EP3268122A1 - Zentrifuge mit austauschbaren rotoren - Google Patents

Zentrifuge mit austauschbaren rotoren

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EP3268122A1
EP3268122A1 EP16714769.3A EP16714769A EP3268122A1 EP 3268122 A1 EP3268122 A1 EP 3268122A1 EP 16714769 A EP16714769 A EP 16714769A EP 3268122 A1 EP3268122 A1 EP 3268122A1
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EP
European Patent Office
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rotor
dual
centrifuge
drive
drive shaft
Prior art date
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Application number
EP16714769.3A
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English (en)
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EP3268122B1 (de
Inventor
Klaus-Günter Eberle
Ulrich Massing
Vittorio ZIROLI
Anke-Christine Lenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andreas Hettich GmbH and Co KG
Original Assignee
Andreas Hettich GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Andreas Hettich GmbH and Co KG filed Critical Andreas Hettich GmbH and Co KG
Publication of EP3268122A1 publication Critical patent/EP3268122A1/de
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Publication of EP3268122B1 publication Critical patent/EP3268122B1/de
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/10—Mixers with rotating receptacles with receptacles rotated about two different axes, e.g. receptacles having planetary motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/04—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with unperforated container
    • B02C17/08—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with unperforated container with containers performing a planetary movement
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/02—Centrifuges consisting of a plurality of separate bowls rotating round an axis situated between the bowls
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    • 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
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    • B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes
    • B04B5/0421—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes pivotably mounted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/33—Transmissions; Means for modifying the speed or direction of rotation

Definitions

  • the invention relates to a dual centrifuge according to the specified in the preamble of claim 1. Art.
  • standard centrifuges are used in the field of biology and chemistry for substance separation.
  • a standard centrifuge is understood to mean both table centrifuges and stationary centrifuges, which have a safety boiler and a safety lid, the bowl diameter being 15-65 cm, preferably 20-50 cm. It is possible to remove rotors, but also to exchange them. Since high speeds are required for the separation of mixtures, these reach maximum speeds of 25,000 rpm. From the prior art dual centrifuges are already known in the field of laboratory technology, with which, in contrast to these standard centrifuges, no separation of substances is made, but very efficient mixtures, Homogenizations, grinding processes, extractions or else
  • Tissue digestions are performed.
  • rotary units are located in the rotor which receive containers of samples to be processed and which are one different from the main axis of rotation of the rotor
  • a further drive mechanism for the rotary units is provided in addition to the drive mechanism for the rotor.
  • the further drive mechanism is implemented in different ways in the various known dual centrifuges.
  • DE 102 43 439 A1 discloses a dual centrifuge in which the further drive mechanism for the rotary units is mounted below the rotor.
  • the further drive mechanism consists of a fixed wedge disk on the Motor housing and a wedge disk connected to the rotary unit on the rotor, both of which are connected by a V-belt.
  • Another example is the dual centrifuge described in DE 10 20 12 105 819 A1, in which a gearwheel underneath the rotor is fastened in a torque-proof manner to the housing of the centrifuge motor.
  • Rotary units each have teeth in their peripheral area, which engage in the gear.
  • DC dual centrifuge
  • the further drive mechanism can also be integrated in a hollow shaft, as disclosed in JP 2009119587 A, but this arrangement of the further drive mechanism makes the expansion and replacement of the rotor even more complicated.
  • the object of the invention is to develop a dual centrifuge while avoiding the disadvantages mentioned that rotors for dual centrifuges, hereinafter referred to as DC rotors, can be changed easily and quickly, especially without additional tools, and that also with and same centrifuge also other types of centrifuge rotors, such as
  • angular rotors or swing-bucket rotors can be used.
  • a dual centrifuge for mixing, homogenization, milling, etc. temporarily becomes a conventional centrifuge for separating samples. The dimensions of the centrifuge are still kept compact.
  • the invention is based on the finding that a rotor for a dual centrifuge can be designed such that it can be removed from the dual centrifuge or inserted into the dual centrifuge without further measures. Furthermore, the dual centrifuge and other rotor types without further rotation mechanism, namely at least one angle head rotor or a swing-bucket rotor, be adapted to each other so that in the dual centrifuge both rotors with more
  • Rotary mechanism and rotors without further rotation mechanism can be used equally without causing a malfunction.
  • the drive for the further rotary mechanism of the DC rotor for example, mounted on the housing of the centrifuge motor gear can be designed and installed space-saving that conventional rotors, such as a swing bucket rotor or a fixed angle rotor, used without further adaptation in the centrifuge can be.
  • the dual centrifuge therefore has a drive shaft, a mounted on the drive shaft, axially removable in a removal direction DC rotor with at least one rotary unit, a bearing for the rotor, which is connected to the drive shaft and holds the rotor at least against the removal direction , An opening in the rotor, in which the drive shaft engages at least with the end region, and a further drive mechanism for the rotary unit or the
  • the centrifuge for operating different other types of rotors, at least one angle head rotor or a
  • Ausschwingrotors formed by the bearing, the drive shaft and the various rotor types are adapted to each other. Only one of these rotors can be arranged on the drive shaft.
  • the other types of rotors without further rotation mechanism are also adapted to the drive means for the further rotation mechanism so that there is no
  • the angle head rotor and the swing-bucket rotor have a geometry which is dimensioned such that when the angle head or swing-bucket rotor is mounted, the drive means for the further rotary mechanism for the rotor of the dual centrifuge is arranged contactlessly with respect to the mounted rotor.
  • This coordinated design of the swing-out and angle rotor ensures that it does not come into contact with the rotationally fixed gear.
  • the rotationally fixed gear can be made as space-saving and flat construction, so that other rotors can be used without further measures.
  • a set of different types of rotors is provided, and each rotor of that set has a quick release for receipt and fixation on the drive shaft.
  • This quick release may for example be a screw, e.g. can be easily and quickly solved or closed with an Allen key, or a pressure mechanism, which makes opening and closing even easier.
  • the drive means for the further drive mechanism is installed and / or adapted so that non-dual rotors can also be operated without adaptation in the dual centrifuge.
  • Drive mechanism so space-saving designed and installed that previously provided for standard centrifuges rotors can be used without further rotation mechanism without adjustment in the centrifuge and used.
  • the drive means may be implemented as a single, very small gear.
  • the drive means for the further drive mechanism may be formed by a rotatably mounted gear, in which engages the teeth of the rotary unit with insertion in the arranged in the centrifuge dual rotor or with insertion of the dual rotor with the rotary units in the centrifuge.
