DE9416937U1 - Rotor arrangement for centrifuges - Google Patents
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Description
Gegenstand der Neuerung ist eine Rotoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The subject of the innovation is a rotor arrangement according to the preamble of claim 1.
Rotoranordnungen sind in verschiedenen Formen bekannt geworden. All diesen bekannten Rotoranordnungen ist allerdings gemeinsam, daß auf der Nabe lediglich ein einziger Rotor angebracht ist. Zur Vergrößerung der Kapazität der Zentrifuge muß der Außendurchmesser erhöht werden, um mehr Probenbehälter aufnehmen zu können. Dies führt zu einer wesentlichen Steigerung des Trägheitsmomentes, da der Abstand zur Rotormittenachse linear eingeht. Insgesamt erhöht sich also die erforderliche Antriebsleistung des Motors, der Energieverbrauch sowie die zum Zentrifugieren benötigte Zeit.Rotor arrangements are known in various forms. However, all of these known rotor arrangements have in common that only a single rotor is attached to the hub. To increase the capacity of the centrifuge, the outer diameter must be increased in order to accommodate more sample containers. This leads to a significant increase in the moment of inertia, since the distance to the rotor center axis is linear. Overall, the required drive power of the motor, the energy consumption and the time required for centrifugation increase.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, eine Rotor-0 anordnung für Zentrifugen bereit zu stellen, die eineThe aim of this innovation is therefore to provide a rotor arrangement for centrifuges that
wesentliche Verbesserung der Kapazität bei einer nur geringen Steigerung der Antriebsleistung des Motors und einem entsprechend geringerem Energieverbrauch sowie einer praktisch gleichen Zentrifugierzeit ermöglicht. 25significant improvement in capacity with only a slight increase in the motor's drive power and a correspondingly lower energy consumption as well as a practically identical centrifugation time. 25
Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre des kennzeichnenden Teils gelöst.According to the innovation, this task is solved by the technical teaching of the characterizing part.
Dabei ist wesentlich, daß meherere Rotoren übereinander auf der Rotornabe angeordnet sind. Hierdurch wird eine wesentliche Verringerung des Massenträgheitsmoments gegenüber dem bisher bekannten Rotoren großer Kapazität geschaffen.It is essential that several rotors are arranged one above the other on the rotor hub. This creates a significant reduction in the mass moment of inertia compared to previously known large-capacity rotors.
Wesentlicher Vorteil dieser neuerungsgemäßen Rotoranord-5 nung ist, daß aufgrund der Anordnung der Rotoren überein-The main advantage of this innovative rotor arrangement is that due to the arrangement of the rotors,
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ander nun wesentliche geringere Antriebsleistungen, ein geringerer Energieverbrauch und eine entsprechend kurze Zentrifugierzeit erforderlich sind.whereas significantly lower drive power, lower energy consumption and a correspondingly short centrifugation time are now required.
Es ist hierbei vorgesehen, die Rotoren nacheinander auf die Rotornabe aufzuschieben, wobei der Schiebesitz zwischen den Rotoren und der Nabe im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert wird. Zur Sicherung gegen axials Anheben der Rotoren sind Fliehkraftelemente vorgesehen, die zunächst in einer federbelasteten, nach innen an die Rotornabe geklappten Stellung verharren. Erst bei einer Rotation der Rotornabe werden die Fliehkraftelemente nach außen gedrängt und legen sich an den Innenseiten der jeweiligen Rotoren an. Hierdurch wird erreicht, daß die Rotoren axial schiebefest auf der Rotornabe fixiert sind und ein unbeabsichtigtes Abheben nicht vorkommen kann.The rotors are pushed onto the rotor hub one after the other, whereby the sliding fit between the rotors and the hub is explained later in the description. To prevent the rotors from being lifted axially, centrifugal force elements are provided, which initially remain in a spring-loaded position folded inwards against the rotor hub. Only when the rotor hub rotates are the centrifugal force elements pushed outwards and rest against the inner sides of the respective rotors. This ensures that the rotors are fixed axially on the rotor hub so that they cannot slide accidentally.
Es wird hier bevorzugt, wenn jeder Rotor einzeln gehalten wird, also jeder Rotor über eine eigenen Fliehkraft-0 kupplung in Form der bereits angesprochenen Fliehkraftelemente verfügt.It is preferred here if each rotor is held individually, i.e. each rotor has its own centrifugal clutch in the form of the centrifugal elements already mentioned.
Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, die Ruhestellung der Fliehkraftelemente oder Fliehkraftriegel durch ein Einklappen mittels der Schwerkraft bei einer schrägen Drehachse der Fliehkraftelemente zu realisieren.Of course, it is also possible to achieve the rest position of the centrifugal force elements or centrifugal force latches by folding them in using gravity with an inclined axis of rotation of the centrifugal force elements.
Die Rotoren werden zum Zentrifugieren nacheinander auf die Rotornabe aufgesetzt und liegen dann aneinander an.For centrifugation, the rotors are placed one after the other on the rotor hub and then lie against each other.
Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, an der Nabe einen Abstandhalter, z. B. in Form eines in eine Nut eingelegten Seegerringes, anzubringen. Alternativ kann zwischen den Rotoren eine Distanzhülse vorgesehen werden. Dies führt dazu, daß sich die Rotoren an ihrem Außenumfang nicht mehr berühren.It is of course also possible to attach a spacer to the hub, e.g. in the form of a circlip inserted into a groove. Alternatively, a spacer sleeve can be provided between the rotors. This means that the rotors no longer touch each other on their outer circumference.
Falls sich herausstellt, daß nur ein Rotor auf die Nabe aufgesetzt werden soll, kann der axiale Abstand des zweiten, jetzt nicht mehr anzubringenden Rotors durch einen auf die Nabe aufgesetzten Distanzring überbrückt werden.If it turns out that only one rotor is to be placed on the hub, the axial distance of the second rotor, which can no longer be attached, can be bridged by a spacer ring placed on the hub.
Die spielbehaftete Vorzentrierung der Rotoren auf der Rotornabe ist wie folgt ausgebildet.The pre-centering of the rotors on the rotor hub, which is subject to play, is designed as follows.
Zwei oder mehrere Stifte sind an der Nabe befestigt, so daß der im wesentlichen zylindrische Körper der Nabe etwa halbkreisförmige, nach außen gewölbte Vorsprünge in Form dieser Stifte trägt. Der auf die Nabe aufzusteckende Rotor trägt ebenfalls an seinem Innenumfang in der Form angepaßte Ausnehmungen. Es bilden sich somit am Rotor zwei Durchmesser, nämlich ein erster Innendurchmesser, der ursprünglichen Mittenbohrung entspricht, sowie ein zweiter Innendurchmesser, der durch die äußeren Enden der Ausnehmungen vorgegeben ist.Two or more pins are attached to the hub, so that the essentially cylindrical body of the hub has approximately semicircular, outwardly curved projections in the form of these pins. The rotor, which is placed on the hub, also has recesses on its inner circumference that are adapted to the shape. This creates two diameters on the rotor, namely a first inner diameter that corresponds to the original central bore, and a second inner diameter that is determined by the outer ends of the recesses.
Auch an der Nabe bilden sich entsprechend zwei Außendurchmesser, der der ursprünglichen Nabe sowie der durch die Stifte vergrößerte Außendurchmesser.Two outer diameters are also formed on the hub: that of the original hub and the outer diameter increased by the pins.
Es ist nun vorgesehen, daß der kleinere Außendurchmesser der Nabe kleiner ist als der kleinere Innendurchmesser des Rotors, der wiederum kleiner ist als der größere Außendurchmesser der Nabe, der wiederum kleiner ist als der größere Innendurchmesser des Rotors.It is now intended that the smaller outer diameter of the hub is smaller than the smaller inner diameter of the rotor, which in turn is smaller than the larger outer diameter of the hub, which in turn is smaller than the larger inner diameter of the rotor.
Die Stifte greifen also in die Ausnehmungen ein, wobei ein Verdrehen des Rotors gegenüber der Nabe durch die zwischen den Ausnehmungen am Rotor bestehenden Rippen nur innerhalb eines gewissen konstruktiv vorgegebenen Spiels möglich ist. Damit ist die Mitnahmefunktion derThe pins engage in the recesses, whereby the rotation of the rotor relative to the hub is only possible within a certain design-defined play due to the ribs between the recesses on the rotor. This means that the driving function of the
Nabe für den Rotor garantiert.Hub for the rotor guaranteed.
