EP0642834A2

EP0642834A2 - Locking device for a bearing arrangement especially for the separating chamber of a centrifuge

Info

Publication number: EP0642834A2
Application number: EP94113911A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Witthaus; Wolfram Weber; Lothar Leick
Original assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: US5558769A; DE59405212D1; DE4330905C2; JPH07213952A; DE4330905A1; EP0642834B1; ES2114640T3; EP0642834A3

Abstract

The invention is a locking device for a bearing arrangement, known per se, in which at least three running rollers which are each rotatably mounted on a bearing pin and are arranged in a rotationally symmetrical fashion lie in one plane and guide and bear a running ring between them. In this arrangement, the bearing pins are arranged on a carrier device which itself is mounted so as to rotate about a central axis which is aligned with the rotational axis of the running ring so that the running ring and the carrier device can rotate at different speeds of rotation. Such an arrangement of bearings on a rotating carrier is particularly suitable for a centrifuge in which a separation chamber which is provided with a centrally attached line is to be operated in such a way that the hose is not rotated. The locking device is characterised in that the bearing pins (20) are arranged eccentrically on bolts (74) which are mounted in the carrier device (36) so as to be capable of rotating with respect to it, in that a transmission component (84, 86) which rotates or revolves at the same angular speed as the carrier device (36) engages the bolts (74) in such a way that the bolts which engage with the transmission component are rotated in relation to the carrier device simultaneously with the rotation of the transmission component, in that the transmission component (84) is coupled via at least one coupling element (94; 122, 124, 142) to a shaft (40; 140) which is mounted in the housing, and in that means are provided in order to impart to the transmission component (84, 86) a relative movement in relation to the carrier device. Either a specific arrangement of control rollers on a drive belt or else a planetary gear are provided as means for imparting the relative movement. <IMAGE>

Description

Die Erfindung stellt eine Verriegelungsvorrichtung für eine bekannte Lageranordnung einer Zentrifuge dar. Die bekannte Lageranordnung besteht aus zumindest drei jeweils auf einem Lagerzapfen drehbar gelagerten, rotationssymmetrisch angeordneten, in einer Ebene liegenden Laufrollen, die einen Laufring zwischen sich führen und lagern, wobei die Lagerzapfen auf einer Trägervorrichtung angeordnet sind, die ihrerseits um eine zentrale Achse rotierend gelagert ist, die mit der Drehachse des Laufrings fluchtet und der Laufring durch eine Antriebsvorrichtung so angetrieben wird, daß die Trägervorrichtung und der Laufring, bezogen auf ein ortsfestes Gehäuse, mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten rotieren. Die Zentrifuge weist eine als Einwegteil ausgebildete, einen Laufring aufweisende Separationskammer auf, an welche eine Leitung fest angeschlossen ist,und die zwischen den Laufrollen gelagert wird, wobei der freifliegende Schlauchabschnitt oder Leitungsteil mittels eines auf der rotierenden Trägervorrichtung angeordneten Mitnehmers mit halber Winkelgeschwindigkeit im Vergleich zu der rotierenden Separationskammer umgeführt wird, so daß ein Verdrehen um seine Längsachse vermieden wird. Die Trägervorrichtung wird in der Zentrifugentechnik auch als Rotor bezeichnet.The invention represents a locking device for a known bearing arrangement of a centrifuge. The known bearing arrangement consists of at least three rotationally symmetrically arranged, in one plane, rotatably mounted, rotatably mounted on a bearing journal, which guide and support a race between them, the bearing journals on one Carrier device are arranged, which in turn is rotatably mounted about a central axis, which is aligned with the axis of rotation of the race and the race is driven by a drive device so that the carrier device and the race, with respect to a stationary housing, rotate at different angular speeds. The centrifuge has a separation chamber designed as a disposable part, which has a race, to which a line is firmly connected and which is mounted between the rollers, the free-lying hose section or line part by means of a driver arranged on the rotating carrier device at half the angular speed compared to the rotating separation chamber is bypassed so that twisting about its longitudinal axis is avoided. The carrier device is also referred to as a rotor in centrifuge technology.

Eine Zentrifuge mit einer gattungsgemäßen Lageranordnung zur Lagerung der Separationskammer ist beispielsweise in der deutschen, auf die Anmelderin zurückgehenden, Patentanmeldung 42 20 232.9 beschrieben. Eine ähnliche Lageranordnung ist aus der JP 56/76260A bekannt. Bei der zuletzt beschriebenen Lageranordnung wird ein hohlzylinderförmiger Achsabschnitt zwischen insgesamt sechs Laufrollen gefuhrt, die in zwei Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei in jeweils einer Ebene drei Laufrollen in Form von Kugellagern rotationssymmetrisch angeordnet sind. Dabei ist an dem in wesentlichen senkrecht verlaufenden hohlen Achsabschnitt an seinem oberen Ende eine Separationskammer angeordnet, und an seinem unteren Ende eine Abflußleitung angeschlossen. Dabei wird ein freifliegender Abschnitt der Leitung in dem Rotor geführt und läuft mit der halben Drehzahl um, verglichen mit der Drehzahl der Separationskammer, um ein Verdrehen des Schlauchabschnitts bzw. der gesamten Abflußleitung in sich selbst zu verhindern. Das Grundprinzip, den freifliegenden Schlauchabschnitt mit halber Winkelgeschwindigkeit um eine rotierende Separationskammer umzuführen, ist aus der auf die Anmelderin zurückgehenden DE-PS 32 42 541 bekannt.A centrifuge with a generic bearing arrangement for storing the separation chamber is described, for example, in German patent application 42 20 232.9, which goes back to the applicant. A similar bearing arrangement is known from JP 56 / 76260A. In the bearing arrangement described last, a hollow cylindrical axle section is guided between a total of six rollers which are arranged one above the other in two levels, three rollers in the form of Ball bearings are arranged rotationally symmetrical. In this case, a separation chamber is arranged on the substantially vertical hollow axis section at its upper end, and a drain line is connected at its lower end. A free-floating section of the line is guided in the rotor and rotates at half the speed compared to the speed of the separation chamber in order to prevent the hose section or the entire drain line from twisting in itself. The basic principle of moving the free-flying hose section around a rotating separation chamber at half the angular velocity is known from DE-PS 32 42 541, which goes back to the applicant.

