DE102005014218B4

DE102005014218B4 - Befestigungsvorrichtung eines Deckels für einen Zentrifugenrotor

Info

Publication number: DE102005014218B4
Application number: DE102005014218A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Henne
Original assignee: Thermo Electron LED GmbH
Current assignee: Thermo Electron LED GmbH
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: CN100560218C; GB2424607B; DE102005014218A1; US7311652B2; CN1840237A; GB0606285D0; GB2424607A; JP2006272330A; JP4786386B2; US20060240963A1

Abstract

Befestigungsvorrichtung (1) eines Deckels (2) für einen Zentrifugenrotor (4), wobei mit dem Deckel (2) ein Aufnahmeraum (3) des mittels einer Antriebseinrichtung (5) angetriebenen Zentrifugenrotors (4) zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben verschließbar ist, wobei die Befestigungsvorrichtung (1) mit einer Ausnehmung (6, 17, 91) versehen ist, so dass die Antriebseinrichtung (5) durch die Befestigungsvorrichtung (1) und den Deckel (2) hindurch zugänglich ist, ohne den Deckel (2) zu entfernen;
und die Befestigungsvorrichtung (1) ein Rastelement (7) aufweist, wobei das Rastelement (7) mit einem Rotorzapfen (9) zusammenwirkt und in einem Griff (10) für den Deckel (2) vorgesehen ist und aus diesem Griff (10) teilweise hervorsteht,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (7) mit einem aus dem Griff (10) hervorstehenden Teil (76) durch eine horizontale Längsverschiebung betätigbar ist, wobei das Rastelement (7) bei sich drehendem Zentrifugenrotor (4) zentrifugal kraftbedingt in eine Verriegelungsposition gedrängt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung eines Deckels für einen Zentrifugenrotor, wobei mit dem Deckel ein Aufnahmeraum des mittels einer Antriebseinrichtung angetriebenen Zentrifugenrotors zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben verschließbar ist, sowie einen Deckel gemäß Anspruch 6, einen Zentrifugenrotor gemäß Anspruch 7 und eine Zentrifuge gemäß Anspruch 8. In einen Rotor einer Zentrifuge werden beispielsweise Behälter aufgenommen, die mit Proben bestückt sind. Bei hoher Drehzahl der Zentrifuge wirken auf die Proben so starke Kräfte, dass eine Trennung in unterschiedliche Bestandteile der Proben erzielt werden kann. Um die Sicherheit während des Betriebes einer Zentrifuge zu erhöhen, wird die Öffnung des Rotors vor Beginn der Rotation mit einer als Deckel ausgebildeten Schließvorrichtung verschlossen. Damit wird sichergestellt, dass zum Beispiel beim Bruch eines Behälters keine der zu trennenden Partikel aus dem Aufnahmeraum des Rotors austreten können.
Treten geringe Flüssigkeitsmengen oder Aerosole durch Gefäßbruch während der Zentrifugation in den Aufnahmeraum des Zentrifugenrotors aus, ist es erforderlich, dass der Aufnahmeraum des Zentrifugenrotors unterhalb des Deckels aerosoldicht abgeschlossen ist, um ein Entweichen der Flüssigkeiten oder Aerosole zu verhindern. Die Befestigung eines solchen Deckels geschieht bei Rotoren nach dem Stand der Technik zum Beispiel mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses. Ein Nachteil bei diesen Lösungen besteht darin, dass eine solche Befestigung nur beidhändig möglich ist und damit als aufwändig bewertet wird.
Das Befestigen und das Entfernen des Deckels eines Zentrifugenrotors lässt sich mittels eines Schnappmechanismus einfacher durchführen. Der Vorteil liegt darin, dass eine einhändige Montage oder Demontage des Deckels möglich ist. Ist jedoch erwünscht, den gesamten Rotor zum Beispiel mit zentrifugierten Proben aus der Zentrifuge zu entfernen, so muss bei Vorrichtungen nach, dem Stand der Technik zuvor den Deckel entfernt werden. Dies ist nachteilig, da somit ein eventuell aerosoldicht verschlossener Aufnahmeraum des Zentrifugenrotors geöffnet werden muss.
