DE4220232A1 - Zentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge mit einer Separationskammer, an welcher eine Leitung fest angeschlos­ sen ist, mit einem Hauptrotor, an welchem die Separations­ kammer relativ zu diesem drehbar mittels einer Lageranord­ nung lagerbar ist, und mit einer Führungsvorrichtung an dem Hauptrotor zur Führung der Leitung vom mittigen unteren Bereich der Separationskammer in einen Bereich oberhalb der Zentrifuge.

Den nächstkommenden Stand der Technik bildet die DE-PS 32 42 541, welche eine Zentrifuge beschreibt, bei welcher die Separationskammer fest mit einer Leitung verbunden ist. Eine derartige Zentrifuge ist gleitdichtungsfrei ausgebildet und erlaubt eine feste Verbindung zwischen der Separationskammer und der Leitung, welche üblicherweise mehrere zueinander parallele Schläuche oder Leitungen umfaßt, um die einzelnen zu trennenden Bestandteile zu- bzw. abzuführen. Wie aus die­ ser Patentschrift bekannt, ist es erforderlich, die Separa­ tionskammer mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit des Hauptrotors zu drehen, um eine Beschädigung der Leitung zu vermeiden. Eine ähnliche Ausgestaltung zeigt auch die US-PS 4,163,519.

Bei den beschriebenen Zentrifugen erweist es sich als nach­ teilig, daß die Separationskammer mittels eines Hohlrohres an dem Hauptrotor gelagert ist. Durch das Hohlrohr muß die Leitung durchgeführt werden, wodurch sich beim Einsetzen bzw. Lösen der Separationskammer sehr umständliche Handha­ bungsschritte ergeben. Beim Einlegen einer starren Separa­ tionskammer muß nämlich die Leitung bzw. der Zentrifugen­ schlauch durch das Lager gefädelt werden. Da am unteren Ende des Zentrifugenschlauches ein umfangreiches Schlauchsystem befestigt ist, muß auch dieses durch die Hohlwelle des La­ gers durchgeleitet werden.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösung be­ steht darin, die Separationskammer von unten in die Zentri­ fuge einzuhängen. Auch dies ist umständlich und visuell nicht kontrollierbar. Weiterhin ist die Baugröße dieser An­ ordnung wesentlich größer als die Größe der Separations­ kammer, da der Antrieb außen um die Separationskammer herum­ geführt werden muß. Dies bedingt eine insgesamt sehr große Ausgestaltung der gesamten Zentrifuge, welche nicht nur hinsichtlich der Herstellungskosten, sondern auch besonders hinsichtlich der Handhabung unerwünscht sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge der Eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher Ausgestaltung ein einfaches und schnel­ les Einsetzen der Separationskammer in den Hauptrotor von oben ermöglicht, welche betriebssicher ausgebildet ist und sich durch eine geringe Baugröße auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lageranordnung zur Einlegung der Leitung in den Hauptrotor im Bereich des Hauptrotors einen in radialer Richtung offen­ en oder zu öffnenden Bereich umfaßt.

Die erfindungsgemäße Zentrifuge zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Durch die offene oder zu öffnende Ausgestaltung des Lagers ist es möglich, die Schlauch-Leitung seitlich einzuschieben, ohne daß eine De­ montage des Lagers erforderlich ist oder ohne daß die Lei­ tung durch das Lager durchgefädelt werden müßte. Somit kann der Zentrifugenschlauch bzw. die Leitung von oben eingelegt werden, worauf hin die Separationskammer selbst aufgesteckt bzw. montiert werden kann. Die Handhabung wird somit erheb­ lich erleichtert, Fehlbedienungen sind, da das gesamte Sy­ stem von oben einsehbar ist, ausgeschlossen. Weiterhin kann die Baugröße minimiert werden, da der Hauptrotor selbst un­ terhalb der Separationskammer angeordnet ist und keinen grö­ ßeren Durchmesser ausweisen muß, als die Separationskammer. Somit ist es auch möglich, die Zentrifuge als Tischgerät auszubilden, wodurch sich vielfältige weitere Anwendungs­ fälle ergeben.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Lageranordnung eine an der Separationskammer ange­ ordnete Achse aufweist, sowie mehrere am Umfang verteilte, drehbar an dem Hauptrotor gelagerte Laufrollen, welche zur Abstützung der Achse gegen diese in Anlage anbringbar sind. Die mehreren Laufrollen bilden somit, da sie einen Abstand zueinander aufweisen, ein "offenes Lager", welches das Einlegen der Leitung ermöglicht.