Bei der aus der japanischen Druckschrift bekannten Zentrifuge mit einer gattungsgemäßen Lageranordnung ist vorgesehen zwei übereinander angeordnete Lager in radialer Richtung zu entfernen, um dadurch eine Entnahme des Achsabschnitts und der mit ihm verbundenen Separationskammer und der Abflußleitung zu ermöglichen. Bei einer ebenfalls aus der japanischen Druckschrift bekannten Lageranordnung, bei der insgesamt acht Lager in zwei Ebenen angeordnet sind, wobei jeweils vier Lager in einer Eben rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind, ist vorgesehen, an insgesamt zwei Lagerstellen, d.h. bei jeweils zwei übereinander angeordneten Lagern, die Lager in radialer Richtung zu entfernen um eine Öffnung zu schaffen, durch die der Achsabschnitt und mit ihm die Separationkammer und die Abflußleitung in radialer Richtung entnommen werden können.In the centrifuge known from the Japanese publication with a generic bearing arrangement, provision is made to remove two superposed bearings in the radial direction, in order thereby to enable removal of the axle section and the separation chamber connected to it and the drain line. In a bearing arrangement also known from the Japanese publication, in which a total of eight bearings are arranged in two planes, four bearings in each case being arranged rotationally symmetrically to one another, provision is made for a total of two bearing points, i.e. with two superposed bearings, remove the bearings in the radial direction to create an opening through which the axle section and with it the separation chamber and the drain line can be removed in the radial direction.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Lageranordnung ist somit bei einem Austausch des geführten Laufringes oder Achsabschnitts, bzw. einer damit verbundenen Separationskammer nur sehr kompliziert zu handhaben, was insbesondere dort störend ist, wo die Lageranordnung für eine Zentrifuge im Krankenhausbetrieb verwendet wird. Zentrifugen mit einer gattungsgemäßen Lageranordnung werden insbesondere zur Zellseparation von körpereigenen Flüssigkeiten, wie insbesondere Blut, verwendet, wobei die Separationskammer und die mit ihr fest verbundene Leitung häufig aus Kunststoff als Wegwerfteil ausgebildet sind. Im täglichen Krankenhausbetrieb werden auf einer Zentrifuge eine Vielzahl von Zentrifugiervorgängen zur Zellseparation vorgenommen, wobei jedesmal - aus Inkompatibilitätsgründen - die Einweg-Separationskammer ausgetauscht werden muß. Die aus dem Stand der Technik bekannte Lageranordnung führt bei einem solchen Einsatz einer Zentrifuge mit einer gattungsgemäßen Lageranordnung zu einer erheblichen Zeitverzögerung.The bearing arrangement known from the prior art is thus only very complicated to handle when replacing the guided race or axle section or a separation chamber connected to it, which is particularly troublesome where the bearing arrangement is used for a centrifuge in hospital operation. Centrifuges with a generic bearing arrangement are used in particular for the cell separation of body-own liquids, such as blood, in particular, the separation chamber and the line firmly connected to it are often made of plastic as a disposable part. In daily hospital operations, a large number of centrifuging processes for cell separation are carried out on a centrifuge, the disposable separation chamber having to be replaced each time, for reasons of incompatibility. The bearing arrangement known from the prior art leads to a considerable time delay when such a centrifuge is used with a generic bearing arrangement.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Lageranordnung eine Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die ein schnelles Entnehmen des Laufringes und insbesondere einer mit ihm verbundenen Separationskammer bzw. ein schnelles Einlegen ermöglicht, und die einfach zu bedienen und robust ist.The invention is therefore based on the object of providing a locking device for a generic bearing arrangement which enables the race and in particular a separation chamber connected to it to be removed or inserted quickly, and which is easy to use and robust.

Die Lösung der Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Lageranordnung durch eine Verriegelungsvorrichtung gelöst, bei der die Lagerzapfen auf in der Trägervorrichtung relativ zu dieser verdrehbar gelagerten Bolzen exzentrisch angeordnet sind, bei der ein mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Trägervorrichtung rotierendes oder umlaufendes Getriebebauteil mit den Bolzen so in Eingriff steht, daß die mit dem Getriebebauteil in Eingriff stehenden Bolzen bei Drehung des Getriebebauteils gleichzeitig relativ zu der Trägervorrichtung verdreht werden, und das Getriebebauteil über mindestens ein Koppelglied mit einer in dem Gehäuse gelagerten Welle gekoppelt ist, und Mittel vorgesehen sind, um dem Getriebebauteil eine Relativbewegung in Bezug auf die Trägervorrichtung aufzuprägen.The solution to the problem is solved in a generic bearing arrangement by a locking device in which the bearing pins are arranged eccentrically on bolts rotatably mounted in the carrier device relative to the latter, in which a gear component rotating or rotating with the same angular velocity as the carrier device with the bolts so is engaged in that the bolts engaged with the gear component are simultaneously rotated relative to the carrier device when the gear component rotates, and the gear component is coupled to a shaft mounted in the housing via at least one coupling member, and means are provided around the gear component impress a relative movement with respect to the carrier device.

Dabei ist die Erfindung insbesondere auf eine Lageranordnung gerichtet, bei der lediglich drei Laufrollen rotionssymmetrisch in einer Ebene angeordnet sind. Es ist aber ohne weiteres denkbar, die Erfindung auch für eine Lageranordnung zu verwenden, bei der zumindest sechs Laufrollen in zwei Ebenen übereinander angeordnet sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.The invention is particularly directed to a bearing arrangement in which only three rollers are arranged rotationally symmetrically in one plane. However, it is readily conceivable to use the invention also for a bearing arrangement in which at least six rollers in two Layers are arranged one above the other, as is known from the prior art.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Getriebebauteil, das mit den die Lagerzapfen der Laufrollen lagernden Bolzen in Eingriff steht, eine Hohlwelle auf, die koaxial mit der Drehachse der Trägervorrichtung bzw. des Rotors und mit der Drehachse des Laufringes angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung wird eine besonders kompakte Gestaltung einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ermöglicht, was insbesondere dort von Wichtigkeit ist, wo eine Zentrifuge für den Krankenhausbetrieb so kompakt konstruiert werden soll, daß die als Tischgerät eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Hohlwelle an ihrem oberen Ende mit einem Zahnrad verbunden ist, das mit jeweils am Umfang eines Bolzens angeordneten Zahnrädern in Eingriff steht. Dabei können die am Umfang der Bolzen angeordneten Zahnräder als Segmente ausgeführt sein, so daß eine Verzahnung lediglich in dem Bereich vorgesehen ist, in dem sie tatsächlich benötigt wird. Durch die beschriebene Ausbildung einer erfindunggemäßen Verriegelungsvorrichtung, bei der Verzahnungen verwendet werden, um das Getriebebauteil mit dem Bolzen zu koppeln, wird eine besonders robust Ausführung geschaffen, die sich insbesondere für einen Dauerbetrieb im Krankenhaus eignet. Weiterhin ist vorgesehen, um eine kompakte Gestaltung der gesamten Lageranordnung bzw. Zentrifuge weiter zu fördern, daß die Hohlwelle über Walzlager in einem mit dem Rotor rotierenden Lagerflansch gelagert ist, daß weiter eine Getriebewelle zum Antrieb des Laufrings über Walzlager in der Hohlwelle gelagert ist und daß der Rotor über Walzlager in dem Gehäuse gelagert ist. Auf diese Weise wird sozusagen ein konzentrischer Aufbau der gesamten Anordnung geschaffen, der eine platzsparende Anordnung sämtlicher Walzlager ermöglicht und dazu beiträgt, die gesamte Vorrichtung kompakt aufzubauen.In a preferred embodiment of the invention, the gear component, which is in engagement with the bolts supporting the bearing journals of the rollers, has a hollow shaft which is arranged coaxially with the axis of rotation of the carrier device or the rotor and with the axis of rotation of the race. Such an arrangement enables a particularly compact design of a locking device according to the invention, which is particularly important where a centrifuge for hospital operation is to be designed so compact that it can be used as a table device. It is preferably provided that the hollow shaft is connected at its upper end to a gearwheel which engages with gearwheels arranged on the circumference of a bolt. The gearwheels arranged on the circumference of the bolts can be designed as segments, so that a toothing is provided only in the area in which it is actually needed. The described design of a locking device according to the invention, in which toothing is used to couple the gear component to the bolt, creates a particularly robust design, which is particularly suitable for continuous operation in hospitals. It is also provided to further promote a compact design of the entire bearing arrangement or centrifuge that the hollow shaft is mounted on roller bearings in a bearing flange rotating with the rotor, that a gear shaft for driving the race is supported on roller bearings in the hollow shaft and that the rotor is supported in the housing via roller bearings. In this way, a concentric structure of the entire arrangement is created, so to speak, which enables a space-saving arrangement of all roller bearings and contributes to the compact construction of the entire device.

Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen, daß ein an dem Gehäuse angeordneter Motor mit einer Ausgangswelle versehen ist, auf der zwei Scheiben angeordnet sind, von denen eine erste über ein erstes Zugmittel, insbesondere in Form eines Treibriemens, den Rotor antreibt, und eine zweite Riemenscheibe über ein zweites Zugmittel, wiederum in Form eines Treibriemens, mit gleicher Drehzahl die Hohlwelle antreibt. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, daß die Mittel, um dem Getriebebauteil, das mit den Bolzen in Eingriff steht und ein Verschwenken der Laufrollen bewirken soll, eine Relativbewegung in bezug auf die Trägervorrichtung bzw. den Rotor aufzuprägen, einfach ausgestaltet werden können, insbesondere, indem das zweite, in Form eines Treibriemens ausgebildete Zugmittel über Schaltrollen geführt wird. Dabei ist sowohl das auflaufende wie das ablaufende Trum des Treibriemens um jeweils eine Schaltrolle geführt, wobei die Achsen der Schaltrollen in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Treibriemens verschiebbar sind. Die Achsen der beiden Schaltrollen sind dabei vorzugsweise auf einem gemeinsamen, verschiebbaren Schlitten angeordnet, der darüber hinaus mit einem Betätigungsmittel, beispielsweise in Form eines Linearmotors, verbunden sein kann, das elektrisch ansteuerbar ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß der Umschlingungswinkel jeweils eines Trums um eine Schaltrolle 180° beträgt. Vorteilhaft ist dabei eine Anordnung des Treibriemens der Gestalt, daß die Außenseite des Treibriemens auf den beiden Schaltrollen geführt ist, während die Innenseite der antriebenden Scheibe zugewandt ist. Vorteilhaft sind dabei zwei weitere Laufrollen in Form von Spannrollen vorgesehen, die einen Umschlingungswinkel von 180° um die Schaltrollen ermöglichen sowie die Riemenspannung auf einer für die funktionsweise notwendigen Spannung halten.It is also advantageously provided that a motor arranged on the housing is provided with an output shaft on which two disks are arranged, of which a first drives the rotor via a first traction means, in particular in the form of a drive belt, and a second pulley via a second traction means, again in the form of a drive belt, drives the hollow shaft at the same speed. Such an embodiment offers the advantage that the means for imparting a relative movement with respect to the carrier device or the rotor to the gear component, which is in engagement with the bolts and is intended to cause the rollers to pivot, can be configured in a simple manner, in particular, by guiding the second traction device in the form of a drive belt over switching rollers. In this case, both the running and the running run of the drive belt are each guided around a shift pulley, the axes of the shift pulleys being displaceable in a direction transverse to the direction of movement of the drive belt. The axes of the two switching rollers are preferably arranged on a common, displaceable carriage which can also be connected to an actuating means, for example in the form of a linear motor, which can be controlled electrically. It is preferably provided that the wrap angle of each strand around a switching roller is 180 °. It is advantageous to arrange the drive belt in such a way that the outside of the drive belt is guided on the two switching rollers, while the inside faces the driving pulley. Two further rollers in the form of tensioning rollers are advantageously provided, which enable a wrap angle of 180 ° around the switching rollers and keep the belt tension at a tension necessary for the functioning.

Durch die beschriebene Anordnung wird auf einfache und höchst zweckmäßige Weise ein Mittel geschaffen, um dem mitrotierenden Getriebebauteil gegenüber dem Rotor eine Relativbewegung aufzuprägen, die dazu führt, daß die Bolzen gedreht werden und die exzentrisch angeordneten Lagerzapfen mit samt der Laufrollen radial nach außen schwenken, so daß der Laufring und mit ihm die Separationskammer in axialer Richtung nach oben entnommen werden kann.By the arrangement described, a means is created in a simple and highly expedient manner in order to impart a relative movement to the co-rotating gear component with respect to the rotor, which leads to the bolts being rotated and the eccentrically arranged bearing pins together with the Swivel the rollers radially outwards so that the race and with it the separation chamber can be removed in the axial direction upwards.

Alternativ zu der beschriebenen Ausführungsform der Mittel zum Aufbringen der Relativbewegung kann eine Anordnung gewählt werden, bei der die Hohlwelle über ein Umlaufgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe angetrieben wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, daß die Hohlwelle von einem Hohlrad des Planetengetriebes umgeben ist, dad auf einem Wälzlager gelagert ist, das sich an der Außenseite der Hohlwelle abstützt. An einem Ende der Hohlwelle kann ein Flansch angeordnet sein, der als Planetenradträger fungiert und Planetenräder trägt, die durch ein auf der zentralen Getriebewelle angeordnetes Sonnenrad angetrieben werden, wobei die Übersetzung des gesamten Planetengetriebes so gewählt ist, daß die Hohlwelle mit der gleichen Drehzahl rotiert wie der Rotor bzw. die Trägervorrichtung für die Lagerzapfen der den Laufring haltenden Laufrollen. Bei stillstehendem Hohlrad ist so ein normaler Betrieb der Zentrifuge möglich. Zum Öffnen der Lageranordnung, d.h. um eine Relativbewegung zwischen Hohlwelle bzw. dem daran angelenkten Getriebebauteil und dem Rotor (der Trägervorrichtung) zu bewirken, kann das Hohlrad verdreht werden, beispielsweise durch einen aufliegenden Treibriemen, oder aber bevorzugt über eine Außenverzahnung, in die ein Zahnrad eine Stellmotors eingreift.As an alternative to the described embodiment of the means for applying the relative movement, an arrangement can be selected in which the hollow shaft is driven via an epicyclic gear, in particular a planetary gear, it being possible in particular for the hollow shaft to be surrounded by a ring gear of the planetary gear, dad auf a roller bearing is supported, which is supported on the outside of the hollow shaft. At one end of the hollow shaft, a flange can be arranged, which acts as a planet carrier and carries planet gears, which are driven by a sun gear arranged on the central gear shaft, the translation of the entire planetary gear being selected so that the hollow shaft rotates at the same speed as the rotor or the carrier device for the journals of the rollers holding the race. With the ring gear stationary, normal operation of the centrifuge is possible. To open the storage arrangement, i.e. In order to bring about a relative movement between the hollow shaft or the gear component articulated thereon and the rotor (the carrier device), the ring gear can be rotated, for example by a drive belt resting thereon, or preferably via an external toothing in which a gearwheel engages an actuating motor.

Auf diese Weise wird ebenfalls eine äußerst kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ermöglicht, so daß die gesamte Lageranordnung mit der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung auch für Tischgeräte verwendet werden kann.In this way, an extremely compact design of the locking device according to the invention is also made possible, so that the entire bearing arrangement with the locking device according to the invention can also be used for table devices.

Beide Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere geeignet für eine Anordnung von Laufrollen, die lediglich in einer Ebene liegen, wobei aber eine Anordnung von Laufrollen in mehr als einer Ebene, insbesondere in zwei Ebenen, ohne weiteres möglich ist. Bei Anordnung von Laufrollen in lediglich einer Ebene ist insbesondere vorgesehen, daß die Laufrollen eine im Querschnitt konkav oder konvex geformte Lauffläche aufweisen und der Laufring eine im Querschnitt komplementär dazu konvex oder konkav geformte Lauffläche, so daß in axialer Richtung bei zusammengeführten Laufrollen, d.h. geschlossener Verriegelungsvorrichtung in axialer Richtung der Separationkammer bzw. der Laufrings ein Formschluß geschaffen wird, so daß der Laufring und das mit ihm verbundene Teil, insbesondere eine Separationkammer, sicher geführt werden.Both embodiments of the invention are particularly suitable for an arrangement of rollers which lie only in one plane, but an arrangement of rollers in more than one plane, in particular in two planes, is readily possible. When arranging rollers in only One level in particular provides that the rollers have a tread which is concave or convex in cross-section and the race has a tread which is complementarily convex or concave in cross-section, so that in the axial direction when the rollers are brought together, that is to say a closed locking device in the axial direction of the separation chamber or the race is provided with a positive connection, so that the race and the part connected to it, in particular a separation chamber, are reliably guided.