  • the rotationally fixed gear and the gears of the rotary units of a dual rotor can have such a coordinated geometry that they automatically engage - without further action - when inserting the dual rotor with the rotary units or each of the rotary unit in the arranged in the centrifuge rotor.
  • Another advantage here is that it is also possible with such a space-saving designed drive means for the further drive mechanism, this subsequently incorporated into a centrifuge developed for standard purposes and then to use this centrifuge for a dual centrifugation. This results in very low costs when using a centrifuge series housing.
  • a safety boiler is provided, in which the rotor and the bearing are arranged, and in which the drive shaft protrudes at least partially.
  • the drive shaft is designed as a solid shaft.
  • the necessary stability in the drive of the respective rotor is more easily achieved and allows easier change.
  • at least one rotary unit for the rotor of a dual centrifuge has a rotary bearing and one connected to the rotary bearing, in this via a
  • Rotary mechanism of the centrifuge is driven.
  • the drive means of the further drive mechanism is a toothed wheel, which is fixedly connected to the motor housing and is penetrated by the drive shaft.
  • This type of mechanism is easy to implement, inexpensive and comparatively less prone to failure.
  • gear heights from 3 mm to 8 mm are possible.
  • a height of 6.5 mm has proven to be a good compromise in practice with regard to the two factors mentioned above.
  • a set of different rotors of a dual centrifuge having different ratios is provided between the further rotating mechanism and the rotary unit.
  • a rotor of a dual centrifuge in which a gear is mounted centrally so that the gear and the rotor form a structural unit and the rotor is rotatable relative to the gear during operation ,
  • the shaft of the centrifuge passes through the gear in the mounted state, engages in the DC rotor and drive this.
  • holding means such as retaining pins, are provided which engage in rotation with the insertion of the rotor into the centrifuge housing in recesses of the motor housing.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a dual centrifuge according to the invention with a
  • Figure 2a is a side sectional view of the DC rotor shown in Figure 1 and the rotor near region of the drive motor ..;
  • FIG. 2b shows a side sectional view of a further embodiment according to the invention of a DC rotor in the removed state and the rotor near region of the drive motor.
  • Fig. 2c is a perspective view of a DC rotor mounted on a drive shaft as shown in Figs. 1, 2a and 2b;
  • Fig. 3a is a side sectional view of an invention mounted on a drive shaft
  • FIG. 3b shows a perspective view of the angle-head rotor and the drive motor mounted on a drive shaft shown in FIG. 3a;
  • 4a is a side sectional view of an inventively mounted on a drive shaft
  • Swing-bucket rotor and the rotor-near area of the drive motor and 4b is a perspective view of the mounted on a drive shaft Ausschwingrotors shown in Figure 4a and the drive motor ..; 1 shows a side sectional view of a dual centrifuge 10 according to the invention with a DC rotor 20 mounted on a drive motor 12.
  • the dual centrifuge 10 is surrounded by a housing 11 which comprises a bottom 11a and a housing cover 11b to be opened. When the housing cover 11b is open, the DC rotor 20 can be removed in a removal direction E vertically from the underside 11a.
  • FIG. 2a shows the DC rotor 20 shown in FIG. 1 in the state mounted on the drive motor 12, wherein only the region of the drive motor 12 close to the rotor is depicted without the housing 11.
  • the DC rotor 20 is surrounded within the housing 11 by a concentric with the DC rotor 20 arranged safety boiler 60.
  • the safety boiler 60 has a circumferential side wall 60a, which is formed in one piece and of the same material with a arranged below the DC rotor 20 boiler bottom 60b. Concentric with the side wall 60a, a recess 60c is provided in the bottom of the vessel 60b, which is penetrated by the drive motor 12.
  • the outer circumference of the drive motor 12 and the recess 60c are adapted to each other and provided with a seal, not shown for the sake of clarity. In the case of a rotor crash, for example, any flying parts as well as leaking centrifuging material remain inside the safety boiler 60.
  • the drive motor 12 which has a cylindrical motor shaft 14 and surrounds a motor housing 12a, is fixedly connected to the bottom 11a.
  • the motor shaft 14 is in one piece and
  • End region 16a has.
  • the end region 16a tapers in the withdrawal direction E and engages in regions in the assembled DC rotor 20.
  • Through the motor shaft 14 and the drive shaft 16 extends a drive axis A.
  • a rotor hub 22 of the DC rotor 20 has a concentric with the drive axis A arranged opening 22a, the inner contour is partially adapted to the outer contour of the end portion 16a and also in the removal direction E rejuvenated.
  • a quick release 24 is provided which engages in the opening 22a, the end portion 16a of the drive shaft 16 partially encloses and the DC rotor 20 by means of a pressure mechanism, not shown in FIG ensures against unintentional removal of the drive shaft 16.
  • a pressure mechanism for example, a screw which is easily solvable by Allen key, could be selected as easily releasable closure.
  • the rotary units 30 include a rotatably mounted rotary head 34 for storing sample container receptacles, not shown, for sample containers with samples to be processed and a housing 35, in which a bearing 36 is inserted for the rotary head 34, in which in turn the rotary head 34 with a at its the housing 35 facing side provided, for clarity, not shown, bearing shaft engages.
  • the rotary units 30 have a rotationally symmetrical outer profile, which in the
  • Aperture 26 associated areas is adapted to the inner profile of the opening 26, and a central axis of rotation R, around which they rotate in operation.
  • rotary units 30 are mounted symmetrically with respect to the opening 22a such that their axes of rotation R intersect on the drive axis A above the opening 22a.
  • a further drive mechanism 32 is provided, which is a stationary centric gear 32a and at both rotating units 30 each a circumferential
  • Gearing 32b includes.
  • the central gear 32a is disposed on the DC rotor 20 side facing on the motor housing 12a concentric with the drive axis A so that it
  • Recesses 33a engage in the motor housing 12a.
  • the dimensions of the recesses 33 a are adapted to the dimensions of the retaining pins 33.
  • the central gear 32c is set in the mounted state of the DC rotor 20 so that it does not rotate with the DC rotor 20 during operation.
  • the rotary units 30 are set in rotation when, during operation of the centrifuge 10, the teeth 32b mesh via the central gear 32c.
  • FIG. 2b For a better overview, Fig. 2c shows a perspective view of the DC rotor 20 and the
  • Fig. 3a shows a suitable for attachment to the drive motor 12 according to the invention
  • Angle head rotor 40 and the rotor near region of the drive motor 12 in a side sectional view In this case, the angle head rotor 40 is shown in the removed from the drive motor 12 state.
  • the angle head rotor has centrally a rotor hub 42 and an opening 42 a through which the
  • Drive shaft 16 engages in the assembled state in the angle head rotor 40.