In einer alternativen Ausgestaltungsform wäre es auch mög­ lich, das Lager in einer mittigen, vertikalen Ebene zu tei­ len und die beiden Lagerschalen klappbar oder verschiebbar auszubilden. Auch in diesem Falle ist eine radiale Öffnung vorhanden, durch welche die Leitung eingelegt bzw. entnommen werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die drei Laufrollen jeweils in zwei axial beabstandeten Ebenen vorgesehen, um eine kippsichere Lagerung der Achse der Separationskammer zu gewährleisten.

Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung anstatt dreier vier oder mehrere Laufrollen vorgesehen sein können.

Bevorzugterweise ist an der Achse der Separationskammer zu­ mindest ein Laufring ausgebildet, welcher zur Zusammen­ wirkung mit den Laufrollen geeignet ist. Der Laufring kann beispielsweise aus einem härteren Material gebildet sein, es ist auch möglich, den Laufring und/oder eine der Laufrollen zu profilieren. Hierdurch kann eine Axialsicherung zur Ver­ riegelung der Separationskammer hervorgerufen werden, da der Laufring bzw. die Laufrolle formschlüssig ineinandergreifen können, um somit eine Verrastung zu bewirken. Es sind jedoch auch andere axiale Sicherungen möglich, beispielsweise durch eine radial bewegbare, federvorgespannte Kugel oder durch ähnliche Bauelemente.

Weiterhin kann es günstig sein, wenn an der Achse der Sepa­ rationskammer ein Getriebebereich zum Dreh-Antrieb der Sepa­ rationskammer in Abhängigkeit von der Drehung des Hauptrotor angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, muß die Separa­ tionskammer mit doppelter Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden, wie der Hauptrotor, um eine entsprechende Ver- bzw. Entdrillung der Leitung sicherzustellen. Hierbei ist es gün­ stig, wenn die Achse selbst einen Getriebebereich aufweist, um eine zwangsweise Drehkoppelung zwischen der Separations­ kammer und dem Hauptrotor sicherzustellen. Der Getriebe­ bereich kann beispielsweise als Verzahnung ausgebildet sein, wobei die Verzahnung mit einem Ritzel kämmen kann, welches mit einer Welle verbunden ist, welche wiederum drehbar an dem Hauptrotor gelagert ist. Das andere Ende der Welle ist beispielsweise mit einem Zahnkranz in Eingriff, welches sich an einem Gestell der Zentrifuge befindet. Bei einer Drehung des Hauptrotors wird somit über den Zahnkranz die Welle in Drehung versetzt und treibt über das Ritzel die Separations­ kammer an.

Die Laufrollen können erfindungsgemäß zum Ausgleich von Un­ wuchten elastisch ausgebildet sein, so daß sich ein selbst­ zentrierender Aufbau ergibt.

Die Separationskammer ist bevorzugterweise als Einmal- oder Wegwerfartikel ausgestaltet, welcher beispielsweise aus einem recycelbaren Kunststoff gefertigt ist. Die recyclbare Separationskammer umfaßt dabei wegen des Getriebebereichs und der Laufringe einen Teil des Antriebs bzw. des Lagers der Zentrifuge.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seiten-Schnittansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Zentrifuge,

Fig. 2 eine Teil-Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels, und

Fig. 3 eine Teil-Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Haupt­ rotor.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung und Ausgestaltung der Zen­ trifuge korrespondiert hinsichtlich des prinzipiellen Auf­ baus mit der in der DE-PS 32 42 541 beschriebenen Zentri­ fuge. Es wird deshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung in dieser Patentschrift Bezug genommen.