Durch die erfindungsgemäß ausgestaltet Verriegelungsvorrichtung ist es möglich, stationäre, d.h. nichtrotierende Bedienungselemente, die beispielsweise am Gehäuse einer Zentrifuge angeordnet sind, vorzusehen, so das die Handhabung der Verriegelungsvorrichtung sehr einfach ist. Weiterhin ist eine elektrische Betätigung der Verriegelungsvorrichtung ohne weiteres möglich, ohne das ein elektrischer Schaltstrom über rotierende Kontakte, beispielsweise in form von Schleifringen, geführt werden muß. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Verriegelung in jeder Position der Rotors (der Trägervorrichtung) bedient werden.The locking device designed according to the invention makes it possible to use stationary, i.e. provide non-rotating controls, which are arranged, for example, on the housing of a centrifuge, so that the handling of the locking device is very simple. Furthermore, electrical actuation of the locking device is readily possible without an electrical switching current having to be conducted via rotating contacts, for example in the form of slip rings. Furthermore, the lock according to the invention can be operated in any position of the rotor (the carrier device).

Grundsätzlich ist die Erfindung für alle insgesamt rotierenden Lageranordnungen geeignet, bei denen eine Bewegung von einem stationären Gehäuse aus in ein rotierendes System, beispielsweise einen Rotor, eingeleitet werden soll.Basically, the invention is suitable for all rotating bearing arrangements in which a movement from a stationary housing is to be initiated in a rotating system, for example a rotor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargesteller Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Zentrifuge mit aufgesetzter Separationkammer und einer Verriegelungsvorrichtung für eine Lageranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2: einen schematisierten Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, und
Fig. 3: einen Querschnitt durch eine Zentrifuge mit aufgesetzter Separationskammer mit einer Verriegelungsvorrichtung für eine Lageranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows:

Fig. 1: 2 shows a section through a centrifuge with a separation chamber attached and a locking device for a bearing arrangement according to a first exemplary embodiment of the invention,
Fig. 2: a schematic cross section along the line II-II in Fig. 1, and
Fig. 3: a cross section through a centrifuge with attached separation chamber with a locking device for a bearing arrangement according to a second embodiment of the invention.

In den Fig. 1 und 2 sowie in der das zweite Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 3 sind identische oder funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.1 and 2 and in FIG. 3, which represents the second exemplary embodiment, identical or functionally identical parts are designated by the same reference symbols.

Eine Zentrifuge 10 weist eine Separationskammer 12 auf, in der eine Flüssigkeit, beispielsweise Blut, in Bestandteile verschiedener Dichte getrennt werden soll. Die Separationskammer 12 ist mit einem Laufring 14 einstückig ausgebildet, dessen Lauffläche 16 im Querschnitt konvex ist. Mit der konvexen Lauffläche 16 greift der Laufring 14 in entsprechen komplementär konkav geformte Laufflächen 18 von drei Laufrollen 20 ein, von denen in den Fig. 1 und 3 wegen der Schnittführung jeweils nur eine sichtbar ist. Die drei Laufrollen 20 liegen in einer Ebene und sind rotationssymmetrisch, d.h. mit einem Zentiwinkel von 120°, angeordnet. Jede Laufrolle 20 ist auf einem Lagerzapfen 22 mittels zweier Kugellager 24 gelagert.A centrifuge 10 has a separation chamber 12 in which a liquid, for example blood, is to be separated into components of different densities. The separation chamber 12 is formed in one piece with a race 14, the running surface 16 of which is convex in cross section. With the convex tread 16, the race 14 engages in complementarily concave treads 18 of three rollers 20, only one of which is visible in FIGS. 1 and 3 because of the cut. The three rollers 20 lie in one plane and are rotationally symmetrical, i.e. with a central angle of 120 °. Each roller 20 is mounted on a journal 22 by means of two ball bearings 24.

Die Separationkammer 12 weist im Anschluß an den Laufring 14 einen Flansch 26 auf, der eine Außenverzahnung 28 trägt. In die Außenverzahnung 28 greift ein Ritzel 30 ein, das mit einer Welle 32 verbunden ist. Die Welle 32 ist über zwei Kugellager 34 in einer Trägervorrichtung 36 gelagert, die auch als Rotor bezeichnet wird. Die Welle 32 wird über ein Getriebe von einem Motor 38 mit einer Abtriebswelle 40 argemeben. Die Abtriebswelle 40 trägt an ihrem einen, dem Motor 38 abgewandten Ende eine Riemenscheibe 42, die in diesem Zusammenhang als dritte Riemenscheibe bezeichnet wird. Die dritte Riemenscheibe 42 treibt über einen Treibriemen 44 eine an einem Ende einer zentral angeordneten Antriebswelle 46 angeordnete Riemenscheibe 48 und damit die Antriebswelle selbst. Die Antriebswelle 46 trägt an ihrem anderen Ende ein Zahnrad 50, das mit einem weiteren, auf der Welle 32 angeordneten Zahnrad 52 eine Untersetzung bildet.The separation chamber 12 has a flange 26 following the race 14, which has an external toothing 28. A pinion 30, which is connected to a shaft 32, engages in the external toothing 28. The shaft 32 is supported by two ball bearings 34 in a carrier device 36, which is also referred to as a rotor. The shaft 32 is co-operated by a motor 38 with an output shaft 40 via a gear. The output shaft 40 carries at its one end facing away from the motor 38 a pulley 42, which in this context is referred to as the third pulley. The third Pulley 42 drives via a drive belt 44 a pulley 48 arranged at one end of a centrally arranged drive shaft 46 and thus the drive shaft itself. The drive shaft 46 carries at its other end a toothed wheel 50 which, with another toothed wheel 52 arranged on shaft 32 Reduction forms.

Der Motor 38 treibt also über die Abtriebswelle 40, das aus Riemenscheibe 42, Treibriemen 44 und Riemenscheibe 48 bestehende Zugmittelgetriebe, die Antriebswelle 46, die aus den Zahnrädern 50 und 52 bestehende Untersetzung, die Welle 32 und das Ritzel 30 den mit der Außenverzahnung 28 versehenen Flansch 26 und damit die Separationkammer 12 an, die rotiert, wodurch aufgrund der sich einstellenden Zentrifugalkräfte schwerere Bestandteile des Blutes nach außen hin gesammelt werden, während leichtere Bestandteile durch einen zentral mit der Separationskammer 12 verbundenen Schlauch 54 abgezogen werden können. Die Separationskammer 12 ist dabei über den Laufring 14 zwischen den drei Laufrollen 20 gelagert, deren Lagerzapfen 22 ebenfalls wie auch die Welle 32 in der Trägervorrichtung 36 gelagert sind.The motor 38 thus drives via the output shaft 40, the traction mechanism gear consisting of the pulley 42, drive belt 44 and pulley 48, the drive shaft 46, the reduction gear consisting of the gear wheels 50 and 52, the shaft 32 and the pinion 30 provided with the external toothing 28 Flange 26 and thus the separation chamber 12, which rotates, whereby heavier components of the blood are collected towards the outside due to the centrifugal forces that arise, while lighter components can be drawn off through a hose 54 connected centrally to the separation chamber 12. The separation chamber 12 is mounted on the race 14 between the three rollers 20, the bearing pin 22 of which, like the shaft 32, are also mounted in the carrier device 36.

Die Separationskammer 12 ist mit dem Laufring 14 und dem Zahnradflansch 26 einteilig ausgebildet und fest mit dem Schlauch 54 verbunden. Beide Teile zusammen sind als Wegwerfteil aus Kunststoff hergestellt.The separation chamber 12 is formed in one piece with the race 14 and the gear flange 26 and firmly connected to the hose 54. Both parts are made as a disposable part made of plastic.