  • Analogous to the previously described DC rotor 20 is on the side facing away from the drive motor 12 side of
  • Angle head rotor 40 centrally a quick release 44 is provided, in which the end portion 16a of the drive shaft 16 engages when mounting the angle head rotor 40 on the drive motor 12 and is set by a clarity not shown in detail printing mechanism.
  • mounting holes 46 are provided over its circumference for receiving sample containers, not shown, each having a longitudinal axis 46a.
  • the receiving bores 46 are obliquely set so that their longitudinal axes 46a intersect above the drive shaft 16 with the drive axis A at an acute angle. From this lateral sectional view four receiving holes 46 can be seen.
  • a central gear 32a is arranged on the motor housing 12a on the motor housing 12a as part of the further drive mechanism 32 required for driving the rotary units 30 in such a way that it is penetrated by the drive shaft 16.
  • Angle head rotor 40 can be used.
  • Fig. 3b mounted on the drive motor 12 state.
  • Fig. 4a shows a side sectional view of a drive motor 12 mounted on the drive motor
  • Sample container with samples to be centrifuged are arranged pivotally. Analogous to
  • the swing-bucket rotor 50 has a central opening 52 a, in which the
  • a quick release 54 is centrally provided, in which the end portion 16a of the drive shaft 16 engages when placing the Ausschwingrotors 50 on the drive motor 12 and is set by a clarity not shown in detail printing mechanism.
  • a central recess 52 b assigned to the central gear 32 a is provided in the rotor hub 52, which is dimensioned larger than the central gear 32 a, so that the central gear 32 a is seated
  • Swinging bucket rotor 50 does not come into contact with the rotor hub 52.
  • DC rotors 20 provided dual centrifuge 10 and a swing-bucket rotor 50 can be used. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Duale Zentrifuge (10), die aufweist: eine Antriebswelle (16); einen auf der Antriebswelle (16) gelagerten, axial in eine Entnahmerichtung (E) abnehmbaren Rotor (20) für eine Duale Zentrifuge, aufweisend zumindest eine Dreheinheit (30); eine Öffnung (18) im Rotor (20), in welche die Antriebswelle (16) mit einem Endbereich (16a) zumindest eingreift; und einen weiteren Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheit bzw. die Dreheinheiten (30). Zudem weist die Duale Zentrifuge eine Ausbildung zum Betreiben unterschiedlicher weiterer Typen von Rotoren auf, wobei jedoch immer nur ein Rotor (20, 40, 50) auf der Antriebswelle (16) angeordnet werden kann, und wobei die verschiedenen Rotortypen (40, 50) auch an den weiteren Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheiten (30) so angepasst sind, dass es keine Funktionsbeeinträchtigung gibt. Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Ausbildung zum Betreiben zumindest eines Winkel köpfrotors (40) und eines Ausschwingrotors (50). Dazu sind die Antriebswelle (16) und die verschiedenen Rotortypen (40, 50) aneinander angepasst. Das Lager (16), die Antriebswelle (16) und die verschiedenen Rotortypen (40, 50) sind aneinander angepasst sind, wobei jeder nicht Duale Rotor (40, 50) eine Geometrie aufweist, die so bemessen ist, dass bei montiertem Rotor (40, 50) ein Antriebsmittel (32a) des weiteren Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheiten (30) berührungslos gegenüber dem montierten Rotor (40, 50) angeordnet ist.

Description

ZENTRIFUGE MIT AUSTAUSCHBAREN ROTOREN
Die Erfindung betrifft eine Duale Zentrifuge gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Häufig werden im Bereich der Biologie und Chemie zur Stofftrennung Standardzentrifugen eingesetzt. Unter einer Standardzentrifuge versteht man sowohl Tischzentrifugen als auch Standzentrifugen, die einen Sicherheitskessel und einen Sicherheitsdeckel aufweisen, wobei der Kesseldurchmesser 15- 65 cm, bevorzugt 20-50 cm beträgt. Es besteht die Möglichkeit, Rotoren herauszunehmen, aber auch auszutauschen. Da zur Trennung von Gemischen hohe Drehzahlen erforderlich sind, erreichen diese maximale Drehzahlen von 25.000 rpm. Aus dem Stand der Technik sind im Bereich der Labortechnik bereits Duale Zentrifugen bekannt, mit denen im Gegensatz zu diesen Standardzentrifugen keine Stofftrennung vorgenommen wird, sondern sehr effizient Vermischungen, Homogenisationen, Mahlprozesse, Extraktionen oder auch
Gewebeaufschlüsse durchgeführt werden. Bei Dualen Zentrifugen sind Dreheinheiten im Rotor angeordnet, die Behälter mit zu prozessierenden Proben aufnehmen und sich um eine von der Hauptdrehachse des Rotors verschiedenen
Nebendrehachse drehen. Dazu ist neben dem Antriebsmechanismus für den Rotor ein weiterer Antriebsmechanismus für die Dreheinheiten vorgesehen. Der weitere Antriebsmechanismus ist bei den verschiedenen bekannten dualen Zentrifugen auf unterschiedliche Weise realisiert. So ist in der DE 101 43 439 A1 eine Duale Zentrifuge offenbart, bei der der weitere Antriebsmechanismus für die Dreheinheiten unterhalb des Rotors angebracht ist. Der weitere Antriebsmechanismus besteht dabei aus einer feststehenden Keilscheibe auf dem Motorgehäuse sowie einer mit der Dreheinheit am Rotor verbundenen Keilscheibe, die beide durch einen Keilriemen verbunden sind.
Ein weiteres Beispiel ist die in der DE 10 20 12 105 819 A1 beschriebene duale Zentrifuge, bei der ein Zahnrad unterhalb des Rotors drehfest am Gehäuse des Zentrifugenmotors befestigt ist. Die
Dreheinheiten weisen jeweils in ihrem Umfangsbereich Verzahnungen auf, die in das Zahnrad eingreifen. Bei Drehung des Rotors gegenüber dem Gehäuse um die Motorachse werden die
Dreheinheiten ebenfalls um ihre Rotationsachse gedreht, da die Verzahnung am Umfangsbereich über das drehfeste Zahnrad kämmt.
Bei den genannten vorgeschlagenen Dualen Zentrifugen (dual centrifuge = DC) ist es - außer zu Wartungs- und Reparaturzwecken - nicht vorgesehen, den DC-Rotor zu entfernen. Ein Ausbau und Wechsel des DC-Rotors ist zeitaufwendig und erfordert in der Regel den Einsatz von Werkzeug und besondere Umsicht beim Einbau.