Die Fig. 1 zeigt ein Gestell 13, an welchem ein Motor 14 ge­ lagert ist. Oberhalb des Gestells 13 ist ein gestellformig ausgebildeter Hauptrotor 3 drehbar gelagert, welcher mit einer hohlen Achse 15 versehen ist, die über einen Riemen­ trieb 16 antriebsmäßig mit dem Motor 14 verbunden ist. Ein weiterer Riementrieb 17 dient zum Antrieb einer Welle 18, welche drehbar in der hohlen Achse 15 gelagert ist. Die Wel­ le 18 weist an ihrem oberen Ende ein Zahnrad 19 auf, welches mit einem Ritzel 20 kämmt, welches wiederum auf eine Welle 12 aufgeflanscht ist, deren oberes Ende ein Ritzel 11 trägt.

Am oberen Bereich des Hauptrotors 3 ist eine Ausnehmung 21 ausgebildet, durch welche eine Achse 5 einer Separations­ kammer 1 durchsteckbar ist. Im mittigen Bereich mündet am unteren Ende der Achse 5 eine Leitung 2, welche in einem Bogen nach oben geführt ist, so wie dies aus Fig. 1 ersicht­ lich ist. Der Hauptrotor 3 umfaßt eine Führungseinrichtung (Bügel) 4, an welcher die Leitung 2 gehaltert ist.

Zur Lagerung der Achse 5 an dem Hauptrotor 3 weist dieser in einer oberen und einer unteren Ebene ebenfalls drei obere Lagerrollen 6 und drei untere Lagerrollen 7 auf, welche gleich beabstandet sind und somit zur Abstützung der Achse 5 dienen. Die Achse 5 ist mit einem oberen Laufring 8 und einem unteren Laufring 9 versehen, gegen welche sich die La­ gerrollen 6 bzw. 7 abstützen. Aus der Darstellung der Fig. 1 ergibt sich, daß die Lagerrollen 6 und 7 jeweils auf Träger­ stangen oder ähnlichem drehbar gelagert sind und, da am Um­ fang jeweils drei Lagerrollen vorgesehen sind, einen Abstand zueinander aufweisen, welcher eine Durchführung der Leitung 2 ermöglicht, wenn die Separationskammer 1 aufgesteckt bzw. entnommen wird (siehe den Doppelpfeil im oberen Bereich der Fig. 1).

An der Achse 5 ist weiterhin ein Getriebebereich 10 in Form einer Verzahnung ausgebildet, welche mit dem Ritzel 11 kämmt. Die Antriebsverhältnisse sind so gewählt, daß die Separationskammer 1 mit doppelter Drehgeschwindigkeit ange­ trieben wird, als der Hauptrotor 3. Hinsichtlich der Lage­ rung und Ausgestaltung der Leitung 2 wird auf die DE-PS 32 42 541 verwiesen.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ergibt sich, daß die Separationskammer 1 zusammen mit der an dieser be­ festigten Achse 5 in einfacher Weise von oben eingesteckt bzw. entnommen werden kann, ohne daß die Lageranordnung, welche durch die oberen und unteren Lagerrollen 6, 7 sowie den Laufring 8 bzw. 9 gebildet wird, das Einlegen bzw. Ent­ fernen der Leitung behindert. Es ist nicht erforderlich, die Leitung, wie beim Stand der Technik bekannt, durch eine Hohlwelle durchzufädeln oder die Separationskammer von unten einzubauen. Da die Achse 5 der Separationskammer 1 weiterhin mit dem Getriebebereich 10 versehen ist, ist eine exakte Zuordnung der Winkelgeschwindigkeiten der Separationskammer 1 und des Hauptrotors 3 gewährleistet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zentrifuge. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 2 der Hauptrotor 3 mit einer Ausnehmung 22 versehen, in welche die Separationskammer 1, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, einsteckbar ist. Aus Fig. 2 ergibt sich weiterhin im einzelnen die Anordnung und Lagerung der oberen Lagerrolle 6 und der unteren Lagerrolle 7. Die obere Lagerrolle 6 weist eine Achse 23 auf, welche in einer Aus­ nehmung des Hauptrotors 3 aufgenommen und mittels zweier Lager gelagert ist. In gleicher Weise ist eine Achse 24 der unteren Lagerrolle 7 aufgenommen und gelagert. In ähnlicher Weise ist die Welle 12 gelagert, welche an ihrem Ende das Ritzel 11 trägt. Die Fig. 3 zeigt in der Draufsicht, daß die drei oberen und drei unteren Lagerrollen 6, 7 jeweils einen Abstand zueinander aufweisen, welcher eine seitliche Durch­ führung des Schlauchs bzw. der Leitung 2 ermöglicht. Die Führungseinrichtung für die Leitung 2 ist in Form einer Nut 4 ausgebildet, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Breite der Nut 4 ist etwas größer als der Durchmesser der Leitung 2, so daß diese zwar geführt, jedoch verdrehbar gehalten ist, so wie dies bei der beschriebenen Zentrifuge erforderlich ist.