Um beim Rotieren der Separationskammer 12 ein Verdrillen des Schlauches 54 zu vermeiden, ist es notwendig, den frei fliegenden Schlauchabschnitt 56 des Schlauches 54 mit der halben Winkelgeschwindigkeit umzuführen, mit der die Separationskammer 12 rotiert. Aus diesem Grunde wird der Schlauch 54 über einer Mitnehmer 58 an der Trägervorrichtung 36 angelenkt, die als Rotor ausgebildet ist und mit der halben Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, mit der die Separationskammer 12 im Betrieb rotiert. Durch diese an sich bekannte Konstruktion wird es ermöglicht, den Schlauch 54 fest mit der Separationskammer 12 zu verbinden und auf schleifende Dichtungen, wie beispielsweise Gleitringdichtungen, zu verzichten. Um das aus Schlauch 54 und Separationskammer 12 bestehende Wegwerfteil entnehmen zu können, wird der Schlauch zwischen zwei Laufrollen 20 durchgeführt.In order to prevent the hose 54 from twisting when the separation chamber 12 rotates, it is necessary to move the free-flying hose section 56 of the hose 54 at half the angular velocity with which the separation chamber 12 rotates. For this reason, the hose 54 is articulated to the carrier device 36 via a driver 58, which is designed as a rotor and is driven at half the angular speed with which the separation chamber 12 rotates during operation. This construction, which is known per se, makes it possible to firmly connect the hose 54 to the separation chamber 12 and to rubbing seals such as For example, to dispense with mechanical seals. In order to be able to remove the disposable part consisting of hose 54 and separation chamber 12, the hose is passed between two rollers 20.

Der Rotor 36 besteht aus einem im wesentlichen hohlzylinderförmigen Teil 60, das sich nach unten hin zu einem zylinderförmigen Flansch 62 kleineren Durchmessers fortsetzt. Auf dem Flansch 62 sind zwei Kugellager 64 angeordnet, mittels derer der Rotor 36 in einem Gehäuse 66 gelagert ist. Das Gehäuse 66 dreht sich nicht und bildet insofern für die weitere Beschreibung ein feststehendes Koordinatensystem. An dem Gehäuse 66 ist der bereits erwähnte Motor 38 angeflanscht.The rotor 36 consists of a substantially hollow cylindrical part 60 which continues downwards to a cylindrical flange 62 of smaller diameter. Two ball bearings 64 are arranged on the flange 62, by means of which the rotor 36 is mounted in a housing 66. The housing 66 does not rotate and thus forms a fixed coordinate system for the further description. The motor 38 already mentioned is flanged to the housing 66.

Der Flansch 62 des Rotors 36 setzt sich in eine Riemenscheibe 68 fort, die von einem Riemen 70 angetrieben wird. Der Riemen 70 läuft auf einer Riemenscheibe 72, die ihrerseits auf der Abtriebswelle 40 des Motors 38 angeordnet ist und somit mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotiert wie die Riemenscheibe 42. Die Riemenscheibe 72 wird in diesem Zusammenhang auch als erste Riemenscheibe bezeichnet.The flange 62 of the rotor 36 continues into a pulley 68 which is driven by a belt 70. The belt 70 runs on a pulley 72, which in turn is arranged on the output shaft 40 of the motor 38 and thus rotates at the same angular speed as the pulley 42. The pulley 72 is also referred to in this context as the first pulley.

Die Gesamtübersetzung des beschriebenen Antriebszuges für die Separationskammer 12 und die Übersetzung von der Abtriebswelle 40 zum Rotor 36 ist so bemessen, daß sich das erwähnte erforderliche doppelte Drehzahlverhältnis für die Separationskammer 12 einstellt. Der Rotor 36 nimmt über den Mitnehmer 58 den frei fliegenden Schlauchabschnitt 56 des Schlauches mit, wodurch der Schlauch 54 trotz der Rotation der Separationskammer 12 unverdrillt bleibt.The overall transmission ratio of the drive train described for the separation chamber 12 and the transmission ratio from the output shaft 40 to the rotor 36 is such that the required double speed ratio for the separation chamber 12 occurs. The rotor 36 takes the free-flying hose section 56 of the hose along with the driver 58, as a result of which the hose 54 remains untwisted despite the rotation of the separation chamber 12.

Die Lagerzapfen 22 der Laufrollen 20 sind exzentrisch auf Bolzen 74 angeordnet, die mittels Lagern 76 drehbar in der Trägervorrichtung bzw. in dem Rotor 36 angeordnet sind. Um die Separationkammer 12 mit dem anhängenden Schlauch 54 nach oben aus der durch die drei Laufrollen gebildeten Lageranordnung herausbeben zu können, ist es wegen der Profilierung des Laufrings 14 und der komplementären Profilierung 18 der Laufrollen 20 notwendig, die Laufrollen durch Drehen des jeweiligen Bolzens 74 nach außen zu schwenken, wie dies durch die Teildarstellung 80 angedeutet ist. Um das Schwenken bzw. Verdrehen der Bolzen 74 simultan von außen durchführen zu können, ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen. Die Bolzen 74 sind an ihrem Umfang jeweils mit einem segmentförmig ausgebildeten Zahnrad 82 verbunden. Die verzahnten Umfangstile der segmentförmigen Zahnräder 82 sind im Eingriff mit einem zentral angeordneten Zahnrad 84, das auf eine Hohlwelle 86 aufgeschrumpft ist, die koaxial zu der Antriebswelle 46 und den Drehachsen des Rotors 36 und der Separationskammer 12 verläuft. Die Hohlwelle 86 ist durch Kugellager 88 an der Innenseite des Flansches 62 des Rotors 36 gelagert. Die Innenseite der Hohlwelle 86 bildet wiederum eine Lagerfläche für die zentrale Antriebswelle 46 für die Separationskammer 12, die mittels Lagern 90 gelagert ist.The bearing pins 22 of the rollers 20 are arranged eccentrically on bolts 74 which are rotatably arranged in the carrier device or in the rotor 36 by means of bearings 76. Around the separation chamber 12 with the attached hose 54 upwards from the through the three rollers To be able to quake the bearing arrangement formed, it is necessary due to the profiling of the race 14 and the complementary profiling 18 of the rollers 20 to pivot the rollers by rotating the respective bolt 74 outwards, as is indicated by the partial representation 80. In order to be able to simultaneously pivot or rotate the bolts 74 from the outside, a locking device is provided. The bolts 74 are each connected on their circumference to a segmented gear 82. The toothed circumferential styles of the segment-shaped gearwheels 82 are in engagement with a centrally arranged gearwheel 84 which is shrunk onto a hollow shaft 86 which runs coaxially with the drive shaft 46 and the axes of rotation of the rotor 36 and the separation chamber 12. The hollow shaft 86 is supported by ball bearings 88 on the inside of the flange 62 of the rotor 36. The inside of the hollow shaft 86 in turn forms a bearing surface for the central drive shaft 46 for the separation chamber 12, which is supported by bearings 90.

Am unteren Ende der Hohlwelle 86 geht diese in einen als Riemenscheibe 92 ausgebildeten Flansch über. Die Riemenscheibe 92 trägt an ihrem Umfang einen Riemen 94, der von einer Riemenscheibe 96 angetrieben wird, die im Rahmen dieser Beschreibung als zweite Riemenscheibe bezeichnet wird. Die Übersetzung, d.h. das Verhältnis der Durchmesser zwischen Riemenscheibe 68 des Rotors 36 und der antreibenden ersten Riemenscheibe 72 ist genauso groß wie das zwischen Riemenscheibe 92 der Hohlwelle 86 und der zweiten antreibenden Riemenscheibe 96, so daß Rotor 36 und Hohlwelle 86 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren, wenn der Motor 38 eingeschaltet wird.At the lower end of the hollow shaft 86, it merges into a flange designed as a pulley 92. The pulley 92 carries on its periphery a belt 94 which is driven by a pulley 96, which is referred to as a second pulley in the context of this description. The translation, i.e. the ratio of the diameter between the pulley 68 of the rotor 36 and the driving first pulley 72 is the same as that between the pulley 92 of the hollow shaft 86 and the second driving pulley 96, so that the rotor 36 and the hollow shaft 86 rotate at the same angular speed when the motor 38 is switched on.