Die U.S. – Patentschrift US 4822331 A offenbart eine Zentrifuge mit einem dicht verschließbaren Rotordeckel. Der Rotordeckel weist einen Handgriff auf, welcher durch den Deckel hindurch auf dem Rotorschaft befestigt ist. Die Befestigung des Deckelgriffs auf dem Rotorschaft wird über Rastelemente gesichert. Deckel, Deckelgriff und Rotorschaft sind dabei durch ineinander gesteckte Rohrteile, welche vertikal gegeneinander verschiebbar sind, miteinander verbunden. Als Rastelemente dienen mehrere kleine Kugeln, die je nach vertikaler Position der einzelnen Rohrteile zueinander in speziellen darin vorhandenen Ausnehmungen angeordnet sind. Je nach Position ermöglichen oder sperren sie so ein vertikales Verschieben der Rohrteile gegeneinander. Die Betätigung der Rastelemente und vertikale Verschiebung der Rohrteile gegeneinander erfolgt über einen im Deckelgriff befindlichen Knopf. Griff und Knopf weisen außerdem eine Durchlassöffnung auf, durch welche die Antriebswelle auch im geschlossenen Zustand des Rotors erreichbar ist.
Aus dem U.S.-Patent US 4360151 A ist ein Zentrifugenrotor mit einem aerosoldicht verschließbaren Deckel mit Deckelgriff bekannt. Damit die Antriebsvorrichtung auch bei geschlossenem Rotor erreichbar ist, sind Deckel und Griff ebenfalls mit einer Ausnehmung versehen. Die Befestigung des Deckels auf dem Rotor erfolgt dabei mittels einer Schraubverbindung. Aus der DE 69311299 T2 ist ebenfalls eine Befestigungsvorrichtung für einen Rotordeckel eines Zentrifugenrotors bekannt, die auf einer Schraubverbindung beruht. Die DE 19715344 A1 offenbart dagegen eine Befestigung für den Deckel eines Zentrifugenrotors mithilfe eines Rastelements.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung für einen Deckel, mit welchem ein Aufnahmeraum eines mittels einer Antriebseinrichtung angetriebenen Zentrifugenrotors zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben aerosoldicht verschließbar ist, in einfacher Bauweise und mit hoher Betriebssicherheit zu schaffen, so dass der Deckel einhändig montiert oder demontiert werden kann und gleichzeitig eine Entnahme des Rotors aus der Zentrifuge möglich ist, ohne den Deckel des Zentrifugenrotors zu lösen oder zu entfernen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch dem Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hierbei weist eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ein Rastelement auf, welches in einem Griff für den Deckel vorgesehen ist, aus diesem teilweise hervorsteht und mit dem aus dem Griff hervorstehenden Teil durch Längsverschiebung betätigbar ist. Damit ist eine Änderung von einer Verriegelung in eine Entriegelung des Deckels einfach durchführbar. Der Griff und die Anordnung des Rastelementes ermöglichen eine einfache, einhändige Bedienung des Rastelementes beziehungsweise des Deckels. Erfindungsgemäß wird das Rastelement bei sich drehendem Zentrifugenrotor in eine Verriegelungsposition gedrängt. Ein derart gestaltetes Rastelement, zum Beispiel mit einem auf der Seite der Verriegelungsposition gelegenen Rastelement-Schwerpunkt, erhöht die Betriebssicherheit der Zentrifuge. Darüber hinaus wirft das Rastelement mit einem Zentrifugenrotorzapfen zusammen. Damit ist eine Befestigung nahe der Rotormittelachse möglich, so dass während des Zentrifugierbetriebes eine relativ niedrige Kraft und ein niedriges Moment auf das Rastelement wirken. Dies ermöglicht, dass die Vorrichtung materialsparend und gewichtssparend konstruiert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wirkt das Rastelement der Befestigungsvorrichtung mit einem Dichtungselement zwischen Deckel und Zentrifugenrotor so zusammen, dass ein Entlüften des Aufnahmeraumes während des Schließ- und Öffnungsvorganges zwischen Deckel und Zentrifugenrotor erzielbar ist.