Der Einsatz von Dualen Zentrifugen ist also im gegenwärtigen Stand der Technik ohne größeren Aufwand nur mit jeweils einem Rotor möglich, der zur Verwendung in einer Dualen Zentrifuge ausgelegt ist, und folglich wenig flexibel. Alternativ zu den zuvor genannten Lösungen kann der weitere Antriebsmechanismus auch in eine Hohlwelle integriert sein, wie in der JP 2009119587 A offenbart, jedoch macht diese Anordnung des weiteren Antriebsmechanismus den Ausbau und Wechsel des Rotors noch komplizierter.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Duale Zentrifuge derart weiterzubilden, dass Rotoren für Duale Zentrifugen, im Folgenden als DC-Rotoren bezeichnet, einfach und schnell, insbesondere ohne zusätzliches Werkzeug, gewechselt werden können, und dass zudem mit ein und derselben Dualen Zentrifuge auch andere Typen von Zentrifugen-Rotoren, wie
beispielsweise Winkelrotoren oder Ausschwingrotoren, verwendet werden können. So wird aus einer Dualen Zentrifuge für das Mischen, die Homogenisation, das Mahlen etc. temporär eine herkömmliche Zentrifuge zum Separieren von Proben. Dabei werden die Maße der Zentrifuge dennoch kompakt gehalten.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Rotor für eine Duale Zentrifuge so ausgebildet sein kann, dass er ohne weitere Maßnahmen aus der Dualen Zentrifuge herausgenommen bzw. in die Duale Zentrifuge eingesetzt werden kann. Ferner können die Duale Zentrifuge und andere Rotortypen ohne weiteren Drehmechanismus, nämlich zumindest ein Winkelkopfrotor oder ein Ausschwingrotor, so aneinander angepasst sein, dass in der Dualen Zentrifuge sowohl Rotoren mit weiterem
Drehmechanismus als auch Rotoren ohne weiteren Drehmechanismus gleichermaßen eingesetzt werden können, ohne dass es zu einer Funktionsbeeinträchtigung kommt.
Zudem kann der Antrieb für den weiteren Drehmechanismus des DC-Rotors, beispielsweise das auf dem Gehäuse des Zentrifugenmotors befestigte Zahnrad, so platzsparend ausgeführt und eingebaut sein, dass herkömmliche Rotoren, wie beispielsweise ein Ausschwingrotor oder ein Festwinkelrotor, auch ohne weitere Anpassung in der Zentrifuge eingesetzt werden können.
Nach der Erfindung weist die Duale Zentrifuge daher eine Antriebswelle, einen auf der Antriebswelle gelagerten, axial in eine Entnahmerichtung abnehmbaren DC-Rotor mit zumindest einer Dreheinheit, ein Lager für den Rotor, das mit der Antriebswelle verbunden ist und den Rotor zumindest entgegen der Entnahmerichtung hält, eine Öffnung im Rotor, in welche die Antriebswelle mit dem Endbereich zumindest eingreift, und einen weiteren Antriebsmechanismus für die Dreheinheit bzw. die
Dreheinheiten auf. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Zentrifuge zum Betreiben von unterschiedlicher weiterer Typen von Rotoren, zumindest eines Winkelkopfrotors oder eines
Ausschwingrotors, ausgebildet, indem das Lager, die Antriebswelle und die verschiedenen Rotortypen aneinander angepasst sind. Dabei kann immer nur einer dieser Rotoren auf der Antriebswelle angeordnet werden. Die weiteren Rotortypen ohne weiteren Drehmechanismus sind auch an das Antriebsmittel für den weiteren Drehmechanismus so angepasst, dass es keine
Funktionsbeeinträchtigung gibt. So können mehrere Arten von Rotoren in der Dualen Zentrifuge eingesetzt werden. Mit dieser Zentrifuge können Proben auf unterschiedliche Art und Weise prozessiert werden, wozu unterschiedliche Rotoren erforderlich sind. Dabei weisen der Winkelkopfrotor und der Ausschwingrotor eine Geometrie auf, die so bemessen ist, dass bei montierten Winkelkopf- oder Ausschwingrotor das Antriebsmittel für den weiteren Drehmechanismus für den Rotor der Dualen Zentrifuge berührungslos gegenüber dem montierten Rotor angeordnet ist. Durch diese Beabstandung wird die Gefahr einer Beschädigung des weiteren Drehmechanismus oder des montierten Rotors ohne weiteren Drehmechanismus während des Betriebs deutlich verringert oder sogar beseitigt. Diese aufeinander abgestimmte Bauweise des Ausschwing- und Winkelrotors sorgt dafür, dass es nicht zur Berührung mit dem drehfesten Zahnrad kommt. Dabei kann zudem das drehfeste Zahnrad möglichst platzsparend und flachbauend ausgeführt sein, so dass auch weitere Rotoren ohne weitere Maßnahmen eingesetzt werden können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Satz unterschiedlicher Typen von Rotoren vorgesehen und jeder Rotor dieses Satzes weist einen Schnellverschluss zur Aufnahme und Festlegung auf der Antriebswelle auf. Dies hat den Vorteil, dass ein besonders einfacher, schneller und sicherer Wechsel von Rotoren gewährleistet ist. Dieser Schnellverschluss kann beispielsweise eine Schraube sein, die z.B. mit einem Inbus-Schlüssel einfach und schnell gelöst oder geschlossen werden kann, oder eine Druckmechanik, wodurch das Öffnen und Schließen noch einfacher wird. In einer weiteren Ausführungsform ist das Antriebsmittel für den weiteren Antriebsmechanismus so eingebaut und/oder angepasst, dass auch nicht duale Rotoren ohne Anpassung in der dualen Zentrifuge betrieben werden können. Insbesondere ist das Antriebsmittel für den weiteren
Antriebsmechanismus so platzsparend gestaltet und eingebaut, dass bisher für Standardzentrifugen vorgesehene Rotoren ohne weiteren Drehmechanismus ohne Anpassung in die Zentrifuge eingesetzt und verwendet werden können. Beispielsweise kann das Antriebsmittel als ein einziges, sehr kleines Zahnrad ausgeführt werden.