Das mit den Bolzen 74 über die Zahnradsegmente 82 in Eingriff stehende Zahnrad 84 läßt sich allgemeiner als Getriebebauteil definieren. Das Getriebebauteil 84 rotiert im normalen Betrieb mit der gleichen Drehzahl oder Winkelgeschwindigkeit wie der Rotor 36. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, um eine Relativbewegung zwischen dem mit der Hohlwelle 86 verbundenen Getriebebauteil 84 und dem Rotor 36 (Trägervorrichtung) zu erzeugen. Diese Mittel sind in Fig. 1 schematisch mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet und sind in Fig. 2 als Prinzipskizze dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Querschnitts II-II in Fig. 1 von unten gesehen. Dementsprechen liegen die erste entreibende Riemenscheibe 72 und die zweite antreibende Riemenscheibe 96 in Fig. 2 hintereinander. Angedeutet ist der Treibriemen 70, der die Riemenscheibe 68 des Rotors 36 dreht. Der zweite Treibriemen 94, der über die zweite Riemenscheibe 96 und die Riemenscheibe 92 der Hohlwelle 86 läuft, besteht - unter der Annahme, daß die Treibscheiben im Uhrzeigersinn in Fig. 2 drehen - aus einem ablaufenden oder anders gesagt antreibenden Trum 102 und einem auflaufenden, freien Trum 104. Der gesamte Riemen 94 läuft über insgesamt vier Laufrollen 106, 108A, 108B und 110. Dabei sind zwei Schaltrollen 108A und 108B auf einem beweglichen Schlitten 112 in bezug auf zwei Spannrollen 106 und 110 so angeordnet, daß das Trum 104 um die Schaltrolle 108A mit einem Umschlingungswinkel von 180° geführt wird, genauso wie das Trum 102 um die Schaltrolle 108B. Die Spannrollen 106 und 110 können dabei federbelastet sein und für die notwendige Riemenspannung sorgen. Wie in Fig. 2 angedeutet, kann der Schlitten 112 zwischen zwei Stellungen verfahren werden, wobei bei fesgehaltenem Motor, d.h. stillstehender Riemenscheibe 96 bei Bewegung des Schlittens 112 in Fig. 2 nach links, das Trum 104 verkürzt wird, während das Trum 102 verlängert wird, gleichbedeutend mit einer Bewegung der Riemenscheibe 92 im Uhrzeigersinn, wobei die Markierung 114 um 90° verdreht wird. Befinden sich die beiden Laufrollen 108A und 108B zusammen mit dem Schlitten 112 in Fig. 2 in der linken angedeuteten Stellung, so ist demgemäß die Markierung 114 in der rechten von den beiden angedeuteten Stellungen. Auf diese Weise kann - gegebenenfalls auch bei laufendem Motor 38 - die Hohlwelle 86 und mit ihr das Zahnrad 84 gegenüber dem Rotor 36 verdreht werden, wodurch die Bolzen 74 so gedreht werden, daß die auf ihnen angeordneten Lagerzapfen 22 und mit ihnen die profilierten Laufrollen 20 nach außen geschwenkt werden, wodurch es ermöglicht wird, die Separationskammer 12 nach oben herauszuheben, wobei der Schlauch 54 zwischen zwei Laufrollen 20 hindurchgleitet.The gear 84 which engages with the bolts 74 via the gear segments 82 can be defined more generally as a gear component. In normal operation, the gear component 84 rotates at the same speed or angular speed as the rotor 36. According to the invention, means are provided provided to generate a relative movement between the gear component 84 connected to the hollow shaft 86 and the rotor 36 (carrier device). These means are designated schematically in FIG. 1 with the reference number 100 and are shown in FIG. 2 as a schematic diagram. Fig. 2 shows a view of the cross section II-II in Fig. 1 seen from below. Accordingly, the first driving pulley 72 and the second driving pulley 96 in Fig. 2 are consecutive. The drive belt 70, which rotates the pulley 68 of the rotor 36, is indicated. The second drive belt 94, which runs over the second belt pulley 96 and the belt pulley 92 of the hollow shaft 86, - assuming that the drive pulleys turn clockwise in FIG. 2 - consists of a running or, in other words, driving strand 102 and a running, free strand 104. The entire belt 94 runs over a total of four rollers 106, 108A, 108B and 110. Two switching rollers 108A and 108B are arranged on a movable carriage 112 with respect to two tensioning rollers 106 and 110 so that the strand 104 around the Shift roller 108A is guided with a wrap angle of 180 °, just like the strand 102 around the shift roller 108B. The tensioning rollers 106 and 110 can be spring-loaded and provide the necessary belt tension. As indicated in FIG. 2, the carriage 112 can be moved between two positions, the strand 104 being shortened while the motor 102 is stopped, ie the pulley 96 is stationary when the carriage 112 is moved to the left in FIG. 2, while the strand 102 is being extended , equivalent to a movement of the pulley 92 in a clockwise direction, the marking 114 being rotated by 90 °. If the two rollers 108A and 108B are together with the carriage 112 in FIG. 2 in the position indicated on the left, the marking 114 is accordingly in the position shown on the right of the two. In this way, the hollow shaft 86 and with it the gear wheel 84 can be rotated relative to the rotor 36, possibly also with the motor 38 running, whereby the bolts 74 are rotated such that the bearing journals 22 arranged on them and with them the profiled rollers 20 be pivoted outwards thereby making it possible to lift the separation chamber 12 upwards, with the hose 54 sliding between two rollers 20.

Der Schlitten 112 kann mit einer in Fig. 2 nicht dargestellten Betätigungsstange verbunden sein, die entweder manuell oder mittels eines Linearmotors hetätigt wird. Bei Verwendung eines Linearmotors oder eines anderen elektronisch ansteuerbaren Betätigungsmittels kann eine elektronische Steuerung vorgesehen sein, die ein Verfahren des Schlittens 112 und damit ein Öffnen der Verriegelung erst dann zuläßt, wenn die Separationskammer 12 zum Stillstand gekommen ist.The carriage 112 can be connected to an actuating rod, not shown in FIG. 2, which is actuated either manually or by means of a linear motor. When using a linear motor or another electronically controllable actuating means, an electronic control can be provided which only permits the carriage 112 to be moved and thus the locking to be opened only when the separation chamber 12 has come to a standstill.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Mittel zum relativen Verdrehen des Getriebebauteils bzw. Zahnrades 84 gegenüber dem Rotor 36 alternativ gestaltet sind. Der sonstige Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Zentrifuge entspricht dem der in Fig. 1 gezeigten, so daß auf eine nochmalige Erläuterung gleicher Teile verzichtet wird. Wie Fig. 3 zeigt, ist am unteren Ende der Hohlwelle 86 keine Riemenscheibe 92 angeordnet, sondern ein Flansch 120, der als Planetenradträger für Planetenräder 122 eines Planetengetriebes dient. Die Planetenräder laufen auf einen im normalen Betrieb der Zentrifuge feststehenden Hohlrad 124 um und werden durch ein mit der zentralen Antriebswelle 46 verbundenes Sonnenrad 126 angetrieben. Die mit der Abtriebswelle 40 des Motors 38 verbundene Riemenscheibe 42 treibt dabei den Treibriemen 44 und die Riemenscheibe 48 die zentrale Antriebswelle 46, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Übersetzung des aus Sonnenrad 126, Planetenrädern 122 und Hohlrad 124 bestehenden Umlaufgetriebes (Planetengetriebes) ist so bemessen, daß die Drehzahl des Planetenradträgers 120 und damit der Hohlwelle 86 genauso groß ist wie die Drehzahl des Rotors 36, der über die Riemenscheibe 68 und den Treibriemen 70 von der Riemenscheibe 72 angetrieben wird. Im normalen Betrieb der Zentrifuge tritt daher keine Drehzahldifferenz zwischen dem Rotor 36 und der Hohlwelle 86 auf. Soll die Lageranordnung geöffnet werden, so wird über einen zweiten Stellmotor 138, eine Abtriebswelle 140 und ein Zahnrad 142 eine Drehbewegung über eine Außenverzahnung 144 des Hohlrades 124 eingeleitet, so daß der Planetenträger 120 bei stillstehendem Sonnenrad 126 verdreht wird, gleichbedeutetend mit einer relativen Verdrehung der Hohlwelle 86 gegenüber dem Rotor 36, wodurch das Getriebebauteil bzw. Zahnrad 84 über die Zahnradsegmente 82 die Bolzen 74 verdreht und damit die Laufrollen 20 auseinander bewegt, wie die symbolische Darstellung 80 andeutet. Wie bei der ersten Ausführungsform kann auch bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, den Stellmotor 138 mit einer elektronischen Steuerung versehen, die ein Öffnen der Verriegelung verhindert, während die Separationskammer 12 angetrieben wird.FIG. 3 shows an alternative embodiment of the invention, in which the means for rotating the gear component or gear 84 relative to the rotor 36 are designed alternatively. The other structure of the centrifuge shown in FIG. 3 corresponds to that shown in FIG. 1, so that the same parts will not be explained again. As shown in FIG. 3, no pulley 92 is arranged at the lower end of the hollow shaft 86, but a flange 120, which serves as a planet carrier for planet gears 122 of a planetary gear. The planet gears run around a ring gear 124 which is stationary during normal operation of the centrifuge and are driven by a sun gear 126 connected to the central drive shaft 46. The pulley 42 connected to the output shaft 40 of the motor 38 drives the drive belt 44 and the pulley 48 the central drive shaft 46, as in the embodiment shown in FIG. 1. The translation of the epicyclic gear (planetary gear) consisting of sun gear 126, planet gears 122 and ring gear 124 is such that the speed of the planet gear carrier 120 and thus the hollow shaft 86 is the same as the speed of the rotor 36, which is via the pulley 68 and the drive belt 70 is driven by the pulley 72. During normal operation of the centrifuge, there is therefore no speed difference between the rotor 36 and the hollow shaft 86. If the bearing arrangement is to be opened, then a rotary movement is initiated via a second servomotor 138, an output shaft 140 and a gear 142 via an external toothing 144 of the ring gear 124, so that the planet carrier 120 is rotated when the sun gear 126 is at a standstill, synonymous with a relative rotation of the Hollow shaft 86 with respect to the rotor 36, as a result of which the gear component or gear 84 rotates the bolts 74 via the gear segments 82 and thus moves the rollers 20 apart, as the symbolic representation 80 indicates. As in the first embodiment, provision can also be made in this embodiment for the servomotor 138 to be provided with an electronic control which prevents the lock from being opened while the separation chamber 12 is being driven.