Dies ist vorteilhaft, da nach einem Schließvorgang ein Unterdruck im Aufnahmeraum entstehen kann. Wirkt zum Beispiel nach einer Horizontalverlagerung des Rastelementes das Rastelement mit dem Dichtungselement zusammen, kann ein Druckausgleich mit der Umgebung erzielt werden. Dies vereinfacht die Handhabung beim Entfernen des Deckels.
Ferner ist das Rastelement mittels Federkraft in eine Verriegelungsposition horizontal verlagerbar. Dies ist vorteilhaft, da sich somit ein Schnappverschluss erzielen lässt und die Bedienbarkeit der Vorrichtung erleichtert und die Sicherheit beim Verriegeln erhöht wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Zentrifugenrotorzapfen eine Ausnehmung auf.
Wenn die Antriebseinrichtung unterhalb des Rotors angeordnet ist und die Antriebsachse nicht durch den Rotor hindurchreicht, ist somit ein einfaches Lösen des Rotors von der Antriebseinrichtung durchführbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Griff aus mindestens zwei Griffteilen. Somit ist eine leichte Montage des Rastelementes in den Griff möglich.
Die Erfindung betrifft ferner einen Deckel, mit welchem ein Aufnahmeraum eines Zentrifugenrotors zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben aerosoldicht verschließbar ist, wobei eine Befestigungsvorrichtung wie vorstehend beschrieben zum Einsatz kommt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Zentrifugenrotor, welcher einen wie vorstehend beschriebenen Deckel aufweist.
Die Erfindung betrifft auch eine Zentrifuge, welche einen wie vorstehend beschriebenen Zentrifugenrotor aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
3 ein Detail einer schematischen Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Zentrifugenrotor 4 mit einer zugehörigen Schließvorrichtung 2 in Form eines Deckels dargestellt, mit welcher ein durch den Zentrifugenrotor 4 und den Deckel 2 gebildeter Aufnahmeraum 3 in Form einer Ring-Wanne verschließbar ist. Im Aufnahmeraum 3 können Behälter mit Proben aufgenommen werden, welche beim Betrieb der Zentrifuge einer Zentrifugalkraft ausgesetzt sind. Der Aufnahmeraum 3 ist durch ein erstes Dichtungselement 8 und ein zweites Dichtungselement 16 abgedichtet. Die Dichtungselemente 8, 16 sind vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet.
Der Deckel 2 ist mit einem Griff 10 versehen, welcher bei dieser Ausführungsform einstückig mit dem Deckel 2 ausgebildet ist. Im Griff 10 ist eine Befestigungsvorrichtung 1 vorgesehen, die ein Rastelement 7 aufweist, welches längs verschiebbar im Griff 10 aufgenommen ist. Mittels einer Druckfeder 75 wird das Rastelement 7 in eine Verriegelungsposition verlagert, wobei das Rastelement 7 mit einem Teil 76 aus dem Griff 10 vorzugsweise teilweise hervorsteht (in 1 nach links von der Rotormittelachse M1). Das Rastelement 7 besitzt in seinem Mittenbereich eine Ausnehmung 6, welche bei einer Verlagerung des Rastelementes 7 in Richtung zur Druckfeder 75 so in eine Entriegelungsposition positioniert werden kann, dass sich der Deckel 2 vom Zentrifugenrotor 4 abheben und somit demontieren lässt.