Insbesondere kann das Antriebsmittel für den weiteren Antriebsmechanismus durch ein drehfest angeordnetes Zahnrad ausgebildet sein, in das die Verzahnung der Dreheinheit mit Einsetzen in den in der Zentrifuge angeordneten dualen Rotor eingreift oder mit Einsetzen des Dualen Rotors mit den Dreheinheiten in die Zentrifuge. Hierdurch ergibt sich ein einfaches Einsetzen und Entnehmen der Rotoren, und zwar nicht nur der Dualen Rotoren sondern auch der normalen Rotoren. Zudem können diese in der gleichen Art und Weise mit der Zentrifuge verbunden werden, beispielsweise Achse mit Konus und Feststellschraube. Weiterhin können das drehfeste Zahnrad und die Zahnräder der Dreheinheiten eines dualen Rotors so eine aufeinander abgestimmte Geometrie aufweisen, dass diese beim Einsetzen des dualen Rotors mit den Dreheinheiten oder jeweils der Dreheinheit in den in der Zentrifuge angeordneten Rotor automatisch - ohne weitere Maßnahmen - ineinander eingreifen. Ein weiterer Vorteil ist hierbei, dass es bei einem derart platzsparend gestalteten Antriebsmittel für den weiteren Antriebsmechanismus auch möglich ist, diesen nachträglich in eine für Standardzwecke entwickelte Zentrifuge einzubauen und diese Zentrifuge dann auch für eine duale Zentrifugation einzusetzen. Hieraus ergeben sich sehr niedrige Kosten bei Nutzung eines Zentrifugen- Seriengehäuses. Da viele verschiedene Gehäuse für den Betrieb als Standardzentrifugen auf dem Markt sind, ist es sehr einfach, für bestimmte Sets von DC-Rotoren oder nicht dualen Rotoren ein bereits existierendes optimales Zentrifugen-Seriengehäuse zu finden. Der Betrieb von vielen unterschiedlichen DC-Rotoren ist hiermit einfach möglich. Zudem ist diese Lösung sehr kostengünstig, da vorhandene Standardzentrifugen einfach, durch ein Zahnrad und durch einen geeigneten DC-Rotor, in eine Duale Zentrifuge umgewandelt werden können.
Bei Dualen Zentrifugen ist es, wie auch bei Standardzentrifugen, sehr günstig, wenn die Antriebswelle unmittelbar mit einem Antriebsmotor verbunden ist, und wenn insbesondere die Antriebswelle und eine Motorwelle des Antriebsmotors eine Baueinheit bilden und vorzugsweise einstückig, insbesondere auch materialeinheitlich, ausgeführt sind. So ist zum einen die technische Umsetzung relativ einfach, und die Herstellungskosten werden gesenkt. Zum anderen wird die Gefahr vermindert bzw. beseitigt, dass an der Verbindung zwischen Antriebswelle und Motorwelle während des Betriebs Schäden entstehen, wie es z.B. bei Nutzung einer Hohlwelle häufig der Fall ist. Dadurch wird der Betrieb der Zentrifuge sicherer. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Sicherheitskessel vorgesehen, in dem der Rotor und das Lager angeordnet sind, und in den die Antriebswelle zumindest bereichsweise hineinragt. Auf Grund einer einstückigen Ausbildung von Kesselwand und Kesselboden und einer Anpassung eines für die Antriebswelle vorgesehenen Durchgriffs im Kesselboden an die Maße der Antriebswelle ist gewährleistet, dass nicht nur bei einem Rotor-Crash umherfliegende Teile im Sicherheitskessel verbleiben, sondern dass auch bei einem Unfall austretende Flüssigkeiten nicht aus dem Kessel abfließen und den Arbeitsbereich verunreinigen können. Ferner weist der größte Durchmesser eines Rotors des Satzes von verschiedenartigen Typen von Rotoren maximal 96% des Durchmessers des Sicherheitskessels auf. Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass Rotoren bzw. deren Zubehör bei systemimmanenter, tolerabler Unwucht oder bei systemimmanenten Vibrationen den Kessel berühren. Die kompakte Bauform der Zentrifuge bleibt dabei erhalten, sodass kein erhöhter Platzbedarf die Folge dieser Maßnahme ist.
Insbesondere ist die Antriebswelle als Vollwelle ausgebildet. Dadurch wird die nötige Stabilität beim Antrieb des jeweiligen Rotors leichter erreicht und ein einfacheres Wechseln ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest eine Dreheinheit für den Rotor einer Dualen Zentrifuge ein Drehlager und einen mit dem Drehlager verbundenen, in diesem über eine
Rotationsachse drehbar gelagerten Drehkopf auf, der relativ zum Rotor von dem weiteren
Drehmechanismus der Zentrifuge antreibbar ist.
Günstig ist es, wenn das Antriebsmittel des weiteren Antriebsmechanismus ein Zahnrad ist, das mit dem Motorgehäuse fest verbunden ist und von der Antriebswelle durchgriffen wird. Diese Art von Mechanismus ist einfach zu implementieren, kostengünstig und vergleichsweise wenig störanfällig. Durch die Befestigung des Zahnrades auf dem Motorgehäuse gibt es kein Spiel zwischen Antriebswelle und Zahnrad, wodurch das Zahnrad sehr flach gebaut werden kann und trotzdem der saubere Eingriff der Zahnräder der weiteren Dreheinheit in das feststehende Zahnrad sichergestellt ist und auch nicht durch das übliche Ausschwingen der Zentrifuge beeinträchtigt wird. Dadurch ist ein sicherer Betrieb der Zentrifuge gewährleistet.