Die Fig. 2 zeigt weiterhin, daß die mit dem verzahnten Ge­ triebe im Bereich 10 über das Ritzel 11 in Verbindung ste­ hende Welle 12 an ihrem Ende ein Zahnrad 25 trägt, welches mit einem Zahnkranz 26 kämmt, welcher fest an dem Gestell 13 gelagert ist. Durch Drehung des Hauptrotors 3 mittels des in Fig. 2 nicht im einzelnen gezeigten Motors 14 erfolgt somit zwangsweise ein Antrieb der Separationskammer 1 in der erforderlichen Winkelgeschwindigkeit.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbei­ spiele beschränkt, vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglich­ keiten, insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung des Antriebs der Separationskammer.

Claims (12)

1. Zentrifuge mit einer Separationskammer (1), an welcher eine Leitung (2) fest angeschlossen ist, mit einem Hauptrotor (3), an welchem die Separationskammer (1) relativ zu diesem drehbar mittels einer Lageranordnung lagerbar ist, und mit einer Führungseinrichtung (4) an dem Hauptrotor (3) zur Führung der Leitung (2) vom mit­ tigen unteren Bereich der Separationskammer (1) in einen Bereich oberhalb der Zentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung zur Einlegung der Leitung (2) in den Hauptrotor (3) im Bereich des Hauptrotors (3) einen in radialer Richtung offenen Bereich umfaßt.

2. Zentrifuge mit einer Separationskammer (1), an welcher eine Leitung (2) fest angeschlossen ist, mit einem Hauptrotor (3), an welchem die Separationskammer (1) relativ zu diesem drehbar mittels einer Lageranordnung lagerbar ist, und mit einer Führungseinrichtung (4) an dem Hauptrotor (3) zur Führung der Leitung (2) vom mit­ tigen unteren Bereich der Separationskammer (1) in einen Bereich oberhalb der Zentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung zur Einlegung der Leitung (2) in den Hauptrotor (3) im Bereich des Hauptrotors (3) einen in radialer Richtung zu öffnenden Bereich umfaßt.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeich­ net, daß die Lageranordnung eine in der Separations­ kammer (1) angeordnete Achse (5) aufweist, sowie mehrere am Umfang verteilte, drehbar an dem Hauptrotor (3) gela­ gerte Laufrollen (6, 7).

4. Zentrifuge nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß jeweils drei Laufrollen (6, 7) in zwei axial beabstan­ deten Ebenen vorgesehen sind.

5. Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß an der Achse (5) zur Zusammenwirkung mit den Laufrollen (6, 7) zumindest ein Laufring (8, 9) aus­ gebildet ist.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (8, 9) und/oder eine Laufrolle (6, 7) profiliert ist.

7. Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Laufring (8, 9) und/oder eine Laufrolle (6, 7) mit einer Axialsicherung zur Verriegelung der Separationskammer (1) in Axialrichtung versehen ist.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Achse (5) ein Getriebebereich (10) zum Dreh-Antrieb der Separationskammer (1) in Abhängig­ keit von der Drehung des Hauptrotors (3) angeordnet ist.

9. Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Verzahnung ausgebildete Getriebebereich (10) über eine drehbar an dem Hauptrotor (3) gelagerte, mit einem Ritzel (11) versehene Welle (12) antriebsmäßig mit dem Hauptrotorantrieb verbunden ist.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laufrollen (6, 7) zum Ausgleich von Unwuchten elastisch ausgebildet sind.

11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse an der Separationskammer ela­ stisch angebracht ist.

12. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Separationskammer (1) als insbe­ sondere recyclbarer Einmalartikel ausgebildet ist.