Die Verriegelung des Rastelementes 7 mit dem Zentrifugenrotor 4 erfolgt bei dieser Ausführungsform mittels eines Rotorzapfens 9. Der Rotorzapfen 9 ist zentrisch im Zentrifugenrotor 4 angeordnet, so dass seine Mittelachse M2 mit der Rotormittelachse M1 in Überdeckung ist. An der vom Rotor 4 abgewandten Seite besitzt der Rotorzapfen 9 ein kegelförmiges Ende 92 mit einem Hinterschnitt 93, welcher mit dem Rastelement 7 zusammenwirkt. Wird der Deckel 2 mit dem Rastelement 7 und dessen Ausnehmung 6, welche vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist und zur Vereinfachung der Montage oder Demontage eine kegelförmige Wandung 61 aufweist, auf den Rotorzapfen 9 gesetzt und in Richtung der Dichtelemente 8, 16 bewegt (in 1 von oben nach unten), wird das Rastelement 7 durch das kegelförmige Ende 92 des Rotorzapfens 9 zur Seite (in 1 nach rechts) gedrückt, bis es an den Hinterschnitt 93 gelangt und mittels der Druckfeder 75 in die Verriegelungsposition verlagert wird. Der Deckel ist so dimensioniert, dass das Rastelement 7 erst in seine Verriegelungsposition gelangen kann, wenn der Deckel 2 die Dichtungselemente 8, 16 so komprimiert hat, dass ein aerosoldichter Abschluss des Aufnahmeraumes 3 erzielt ist.
Sowohl das Verriegeln als auch das Entriegeln des Deckels 2 lässt sich mit einer Hand durchführen. Beim Verriegeln wird der Deckel 2 auf den Rotorzapfen 9 gedrückt, bis das Rastelement 7 hinter den Hinterschnitt 93 einrastet. Beim Entriegeln wird das Rastelement 7 (zum Beispiel mit einem Finger) mit dem aus dem Griff 10 hervorstehenden Teil 76 zur Seite in Richtung zur Druckfeder 75 verlagert, bis die Ausnehmung 6 so positioniert ist, dass der Hinterschnitt 93 nicht mehr berührt und somit der Deckel 2 vom Rotorzapfen 9 nicht mehr in Richtung zum Aufnahmeraum 3 hin angedrückt wird.
Wird ferner gewünscht, dass der Zentrifugenrotor 4 einschließlich dem noch befestigten Deckel 2 von der Zentrifuge beziehungsweise der Antriebseinrichtung 5 entfernt werden soll, so kann bei der in 1 dargestellten Ausführungsform durch die Ausnehmung 6 der Befestigungsvorrichtung 1, die Ausnehmung 17 des Deckels 2 und die Ausnehmung 91 des Rotorzapfens 9 ein Werkzeug, zum Beispiel ein Inbusschlüssel, zu der unterhalb des Zentrifugenrotors 4 angeordneten Antriebseinrichtung 5 hindurch geführt werden. Mittels der Ausnehmungen 6, 17 und 91 ist es möglich, dass auch während der Entnahme des Zentrifugenrotors 4 von der Antriebseinrichtung 5 ein aerosoldicht verschlossener Aufnahmeraum 3 beibehalten werden kann. Ein Lösen des Deckels 2 zum Entfernen des Rotors 4, wie es beim Stand der Technik noch üblich ist, ist somit nicht mehr erforderlich.
In 2 ist eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Zentrifugenrotor 4 besitzt Aufnahmen 41 für Behälter mit zu zentrifugierenden Proben. Ferner ist im Zentrifugenrotor 4 zentrisch ein Rotorzapfen 9 vorgesehen, welcher in einer Zapfenaufnahme 14 gelagert ist, siehe 3. Die Zapfenaufnahme 14 ist zum Beispiel mittels Presssitz im Zentrifugenrotor 4 montiert, während der Rotorzapfen 9 mit Spielpassung in der Zapfenaufnahme 14 drehbar gehalten ist. Die Zapfenaufnahme 14 weist eine Nut 15 auf, in welche ein Sicherungsring (nicht dargestellt) eingesetzt ist, welcher den Bund 94 des Rotorzapfens 9 daran hindert, sich vertikal entlang der Rotormittelachse M1 zu bewegen. Ein erstes Dichtungselement 8 ist unter radialer Spannung um die Zapfenaufnahme 14 montiert.