BezugszeichenlisteReference list

1010th: Zentrifugecentrifuge
1212th: SeparationskammerSeparation chamber
1414: LaufringRace
1616: Lauffläche (von 14)Tread (from 14)
1818th: Lauffläche (von 20)Tread (from 20)
2020th: LaufrolleRoller
2222: LagerzapfenBearing journal
2424th: Kugellagerball-bearing
2626: Flansch (von 12)Flange (of 12)
2828: Außenverzahnung (an 26)External teeth (on 26)
3030th: Ritzelpinion
3232: Wellewave
3434: Kugellagerball-bearing
3636: Rotor, TrägervorrichtungRotor, carrier device
3838: Motorengine
4040: AbtriebswelleOutput shaft
4242: dritte Riemenscheibethird pulley
4444: TreibriemenDrive belt
4646: zentrale Antriebswellecentral drive shaft
4848: Riemenscheibe (von 46)Pulley (of 46)
5050: Zahnradgear
5252: Zahnradgear
5454: Schlauchtube
5656: SchlauchabschnittHose section
5858: MitnehmerDriver
6060: zylinderförmiger Körper (von 36)cylindrical body (of 36)
6262: ZylinderabschnittCylinder section
6464: Lagercamp
6666: Gehäusecasing
6868: Riemenscheibe (von 36)Pulley (of 36)
7070: TreibriemenDrive belt
7272: erste Riemenscheibefirst pulley
7474: Bolzenbolt
7676: Kugellagerball-bearing
8080: Darstellung der geöffneteen Stellung von 20Representation of the open position of 20
8282: ZahnradsegmentGear segment
8484: Getriebebauteil (Zahnrad)Gear component (gear wheel)
8686: HohlwelleHollow shaft
8888: Kugellagerball-bearing
9090: Kugellagerball-bearing
9292: Riemenscheibe (von 86)Pulley (of 86)
9494: TreibriemenDrive belt
9696: zweite Riemenscheibesecond pulley
100100: Mittel zum Aufprägen einer RelativbewegungMeans for impressing a relative movement
102102: ablaufendes Trum (von 94)running run (from 94)
104104: auflaufendes Trum (von 94)running run (from 94)
106106: SpannrolleIdler pulley
108A, 108B108A, 108B: SchaltrollenSwitching rollers
110110: SpannrolleIdler pulley
112112: Schlittencarriage
114114: Markierungmark
120120: PlanetenradträgerPlanet carrier
122122: PlanetenradPlanet gear
124124: HohlradRing gear
125125: Wälzlagerroller bearing
126126: SonnenradSun gear
138138: StellmotorServomotor
140140: Welle (von 138)Shaft (of 138)
142142: Zahnradgear
143143: erste Scheibefirst disc
144144: Außenverzahnung (von 124)External toothing (of 124)
172172: zweite Scheibesecond disc

Claims

Verriegelungsvorrichtung für eine Lageranordnung einer Zentrifuge (10) mit einer als Einwegteil ausgebildeten, einen Laufring (14) aufweisenden Separationskammer (12), an welche eine Leitung (54) fest geschlossen ist, wobei die Lageranordnung aus zumindest drei jeweils auf einem Lagerzapfen (22) drehbar gelagerten, rotationssymmetrisch angeordneten, in einer Ebene liegenden Laufrollen (20), die den Laufring (14) zwischen sich führen und lagern, besteht,
die Lagerzapfen (22) auf einer Trägervorrichtung (36) angeordnet sind, die ihrerseits um eine zentrale Achse rotierend gelagert ist, die mit der Drehachse des Laufrings (14) fluchtet,
und der Laufring (14) - und mit ihm die Separationskammer (12) - durch eine Antriebsvorrichtung (38, 40, 42, 44, 48, 46, 50, 52, 32, 30) so angetrieben wird, daß die Trägervorrichtung (36) und der Laufring (14) bezogen auf ein ortsfestes Gehäuse (66) mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten rotieren,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerzapfen (22) auf in der Trägervorrichtung (36) relativ zu dieser verdrehbar gelagerten Bolzen (74) exzentrisch angeordnet sind, daß ein mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Trägervorrichtung (36) rotierendes oder umlaufendes Getriebebauteil (84, 86) mit den Bolzen (74) so in Eingriff steht, daß die mit dem Getriebebauteil in Eingriff stehenden Bolzen bei Drehung des Getriebebauteils gleichzeitig relativ zu der Trägervorrichtung verdreht werden,
daß das Getriebebauteil (84) über mindestens ein Koppelglied (94; 122, 124, 142) mit einer in dem Gehäuse gelagerten Welle (40; 140) gekoppelt ist, und
daß Mittel vorgesehen sind, um dem Getriebebauteil (84, 86) eine Relativbewegung in Bezug auf die Trägervorrichtung aufzuprägen.Locking device for a bearing arrangement of a centrifuge (10) with a separation chamber (12) designed as a disposable part and having a race (14), to which a line (54) is firmly closed, the bearing arrangement consisting of at least three each on a bearing journal (22) there are rotatably mounted, rotationally symmetrical, in one plane lying rollers (20) which guide and support the race (14) between them,
the bearing journals (22) are arranged on a carrier device (36) which, in turn, is mounted so as to rotate about a central axis which is aligned with the axis of rotation of the race (14),
and the race (14) - and with it the separation chamber (12) - is driven by a drive device (38, 40, 42, 44, 48, 46, 50, 52, 32, 30) so that the carrier device (36) and the race (14) rotates at different angular speeds with respect to a stationary housing (66),
characterized,
that the bearing pins (22) are arranged eccentrically on bolts (74) rotatably mounted in the carrier device (36) relative to this, that a gear component (84, 86) rotating or rotating at the same angular velocity as the carrier device (36) with the bolts (74) is engaged in such a way that the bolts which are in engagement with the transmission component are simultaneously rotated relative to the carrier device when the transmission component rotates,
that the gear component (84) is coupled via at least one coupling member (94; 122, 124, 142) to a shaft (40; 140) mounted in the housing, and
that means are provided to impart a relative movement with respect to the carrier device to the transmission component (84, 86).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebebauteil eine Hohlwelle (86) aufweist die koaxial mit der Drehachse der Trägervorrichtung (36) (des Rotors) und mit der Drehachse des Laufrings (14) angeordnet ist.Locking device according to claim 1, characterized in that the gear component has a hollow shaft (86) which is arranged coaxially with the axis of rotation of the carrier device (36) (of the rotor) and with the axis of rotation of the race (14).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, , dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (86) an ihrem oberen Ende mit einem Zahnrad (84) verbunden ist, dad mit jeweils am Umfang eines Bolzens (74) angeordneten Zahnrädern (82) in Eingriff steht.Locking device according to claim 3, characterized in that the hollow shaft (86) is connected at its upper end to a toothed wheel (84), since it engages with toothed wheels (82) arranged on the circumference of a bolt (74).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang der Bolzen (74) angeordneten Zahnräder (82) als Segmente ausgeführt sind.Locking device according to claim 4, characterized in that the toothed wheels (82) arranged on the circumference of the bolts (74) are designed as segments.