Vorteil hierbei ist, daß aufgrund des konstruktiv vorgesehenen Spiels nur relativ geringe Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen.The advantage here is that, due to the play provided in the design, only relatively small manufacturing tolerances need to be observed.
Hierbei kann der Rotor an seinem Innenumfang entweder mit soviel Ausnehmungen versehen sein, wie die Nabe Stifte trägt oder, zum verbesserten Aufsetzen, ein Vielfaches der Zahl der Stifte an Ausnehmungen tragen. The rotor can either have as many recesses on its inner circumference as the hub has pins or, for improved positioning, have a multiple of the number of pins in recesses.
Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, den Innenumfang des Rotors vollständig mit Ausnehmungen zu versehen. It is of course also possible to provide the entire inner circumference of the rotor with recesses.
Eine Anpassung an verschiedene Durchmesser erfolgt, falls dies nötig ist, durch eine Änderung der jeweiligen Durchmesser der Ausnehmungen und der Stifte. Hierbei können 0 die Ausnehmungen und die Stifte auch den selben Durchmesser aufweisen; dies ist aber nicht zwingend erforderlich.If necessary, adaptation to different diameters is achieved by changing the respective diameters of the recesses and pins. The recesses and pins can also have the same diameter; however, this is not absolutely necessary.
Bei einer Rotation einer Nabe werden die Fliehkraftelemente aufgrund der Fliehkraft nach außen gedrängt, legen sich am Rotor an und gewährleisten so eine zuverlässige axiale Fixierung.When a hub rotates, the centrifugal elements are pushed outwards due to the centrifugal force, attach themselves to the rotor and thus ensure reliable axial fixation.
In einer Weiterbildung der Neuerung ist dann vorgesehen, nicht eine, sondern mehrere derartige Kupplungen an der 0 Nabe eines Zentrifugenrotors anzubringen. Dies führt dazu, daß mehrere Rotoren übereinander getrennt voneinander in Form sogenannter Etagen-Rotoren auf der Nabe angebracht werden können.In a further development of the innovation, it is planned to attach not one but several such couplings to the hub of a centrifuge rotor. This means that several rotors can be mounted on top of each other separately from each other in the form of so-called tiered rotors on the hub.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung,All information contained in the documents, including the summary,
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offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The information and features disclosed, in particular the spatial configuration shown in the drawings, are claimed as essential to the invention insofar as they are new, individually or in combination, compared to the prior art.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.In the following, the innovation is explained in more detail using drawings that merely show one way of implementing it. The drawings and their descriptions reveal further essential features and advantages of the innovation.
Dabei zeigtThis shows
Figur 1: eine Schnittdarstellung durch die Kupplung inFigure 1: a sectional view through the coupling in
Verwendung mit einem Etagenrotor; 15Use with a tiered rotor; 15
Figur 2: eine Schnittdarstellung des Mitnehmeringes;Figure 2: a sectional view of the driving ring;
Figur 3: eine Draufsicht auf Figur 2; Figur 4: eine Schnittdarstellung der Rotornabe;Figure 3: a top view of Figure 2; Figure 4: a sectional view of the rotor hub;
Figur 5: einen Schnitt längs der Linie V in Figur 4;Figure 5: a section along the line V in Figure 4;
Figur S: eine schematische Schnittdarstellung gemäß Figur 1;Figure 5: a schematic sectional view according to Figure 1;
Figur 7: eine Ansicht gemäß Figur 6 mit nur einem Rotor;Figure 7: a view according to Figure 6 with only one rotor;
Figur 8: eine Ansicht gemäß Figur 6 unter Verwendung eines 0 anderen Rotortypes;Figure 8: a view according to Figure 6 using a 0 different rotor type;
Figur 9: eine Ansicht mit nur einem Rotor gemäß Figur 7.Figure 9: a view with only one rotor according to Figure 7.
Gemäß Figur 1 ist eine Rotornabe 1 vorgesehen, auf die zwei Rotoren 2, 3 mit dem zugehörigen MitnehmerringenAccording to Figure 1, a rotor hub 1 is provided, onto which two rotors 2, 3 with the associated drive rings
4, 5 aufgesetzt sind. Die Rotoren tragen hierbei Probenbehälter 6, 7, in die zu zentrifugierende Flüssigkeiten eingefüllt sind. Die Zentrifuge wird nach oben durch einen Deckel 8 mit einer Deckelbefestigung 9 verschlossen. Diese Befestigung ist bevorzugt in Form einer einzuclipsenden Halterung ausgebildet. Der Deckel 8 wird hierbei an seinem Außenumfang zentriert.4, 5 are attached. The rotors carry sample containers 6, 7 into which liquids to be centrifuged are filled. The centrifuge is closed at the top by a lid 8 with a lid fastening 9. This fastening is preferably designed in the form of a clip-in holder. The lid 8 is centered on its outer circumference.