Der Griff 10 weist zwei Griffhälften 11 auf, welche in ihrem oberen Bereich mittels eines Sicherungsringes 13 und in ihrem unteren Bereich mittels eines zylinderförmigen Abschlusses 21 des Deckels 2 zusammengehalten werden, siehe 3. Der zylinderförmige Abschluss 21 weist Rastnasen 22 auf, die in eine umlaufende Nut 12 des Griffes 10 einrasten, wenn der Griff 10 in den Deckel 2 eingesetzt wird. Vor dem Einsetzen des Griffes 10 wird das Rastelement 7 in die Griffhälften 11 montiert. Dazu greift es teilweise in die Aussparung 110 der Griffhälften 11 ein. Das Rastelement 7 weist bei dieser Ausführungsform an einem Ende einen bezüglich der horizontalen Verlagerungsrichtung des Rastelementes 7 rechtwinklig nach unten gerichteten Arm 72 auf, welcher an seinem Armende 73 mit einem Keil 74 versehen ist. Der Keil 74 ist so ausgebildet, dass er mit dem ersten Dichtungselement 8 derart zusammenwirken kann, dass bei einer Längsverschiebung (Horizontalbewegung) des Rastelementes 7 in Richtung zur Druckfeder 75 im Falle eines Unterdruckes im Aufnahmeraum 3 ein Entlüften des Aufnahmeraumes 3 zwischen dem Deckel 2 und dem Zentrifugenrotor 4 erzielt wird.
Der Schwerpunkt des Rastelementes 7 befindet sich an einer Position seitlich von der Rotormittelachse M1 auf der von der Druckfeder 75 abgewandten Seite, in 3 auf der Seite links von der Rotormittelachse M1. Während des Zentrifugierbetriebes ist somit sichergestellt, dass der Deckel 2 sich nicht selbsttätig öffnen kann, so dass eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.

Claims

Befestigungsvorrichtung (1) eines Deckels (2) für einen Zentrifugenrotor (4), wobei mit dem Deckel (2) ein Aufnahmeraum (3) des mittels einer Antriebseinrichtung (5) angetriebenen Zentrifugenrotors (4) zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben verschließbar ist, wobei die Befestigungsvorrichtung (1) mit einer Ausnehmung (6, 17, 91) versehen ist, so dass die Antriebseinrichtung (5) durch die Befestigungsvorrichtung (1) und den Deckel (2) hindurch zugänglich ist, ohne den Deckel (2) zu entfernen; und die Befestigungsvorrichtung (1) ein Rastelement (7) aufweist, wobei das Rastelement (7) mit einem Rotorzapfen (9) zusammenwirkt und in einem Griff (10) für den Deckel (2) vorgesehen ist und aus diesem Griff (10) teilweise hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) mit einem aus dem Griff (10) hervorstehenden Teil (76) durch eine horizontale Längsverschiebung betätigbar ist, wobei das Rastelement (7) bei sich drehendem Zentrifugenrotor (4) zentrifugal kraftbedingt in eine Verriegelungsposition gedrängt wird.
Befestigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) mit einem Dichtungselement (8, 16) zwischen Deckel (2) und Zentrifugenrotor (4) so zusammenwirkt, dass ein Entlüften des Aufnahmeraumes (3) zwischen Deckel (2) und Zentrifugenrotor (4) erzielbar ist.
Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) mittels Federkraft in eine Verriegelungsposition verlagerbar ist.
Befestigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (91) im Zentrifugenrotorzapfen (9) befindet.
Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Griff (10) aus mindestens zwei Teilen (11) besteht.
Deckel (2), mit welchem ein Aufnahmeraum (3) eines Zentrifugenrotors (4) zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben gasdicht verschließbar ist, mit einer Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Zentrifugenrotor (4), welcher einen Deckel (2) nach Anspruch 6 aufweist.
Zentrifuge, welche einen Zentrifugenrotor (4) nach Anspruch 7 aufweist.