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (86) über Wälzlager (88) in einem mit dem Rotor (der Trägervorrichtung) rotierenden Lagerflansch (62) gelagert ist.Locking device according to one of claims 2-4, characterized in that the hollow shaft (86) is mounted via roller bearings (88) in a bearing flange (62) rotating with the rotor (the carrier device).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Getriebewelle (46) zum Abtrieb des Laufrings (14) über Wälzlager (90) in der Hohlwelle (86) gelagert ist.Locking device according to one of the preceding claims, characterized in that a gear shaft (46) for driving the race (14) is mounted in the hollow shaft (86) via roller bearings (90).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (36) über Wälzlager (64) in dem Gehäuse (66) gelagert ist.Locking device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (36) is mounted in the housing (66) via roller bearings (64).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an dem Gehäuse (66) angeordneten Motor (38) mit einer Ausgangswelle (40), auf der zwei Scheiben (72, 96) angeordnet sind, von denen eine erste (72) über ein erstes Zugmittel (70) den Rotor (36) antreibt, und eine zweite (96) über ein zweites Zugmittel (94) mit gleicher Drehzahl die Hohlwelle (86).Locking device according to one of the preceding claims, characterized by a motor (38) which is arranged on the housing (66) and has an output shaft (40) on which two disks (72, 96) are arranged, of which a first (72) via a first Traction means (70) drives the rotor (36), and a second (96) via a second traction means (94) with the same speed the hollow shaft (86).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zugmittel (94) in Form eines Treibriemens ausgebildet ist, daß sowohl das auflaufende (104) wie das ablaufende Trum (102) des Treibriemens (94) um jeweils eine Schaltrolle (108A, 108B) geführt ist, und daß die Achsen der Schaltrollen in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Treibriemens verschiebbar sind.Locking device according to claim 8, characterized in that the second traction means (94) is in the form of a drive belt, that both the running (104) and the running run (102) of the drive belt (94) each have a switching roller (108A, 108B) is guided, and that the axes of the switching rollers are displaceable in a direction transverse to the direction of movement of the drive belt.

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die der antreibenden Scheibe (96) zugewandte Seite des (zweiten) Treibriemens (94) als Innenseite definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Treibriemens auf den beiden Schaltrollen geführt ist.Locking device according to claim 9, wherein the side of the (second) drive belt (94) facing the driving pulley (96) is defined as the inside, characterized in that the outside of the drive belt is guided on the two switching rollers.

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel jeweils eines Trums (102, 104) um eine Schaltrolle (108A, 108B) 180° beträgt.Locking device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the wrap angle of each run (102, 104) around a switching roller (108A, 108B) is 180 °.

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltrollen (108A, 108B) auf einem gemeinsamen, verschiebbaren Schlitten (112) angeordnet sind.Locking device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the two switching rollers (108A, 108B) are arranged on a common, displaceable carriage (112).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (112) mit einem Betätigungsmittel verbunden ist.Locking device according to claim 12, characterized in that the carriage (112) is connected to an actuating means.

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel elektrisch ansteuerbar ist.Locking device according to claim 13, characterized in that the actuating means can be controlled electrically.

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen (94) mit seiner Innenseite um zwei weitere Laufrollen (Spannrollen) (106, 110) geführt ist.Locking device according to one of claims 9 to 15, characterized in that the drive belt (94) is guided with its inside around two further rollers (tensioning rollers) (106, 110).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abtriebswelle (40) eine dritte Scheibe (42) angeordnet ist, die über ein Zugmittel (44) die Getriebewelle (46) antreibt.Locking device according to one of Claims 8 to 15, characterized in that a third disk (42) is arranged on the output shaft (40) and drives the gear shaft (46) via a traction means (44).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlwelle (86) und Getriebewelle (46) für den Laufring (14) über ein Planetengetriebe (126, 122, 124) miteinander gekoppelt sind.Locking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow shaft (86) and gear shaft (46) for the race (14) are coupled to one another via a planetary gear (126, 122, 124).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen an dem Gehäuse (66) angeordneten Motor (38) mit einer Ausgangswelle (40), auf der zwei Scheiben (172, 142) angeordnet sind, von denen eine erste (172) über ein Zugmittel (70) den Rotor (36) antreibt, und eine zweite (142) über ein Zugmittel (44) die Getriebewelle (46) für den Laufring (14).Locking device according to claim 17, characterized by a motor (38) arranged on the housing (66) with an output shaft (40) on which two disks (172, 142) are arranged, of which a first (172) via a traction means (70 ) drives the rotor (36), and a second (142) via a traction means (44) the gear shaft (46) for the race (14).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebewelle (46) das Sonnenrad (126) des Planetengetriebes trägt, daß die Hohlwelle (86) einen als Flansch ausgebildeten Planetenradträger (120) aufweist und daß ein Hohlrad (124) über ein Wälzlager (125) auf der Außenseite der Hohlwelle (86) gelagert ist.Locking device according to claim 17, characterized in that the gear shaft (46) carries the sun gear (126) of the planetary gear, that the hollow shaft (86) has a planet gear carrier (120) designed as a flange and that a ring gear (124) via a roller bearing (125 ) is mounted on the outside of the hollow shaft (86).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Hohlrades (124) mit einem zusätzlichen Antriebsmittel (138, 140, 142) in Eingriff steht.Locking device according to claim 19, characterized in that the outside of the ring gear (124) is in engagement with an additional drive means (138, 140, 142).

Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Hohlrades (124) verzahnt ist und mit einem Zahnrad (142) eines Stellmotors (138) in Eingriff steht.Locking device according to claim 20, characterized in that the outside of the ring gear (124) is toothed and is in engagement with a gear (142) of a servomotor (138).

Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (20) einen im Querschnitt konkav geformte Lauffläche und der Laufring (14) eine im Querschnitt komplementär konvex geformte Lauffläche (16) aufweisen.Locking device according to one of the preceding claims, characterized in that the running rollers (20) have a running surface which is concavely shaped in cross section and the running ring (14) has a running surface (16) which is of complementary convex shape in cross section.

Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (20) eine im Querschnitt konvex geformte Lauffläche und der Laufring (14) eine im Querschnitt komplementär konkav geformte Lauffläche (16) aufweisen.Locking device according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the running rollers (20) have a running surface which is convex in cross section and the running ring (14) has a running surface (16) which is complementarily concave in cross section.