Für die Bemessung von zu verbauenden Zahnrädern ist der Abstand zwischen der Unterseite des Rotors und dem Motorgehäuse im eingebauten Zustand ausschlaggebend. Bei einem in der Praxis bei Standardzentrifugen häufig vorzufindenden Abstand von ca. 10 mm hat sich erfahrungsgemäß gezeigt, dass einerseits für ein sicheres Eingreifen des Zahnrads und der Verzahnungen ineinander eine Zahnradhöhe von zumindest 3 mm erforderlich ist und andererseits bei einer Zahnradhöhe von 8 mm noch ausreichend Spiel zwischen Zahnrad und Rotorunterseite vorhanden ist. Zahnradhöhen von 3 mm bis 8 mm sind also möglich. Eine Höhe von 6,5 mm hat sich in der Praxis hinsichtlich der beiden oben genannten Faktoren als guter Kompromiss erwiesen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Satz von unterschiedlichen Rotoren einer Dualen Zentrifuge mit unterschiedlichen Übersetzungen zwischen dem weiteren Drehmechanismus und der Dreheinheit vorgesehen. So stehen Rotoren mit unterschiedlichen Rückdrehverhältnissen zwischen Drehkörper und Rotor und folglich unterschiedlichen relativen Drehgeschwindigkeiten der Dreheinheiten zur Verfügung, aus denen je nach Verwendungszweck der passende ausgewählt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Rotor einer Dualen Zentrifuge vorgesehen ist, in dem ein Zahnrad zentrisch so gelagert ist, dass das Zahnrad und der Rotor eine Baueinheit bilden und der Rotor im Betrieb relativ gegenüber dem Zahnrad drehbar ist. Die Welle der Zentrifuge durchgreift im montiertem Zustand das Zahnrad, greift in den DC-Rotor ein und treibt diesen an. Damit sich im Betrieb das Zahnrad nicht mit dem Rotor dreht, sind Haltemittel, beispielsweise Haltestifte, vorgesehen, die mit Einsetzen des Rotors in das Zentrifugengehäuse drehfest in Ausnehmungen des Motorgehäuses eingreifen. Wenn der Rotor angetrieben ist, kämmen die Zahnräder der Dreheinheiten über das im Rotor gelagerte Zahnrad. Dadurch sind auch die Dreheinheiten angetrieben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dualen Zentrifuge mit einem
montierten DC-Rotor;
Fig. 2a eine seitliche Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten DC-Rotors und des rotornahen Bereichs des Antriebsmotors;
Fig. 2b eine seitliche Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines DC- Rotors im abgenommenen Zustand und des rotornahen Bereichs des Antriebsmotors;
Fig. 2c eine perspektivische Ansicht eines auf einer Antriebswelle montierten DC-Rotors wie dieser in den Fig. 1 , 2a und 2b dargestellt ist;
Fig. 3a eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäß auf einer Antriebswelle montierten
Winkelkopfrotors und des rotornahen Bereichs des Antriebsmotors; Fig. 3b eine perspektivische Ansicht des in Fig. 3a dargestellten auf einer Antriebswelle montierten Winkelkopfrotors und des Antriebsmotors;
Fig. 4a eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäß auf einer Antriebswelle montierten
Ausschwingrotors und des rotornahen Bereichs des Antriebsmotors, und Fig. 4b eine perspektivische Ansicht des in Fig. 4a dargestellten auf einer Antriebswelle montierten Ausschwingrotors und des Antriebsmotors; Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dualen Zentrifuge 10 mit einem auf einem Antriebsmotor 12 montierten DC-Rotor 20. Die duale Zentrifuge 10 ist von einem Gehäuse 11 umgeben, welches eine Unterseite 11a und einen zu öffnenden Gehäusedeckel 11 b umfasst. Bei geöffnetem Gehäusedeckel 11 b kann der DC-Rotor 20 in eine Entnahmerichtung E vertikal von der Unterseite 11a weg entnommen werden.
Fig. 2a zeigt den in Fig. 1 dargestellten DC-Rotor 20 im auf dem Antriebsmotor 12 montierten Zustand, wobei nur der rotornahe Bereich des Antriebsmotors 12 ohne Gehäuse 11 abgebildet ist.
Der DC-Rotor 20 ist innerhalb des Gehäuses 11 von einem konzentrisch zu dem DC-Rotor 20 angeordneten Sicherheitskessel 60 umgeben. Der Sicherheitskessel 60 weist eine umlaufende Seitenwand 60a auf, die einstückig und materialeinheitlich mit einem unterhalb des DC-Rotors 20 angeordneten Kesselboden 60b ausgebildet ist. Konzentrisch zur Seitenwand 60a ist im Kesselboden 60b eine Ausnehmung 60c vorgesehen, die vom Antriebsmotor 12 durchgriffen wird. Dabei sind der Außenumfang des Antriebsmotors 12 und die Ausnehmung 60c aneinander angepasst und mit einer der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Dichtung versehen. So verbleiben im Falle eines Rotor- Crashs gegebenenfalls umherfliegende Teile ebenso wie auslaufendes Zentrifugiergut innerhalb des Sicherheitskessels 60.
Der Antriebsmotor 12, der eine zylindrische Motorwelle 14 aufweist und den ein Motorgehäuse 12a umgibt, ist fest mit der Unterseite 11a verbunden. Die Motorwelle 14 ist einstückig und
materialeinheitlich mit einer Antriebswelle 16 ausgeführt, die an ihrem freien Ende einen
Endbereich 16a aufweist. Der Endbereich 16a verjüngt sich in Entnahmerichtung E und greift bereichsweise in den montierten DC-Rotor 20 ein. Durch die Motorwelle 14 und die Antriebswelle 16 verläuft eine Antriebsachse A. Eine Rotornabe 22 des DC-Rotors 20 weist eine konzentrisch zur Antriebsachse A angeordnete Öffnung 22a auf, deren Innenkontur bereichsweise an die Außenkontur des Endbereichs 16a angepasst ist und die sich ebenso in Entnahmerichtung E verjüngt. Durch diese Anpassung und durch die konische Verjüngung ist der DC-Rotor 20 entgegen der Entnahmerichtung E festgelegt. Auf der vom Antriebsmotor 12 abgewandten Seite des DC-Rotors 20 ist ein Schnellverschluss 24 vorgesehen, der in die Öffnung 22a eingreift, den Endbereich 16a der Antriebswelle 16 teilweise umschließt und der mittels einer in der Fig. 1 nicht gezeigten Druckmechanik den DC-Rotor 20 gegen ein unbeabsichtigtes Abnehmen von der Antriebswelle 16 sichert. Derlei Sicherungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, weshalb sich weitere Ausführungen erübrigen. Ferner könnte anstelle einer Druckmechanik beispielsweise auch eine Schraube, die durch einen Inbus- Schlüssel einfach lösbar ist, als leicht lösbarer Verschluss gewählt werden.
In der Rotornabe 22 sind zwei bezogen auf die Öffnung 22a einander gegenüberliegende Öffnungen 26 vorgesehen, in denen jeweils eine Dreheinheit 30 gelagert ist. Die Dreheinheiten 30 umfassen einen drehbar gelagerten Drehkopf 34 zur Lagerung von nicht dargestellten Probenbehälteraufnahmen für Probenbehälter mit zu prozessierenden Proben und ein Gehäuse 35, in das ein Lager 36 für den Drehkopf 34 eingebracht ist, in welches wiederum der Drehkopf 34 mit einer an seiner dem Gehäuse 35 zugewandten Seite vorgesehenen, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten, Lagerwelle eingreift.
Die Dreheinheiten 30 weisen ein rotationssymmetrisches Außenprofil auf, welches in den der
Öffnung 26 zugeordneten Bereichen an das Innenprofil der Öffnung 26 angepasst ist, und eine zentrische Rotationsachse R, um welche sie sich im Betrieb drehen. Dabei sind Dreheinheiten 30 in Bezug auf die Öffnung 22a symmetrisch so gelagert, dass sich ihre Rotationsachsen R auf der Antriebsachse A oberhalb der Öffnung 22a schneiden.