Die Wirkungsweise der Vorzentrierung und der Fliehkraftkupplung wird anhand der Figuren 2 bis 5 näher dargestellt. The operation of the pre-centering and the centrifugal clutch is shown in more detail in Figures 2 to 5.
Es ist hierbei vorgesehen, daß die Rotornabe I7 die im wesentlichen aus dem Nabenkörper 21 sowie dem Einsatz 22 zur Aufnahme und Befestigung des Deckels besteht, an ihrem Außenumfang mehrere Stifte 13 trägt. Somit weist die Rotornabe 1 einen ersten Außendurchmesser D3 und einen zweiten, größeren Außendurchmesser D4 auf.It is provided here that the rotor hub 17 , which essentially consists of the hub body 21 and the insert 22 for receiving and fastening the cover, carries several pins 13 on its outer circumference. The rotor hub 1 thus has a first outer diameter D3 and a second, larger outer diameter D4.
Der Mitnehmerring 4, 5 weist dem gegenüber an seiner Innenseite eine Vielzahl von Ausnehmungen 24 auf. Es ergeben sich somit auch beim Mitnehmerring 4, 5 zwei Innendurchmesser, nämlich ein erster, kleiner Innendurchmesser Dl sowie ein zweiter, größerer Innendurchmesser D2.In contrast, the driving ring 4, 5 has a large number of recesses 24 on its inner side. This also results in two inner diameters for the driving ring 4, 5, namely a first, smaller inner diameter D1 and a second, larger inner diameter D2.
Für die Funktion der Vorzentrierung ist es nun erforderlich, daß: D3 < Dl < D4 < D2.For the pre-centering function it is now necessary that: D3 < Dl < D4 < D2.
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die zwischen den 0 Ausnehmungen 24 bestehenden Rippen sich mit den Seitenflächen an den Stiften 13 der Nabe anlegen und dadurch bei einer Drehung der Rotornabe 1 ebenfalls der Mitnehmerring 4, 5 in Rotation versetzt wird.In this way it is ensured that the ribs between the 0 recesses 24 rest with their side surfaces on the pins 13 of the hub and thus when the rotor hub 1 rotates the drive ring 4, 5 is also set in rotation.
Der Mitnehmerring 4, 5 trägt an seinem Außenumfang einenThe driving ring 4, 5 has on its outer circumference a
Absatz 16, der mit mehreren Gewindebohrungen 15 zur Befestigung der Rotoren 2, 3 versehen ist.Paragraph 16, which is provided with several threaded holes 15 for fastening the rotors 2, 3.
Zum verbesserten Anbringen des Mitnehmerringes 4, 5 auf der Rotornabe 1 sind am oberen und unteren Ende der Innenausnehmung des Mitnehmerringes 4, 5 Fasen 18, 19 vorgesehen. To improve the attachment of the drive ring 4, 5 to the rotor hub 1, chamfers 18, 19 are provided at the upper and lower ends of the inner recess of the drive ring 4, 5.
