des Mantelteils (14) eine Ringfläche (17) an
schließt, die mit dem Naben-Teil (11) verbunden ist.
18. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß das Naben-Teil (11) als ein zylindrisches, hülsenförmiges Waben-Teil ausgebildet
ist.
19. Zentrifugenrotor nach den Ansprüchen 11 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Innenseite des unteren Kunststoffspritzteils (2), in Drauf
sicht in Richtung der Dreh-Achse (9) gesehen, radial verlaufende Y-förmige
Stege (25) angeordnet sind, wobei der eine Schenkel (26) des Y-förmigen
Steges (25) mit dem Naben-Teil (11) verbunden ist und wobei die beiden
anderen
Schenkel (27) an der Innenseite der Seitenwand (6) des oberen Kunststoff
spritzteils (1) anliegen und jeweils in dem Zwischenraum zwischen zwei
benachbarten, paarweise zusammengefaßten Anlagekörpern (18) verlaufen.
20. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeich
net, daß das obere Kunststoffspritzteil (1) in der Abdeckung (3) einen
zentrischen Durchbruch (10) aufweist, der das zylindrische Waben-Teil (11)
umschließt.
21. Zentrifugenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeich
net, daß an dem oberen und dem unteren Kunststoffspritzteil (1, 2)
Zentrierungsteile (Nase 29, Nut 30) angeordnet sind, die die Kunststoffspritz
teile (1, 2) in ihrer radialen Zuordnung festlegen.
22. Zentrifugenrotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zentrierungsteile durch einen axial verlaufenden Steg (Nase 29), der in eine
Nut (30) eingreift, im Bereich der Nabe gebildet sind.
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- 1990-12-08 EP EP19900123656 patent/EP0456898A3/de not_active Withdrawn
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