Zum Antrieb der Dreheinheiten 30 ist ein weiterer Antriebsmechanismus 32 vorgesehen, der ein ortsfestes zentrisches Zahnrad 32a sowie an beiden Dreheinheiten 30 je eine umlaufende
Verzahnung 32b umfasst. Das zentrische Zahnrad 32a ist an der zum DC-Rotor 20 weisenden Seite auf dem Motorgehäuse 12a konzentrisch mit der Antriebsachse A so angeordnet, dass es die
Antriebswelle 14 umgreift. Bei Drehung des DC-Rotors 20 kämmen die Zähne der Verzahnung 32b über das ortsfest angeordnete zentrische Zahnrad 32a, wodurch die Dreheinheiten 30 in Rotation versetzt werden, wenn sich der DC-Rotor 20 im Betrieb dreht. Der in Fig. 2b dargestellte DC-Rotor 20 unterscheidet sich von dem in Fig. 2a dargestellten lediglich dadurch, dass anstelle des auf dem Motorgehäuse 12a angeordneten zentrischen Zahnrads 32a ein zentrisches Zahnrad 32c vorgesehen ist, welches baulich in den DC-Rotor 20 integriert ist. Das zentrische Zahnrad 32c ist auf der besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeigten Führungsschienen drehbar im Rotor gelagert und weist an der zum Antriebsmotor 12 weisenden Seite zwei Haltestifte 33 auf, welche beim Aufsetzen des DC-Rotors 20 auf den Antriebsmotor 12 in ihnen zugeordnete
Ausnehmungen 33a im Motorgehäuse 12a eingreifen. Die Maße der Ausnehmungen 33a sind den Maßen der Haltestifte 33 angepasst. Durch die in die Ausnehmungen 33a eingreifenden Haltestifte 33 wird das zentrische Zahnrad 32c im montierten Zustand des DC-Rotors 20 so festgelegt, dass es sich im Betrieb nicht mit dem DC-Rotor 20 mit dreht. Entsprechend dem im Zusammenhang mit Fig. 2a erläuterten Prinzip werden die Dreheinheiten 30 in Rotation versetzt, wenn im Betrieb der Zentrifuge 10 die Verzahnungen 32b über das zentrische Zahnrad 32c kämmen. Zur deutlicheren Darstellung ist in Fig. 2b der DC-Rotor 20 im vom Antriebsmotor 12 abgenommenen Zustand dargestellt. Zur besseren Übersicht zeigt Fig. 2c eine Perspektivansicht des DC-Rotors 20 und des
Antriebsmotors 12 im montierten Zustand.
Fig. 3a zeigt einen zum Aufsatz auf den Antriebsmotor 12 geeigneten erfindungsgemäßen
Winkelkopfrotor 40 und den rotornahen Bereich des Antriebsmotors 12 in einer seitlichen Schnittansicht. Dabei ist der Winkelkopfrotor 40 im vom Antriebsmotor 12 abgenommenen Zustand dargestellt.
Der Winkelkopfrotor weist zentrisch eine Rotornabe 42 und eine Öffnung 42a auf, durch die die
Antriebswelle 16 im montierten Zustand in den Winkelkopfrotor 40 eingreift. Analog zum zuvor dargestellten DC-Rotor 20 ist auf der von dem Antriebsmotor 12 abgewandten Seite des
Winkelkopfrotors 40 zentrisch ein Schnellverschluss 44 vorgesehen, in den der Endbereich 16a der Antriebswelle 16 beim Aufsetzen des Winkelkopfrotors 40 auf den Antriebsmotor 12 eingreift und von einem der Übersichtlichkeit halber nicht im Detail dargestellten Druckmechanismus festgelegt wird.
Im Winkelkopfrotor 40 sind über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Aufnahmebohrungen 46 zur Aufnahme von nicht dargestellten Probenbehältern vorgesehen, die jeweils eine Längsachse 46a aufweisen. Die Aufnahmebohrungen 46 sind schräg so angestellt, dass sich ihre Längsachsen 46a oberhalb der Antriebswelle 16 mit der Antriebsachse A in einem spitzen Winkel schneiden. Aus dieser seitlichen Schnittansicht sind vier Aufnahmebohrungen 46 erkennbar. Wie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2a erläutert ist auf dem Motorgehäuse 12a als Teil des zum Antrieb der Dreheinheiten 30 erforderlichen weiteren Antriebsmechanismus 32 ein zentrisches Zahnrad 32a auf dem Motorgehäuse 12a so angeordnet, dass es von der Antriebswelle 16 durchgriffen wird. Um den Winkelkopfrotor 40 trotz der Anordnung des für seinen Betrieb nicht erforderlichen zentrischen Zahnrads 32a problemlos auf dem Antriebsmotor 12 montieren zu können, ist in der Rotornabe 42 eine dem zentrischen Zahnrad 32a zugeordnete umlaufende zentrische Aussparung 42b vorgesehen, die größer bemessen ist als das zentrische Zahnrad 32a, so dass das zentrische Zahnrad 32 a bei aufgesetztem Winkelkopfrotor 40 nicht in Berührung mit der Rotornabe 42 gelangt. Somit ist in der für die Verwendung mit DC-Rotoren 20 vorgesehenen Dualen Zentrifuge 10 auch ein
Winkelkopfrotor 40 einsetzbar.
Zur besseren Übersicht ist in Fig. 3b der Winkelkopfrotor 40 in auf dem Antriebsmotor 12 montierten Zustand dargestellt. Fig . 4a zeigt eine seitliche Schnittansicht eines auf den Antriebsmotor 12 montierten
Ausschwingrotors 50 sowie den rotornahen Bereich des Antriebsmotors 12. In Fig. 4b sind der Ausschwingrotor 50 und der Antriebsmotor 12 in perspektivischer Ansicht dargestellt.
An eine Rotornabe 52 sind vier Y-förmige Tragarme 52c ausgebildet, zwischen denen vier
Ausschwingbecher 56 zur Lagerung von nicht dargestellten Probenbehälteraufnahmen für
Probenbehälter mit zu zentrifugierenden Proben schwenkbar angeordnet sind. Analog zum
Winkelkopfrotor 40 weist der Ausschwingrotor 50 eine zentrische Öffnung 52a auf, in die der
Endbereich 16a der Antriebswelle 16 eingreift. Auf der von dem Antriebsmotor 12 abgewandten Seite des Ausschwingrotors 50 ist zentrisch ein Schnellverschluss 54 vorgesehen, in den der Endbereich 16a der Antriebswelle 16 beim Aufsetzen des Ausschwingrotors 50 auf den Antriebsmotor 12 eingreift und von einem der Übersichtlichkeit halber nicht im Detail dargestellten Druckmechanismus festgelegt wird.