Der Mitnehmerring 4, 5 trägt außerdem an seinem Innenumfang eine umlaufende Ringnut 17. Diese Ringnut 17 ist wesentlich für die Aufnahme der Fliehkraftriegel 12. Die Fliehkraftriegel 12 sind gemäß Figur 4, 5 an der Rotornabe 1 drehbar mit Hilfe der Stifte 13 befestigt. Bei einem Anlaufen der Nabe schwenken die Fliehkraftriegel 12 in Pfeilrichtung 25 nach außen und legen sich mit ihren außenseitigen Flächen in der Ringnut 17 des Mitnehmerringes 4, 5 an. Dadurch erfolgt eine zuverlässige, axiale Halterung auf der Rotornabe 1 bei höheren Drehzahlen. Die Rückstellung der Fliehkraftriegel 12 in die angelegte Ruheposition erfolgt 0 mittels O-Ringen 20, die in zugeordnete Ausnehmungen an dem Fliehkraftriegel 12 eingesetzt sind. Es ist selbstverständlich möglich, anstelle der O-Ringe 20 andere federnde Elemente zu verwenden.The drive ring 4, 5 also has a circumferential annular groove 17 on its inner circumference. This annular groove 17 is essential for holding the centrifugal bolts 12. The centrifugal bolts 12 are rotatably attached to the rotor hub 1 using the pins 13 as shown in Figures 4, 5. When the hub starts to rotate, the centrifugal bolts 12 pivot outwards in the direction of the arrow 25 and rest with their outer surfaces in the annular groove 17 of the drive ring 4, 5. This provides reliable axial support on the rotor hub 1 at higher speeds. The centrifugal bolts 12 are returned to their rest position using O-rings 20 which are inserted into corresponding recesses on the centrifugal bolt 12. It is of course possible to use other spring elements instead of the O-rings 20.
Die Rotornabe 1 trägt an ihrem unteren Ende einen Ansatz 23, auf den der untere Mitnehmerring 4, 5 aufgelegt wird.The rotor hub 1 has a projection 23 at its lower end, onto which the lower drive ring 4, 5 is placed.
Die Figuren 6 bis 9 zeigen schematisch weitere Anordnungsformen, der Rotoren 2, 2a, 3, 3a auf der Rotornabe 1. 0 Gemäß den Figuren 6 und 8 ist es möglich, zwei oder auch mehrere Rotoren 2, 2a, 3, 3a auf die Rotornabe 1 aufzusetzen. Die Rotoren können hierbei auch als Schwenkbecher-Rotoren mit Schwenkbechern 11 ausgebildet sein.Figures 6 to 9 schematically show further arrangement forms of the rotors 2, 2a, 3, 3a on the rotor hub 1. 0 According to Figures 6 and 8, it is possible to place two or more rotors 2, 2a, 3, 3a on the rotor hub 1. The rotors can also be designed as swivel cup rotors with swivel cups 11.
Gemäß den Figuren 7, 9 ist es selbstverständlich ebenfallsAccording to Figures 7, 9 it is of course also
möglich, nur einen Rotor 2, 2a auf die Rotornabe 1 aufzusetzen. Der vertikale Abstand, der üblicherweise von dem zweiten Rotor 3, 3a ausgefüllt wird, wird dann mittels eines Distanzringes 10, 10a überdeckt. 05It is possible to place only one rotor 2, 2a on the rotor hub 1. The vertical gap, which is usually filled by the second rotor 3, 3a, is then covered by a spacer ring 10, 10a. 05
Mit der vorliegenden Neuerung wird erstmals die Kapazität einer Zentrifuge bei praktisch gleichem Zeit- und Energiebedarf wesentlich vergrößert.This innovation significantly increases the capacity of a centrifuge for the first time while maintaining practically the same time and energy requirements.
1 Rotornabe1 rotor hub
2 Rotor2 Rotor
2a Rotor2a Rotor
3 Rotor 3a Rotor3 Rotors 3a Rotors
4 Mitnehmerring 5 Mitnehmering4 Driving ring 5 Driving ring
6 Probenbehälter6 sample containers
7 Probenbehälter7 sample containers
8 Deckel8 lids
9 Deckelschraube 10 Distanzring9 Cover screw 10 Spacer ring
10a Distanzring10a spacer ring
11 Schwenkbecher11 swivel cups
12 Fliehkraftriegel12 centrifugal bolts
13 Stift 2013 Pin 20
15 Gewindebohrung15 threaded hole
16 Absatz16 paragraph
17 Ringnut17 Ring groove
18 Fase 19 Fase18 bevel 19 bevel
20 O-Ring20 O-rings
21 Nabenträger21 Hub carrier
22 Einsatz22 Use
23 Ansatz23 Approach
0 24 Ausnehmung0 24 Recess
25 Pfeilrichtung25 Arrow direction
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9416937U DE9416937U1 (en) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Rotor arrangement for centrifuges |
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| DE9416937U DE9416937U1 (en) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Rotor arrangement for centrifuges |
Publications (1)
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| DE9416937U1 true DE9416937U1 (en) | 1995-11-16 |
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ID=6915147
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE9416937U1 (en) |
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