Wie auch beim in Fig. 3a dargestellten Winkelkopfrotor 40 ist in der Rotornabe 52 eine dem zentrischen Zahnrad 32a zugeordnete umlaufende zentrische Aussparung 52b vorgesehen, die größer bemessen ist als das zentrische Zahnrad 32a, so dass das zentrische Zahnrad 32a bei aufgesetztem
Ausschwingrotor 50 nicht in Berührung mit der Rotornabe 52 gelangt. Somit ist in der für die
Verwendung mit DC-Rotoren 20 vorgesehenen Dualen Zentrifuge 10 auch ein Ausschwingrotor 50 einsetzbar. Bezugszeichenliste
Duale Zentrifuge
Zentrifugengehäuse
a Unterseite
b Gehäusedeckel
Antriebsmotor
a Motorgehäuse
Motorwelle
Antriebswelle
a Endbereich
DC-Rotor
Rotornabe
a Öffnung
Schnellverschluss
Öffnung
Dreheinheit
weiterer Antriebsmechanismusa zentrisches Zahnrad
b Verzahnung
c zentrisches Zahnrad
Haltestift
a Ausnehmung
Drehkopf
Gehäuse
Drehlager
Winkelkopfrotor 2 Rotornabe 2a Öffnung
2b Aussparung 4 Schnellverschluss 6 Aufnahmebohrung 6a Längsachse
50 Ausschwingrotor
52 Rotornabe
52a Öffnung
52b Aussparung
52c Tragarme
54 Schnellverschluss
56 Ausschwingbecher
60 Sicherheitskessel
60a Seitenwand
60b Kesselboden
60c Ausnehmung
E Entnahmerichtung
A Antriebsachse
R Rotationsachse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Duale Zentrifuge (10) aufweisend
a) eine Antriebswelle (16),
b) einen auf der Antriebswelle (16) gelagerten, axial in eine Entnahmerichtung (E)
abnehmbaren Rotor (20) für eine Duale Zentrifuge, aufweisend zumindest eine Dreheinheit (30),
c) eine Öffnung (22a) im Rotor (20), in welche die Antriebswelle (16) mit einem
Endbereich (14a) zumindest eingreift, und
d) einen weiteren Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheit bzw. die
Dreheinheiten (30),
e) eine Ausbildung zum Betreiben unterschiedlicher weiterer Typen von Rotoren, wobei jedoch immer nur ein Rotor (20, 40, 50) auf der Antriebswelle (16) angeordnet werden kann, und wobei die verschiedenen Rotortypen (40, 50) auch an den weiteren
Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheiten (30) so angepasst sind, dass es keine Funktionsbeeinträchtigung gibt
gekennzeichnet durch eine Ausbildung zum Betreiben zumindest eines
Winkelkopfrotors (40) und eines Ausschwingrotors (50), indem das Lager (16), die
Antriebswelle (16) und die verschiedenen Rotortypen (40, 50) aneinander angepasst sind., wobei jeder nicht duale Rotor (40, 50) eine Geometrie aufweist, die so bemessen ist, dass bei montiertem Rotor (40, 50) ein Antriebsmittel (32a) des weiteren Antriebsmechanismus (32) für die Dreheinheiten (30) berührungslos gegenüber dem montierten Rotor (40, 50) angeordnet ist.
2. Duale Zentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz
unterschiedlicher Typen von Rotoren (20, 40, 50) vorgesehen ist und dass jeder Rotor (20, 40, 50) dieses Satzes einen Schnellverschluss (24, 44, 54) zur Aufnahme und Festlegung auf der Antriebswelle (16) aufweist.
3. Duale Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass , dass das
Antriebsmittel (32a) für den weiteren Antriebsmechanismus (32) so eingebaut und/oder angepasst ist, dass auch nicht duale Rotoren (40, 50) ohne Anpassung in der dualen Zentrifuge betrieben werden können.
4. Duale Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel für den weiteren Antriebsmechanismus (32) durch ein drehfest angeordnetes Zahnrad (32a) gebildet ist, in das die Verzahnung (32b) der Dreheinheit (30) beim Einsetzen in den dualen Rotor (20) mit den Dreheinheiten in die Zentrifuge oder der Dreheinheit (30) in den in der Zentrifuge angeordneten Rotor (20) eingreift.
5. Duale Zentrifuge nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (16) unmittelbar mit einem Antriebsmotor (12) verbunden ist, und dass insbesondere die Antriebswelle (16) und eine Motorwelle des Antriebsmotors (12) eine Baueinheit bilden und vorzugsweise einstückig, insbesondere auch materialeinheitlich, ausgeführt sind.
6. Duale Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitskessel (60) vorgesehen ist, in dem der Rotor (20, 40, 50) angeordnet ist, und in den die Antriebswelle (16) zumindest bereichsweise hineinragt, wobei der größte Durchmesser eines Rotors (20, 40, 50) des Satzes von verschiedenartigen Typen von Rotoren maximal 96% des Durchmessers des Sicherheitskessels (60) aufweist.
7. Duale Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (16) als Vollwelle ausgebildet ist.
8. Duale Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinheiten (30) jeweils ein Drehlager (36) und einen mit dem Drehlager (36) verbundenen, in diesem über eine Rotationsachse (R) drehbar gelagerten Drehkopf (34) aufweisen, der relativ zum Rotor (20) von dem weiteren Antriebsmechanismus (32) der Zentrifuge antreibbar ist.
9. Duale Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (32a) des weiteren Antriebsmechanismus (32) ein Zahnrad ist, das mit einem Motorgehäuse (12a) fest verbunden ist und von der Antriebswelle (16) durchgriffen wird.
10. Duale Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von
unterschiedlichen Rotoren (20, 40, 50) einer Dualen Zentrifuge mit unterschiedlichen
Übersetzungen für den weiteren Antriebsmechanismus (32) vorgesehen ist.
11. Duale Zentrifuge nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (20) für eine Duale Zentrifuge vorgesehen ist, bei dem ein Zahnrad (32c) zentrisch angeordnet ist, das mit dem Rotor (20) für eine Duale Zentrifuge eine Baueinheit bildet, welches mittels eines Haltemittels (33, 33a) drehfest mit dem Motorgehäuse (12a) verbunden ist und welches mit zumindest einer Dreheinheit (30) so in Wirkverbindung steht, dass mit Drehen des Rotors (20) für eine Duale Zentrifuge ein Zahnrad (32b) der Dreheinheit (30) auf dem zentrischen Zahnrad (32c) kämmt.
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