DE19608420C1 - Rotoranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Rotoranordnungen sind allgemein bekannt. Solche zentrisch geführten Rotoren sind mit der Nabe durch Mitnehmerstifte oder durch Einspannen zwischen planparallelen Flächen kraftschlüssig verbunden. Die US 42 26 669 zeigt eine derartige Rotoranordnung.

Insbesondere Kunst­ stoffrotoren haben die Eigenschaft, daß sie bei höheren Drehzahlen anfangen zu fließen, d. h., sie dehnen sich bleibend unter der Fliehkrafteinwirkung. Dadurch wird die Verbindung zwischen Rotorkörper und Nabe bzw. Antrieb gelockert. Die Maximaldrehzahl ist dadurch, abhängig von Einsatztemperatur, zulässiger Beladung und Alter unter Umständen stark eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor zu schaffen, bei dem das Fließen des Materials soweit kompensiert bzw. ein­ geschränkt wird, daß Leistungsmerkmale wie Einsatztemperatur, maximale Drehzahl etc. deut­ lich erhöht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Anspruch 1 gelöst. Durch eine derartige Anordnung wird der Rotor an der Nabe von außen verspannt, d. h. durch die Flieh­ kraftwirkung wird der Rotor gegen die Nabe gepreßt; es entsteht eine gegen die Fliehkraft gerichtete Rückstellkraft der Nabe, so daß die Zentrifugalbelastung des Rotors auf die Nabe gleichmäßig übertragen wird. Dadurch wird der Rotor sicher geführt, er kann sehr leicht ausge­ führt werden, so daß geringe kinetische Energien, kurze Brems- und Beschleunigungszeiten möglich sind. Die beschriebenen Fließeigenschaften werden kompensiert, so daß insbesondere bei Kunststoffrotoren die maximale Drehzahl, der Einsatz­ temperaturbereich und auch die Lebensdauer nicht durch Einfließen des Materials begrenzt werden.

Vorteilhafterweise sind die Erhebungen an der Unterseite und/oder Oberseite des Rotors als umlaufende Wulst ausgebildet. Die Außenseiten der Erhebungen steigen zweckmäßigerweise von der Unterseite bzw. Oberseite des Rotors aus zur Nabe hin geradlinig an. Ein derar­ tig konischer Aufbau gewährleistet eine sichere Halterung des Rotors zwischen den beiden Tei­ len der Nabe, wobei die axiale Befestigung der beiden Nabenteile gegeneinander zusätzliche Rückstellkräfte zur Achse hin erzeugt. Es ist jedoch auch ein andersförmiger Anstieg denkbar.

Zweckmäßig ist es, daß Unterteil und/oder Oberteil der Nabe formschlüssig an den Erhebungen des Rotors anliegen. Des weiteren ist es sinnvoll, das Unterteil der Nabe als integralen Bestand­ teil der Antriebswelle auszubilden. Vorteilhaft ist es auch, das Oberteil der Nabe als integralen Bestandteil eines Verschlußteils der Nabe auszubilden, das kraftschlüssig mit dem Unterteil ver­ bunden ist. Dadurch ist ein einfacher Aufbau aus wenigen Einzelteilen möglich.

Zweckmäßigerweise sind Unterteil und Oberteil der Nabe durch Verschrauben miteinander verbunden, so daß eine einfache Montage oder Demontage möglich ist.

Ist eine Demontage nicht gewünscht, können Unterteil und Oberteil formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

Es kann vorteilhaft sein, um den Durchbruch herum mindestens einen Mitnehmerstift achsparallel im Rotor anzuordnen, der an mindestens einem Ende in die Nabe eingreift. Da­ durch wird eine zusätzliche Befestigung zwischen Rotor und Nabe gebildet.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rotoranordnung im Querschnitt und in

Fig. 2 eine Rotoranordnung mit geänderter Nabe.

Die Rotoranordnung weist einen Rotor 1 auf, in dem Aufnahmen 2 für das zu zentrifugierende Gut bzw. für Probenbehälter angeordnet sind. Der Rotor 1 weist einen zentrischen Durchbruch auf, durch den hindurch eine Nabe 3 geführt ist. Die Nabe 3 ist aus einem Unterteil 4 und einem Oberteil 5 gebildet. Das Oberteil 5 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, gleichzeitig als Verschraubung (Verschlußteil 10) ausgebildet sein, mit der das Oberteil 5 mit dem Unterteil 4 der Nabe 3 ver­ schraubt ist. Das Unterteil 4 seinerseits kann Bestandteil der Antriebswelle 6 sein, über die der Rotor 1 angetrieben wird. Oberteil 5 und Verschlußteil 10 bzw. Antriebswelle 6 und Unterteil 4 können natürlich auch als separate Bauteile ausgebildet sein (Fig. 1).

Der Rotor 1 weist um den Durchbruch herum konisch bzw. kegelförmig ausgebildete Erhebun­ gen 7 auf, an denen von außen ebenfalls konisch ausgebildete Randteile 8 der Nabe form- und kraftschlüssig anliegen. Eine zusätzliche Sicherung der Anlageflächen durch Stoffschluß (Kleben etc.) ist denkbar. Die Erhebungen 7 können, wie in der Zeichnung dargestellt, als um­ laufende Wulst ausgebildet sein. Sie können jedoch auch eine andere Form, beispielsweise als einzelne Stege, als Teile einer umlaufenden Wulst oder in beliebig anderer Form ausgebildet sein. Wesentlich für die optimale Gewährleistung der Funktion der Anordnung ist es, daß die Nabe mit ihren Randteilen 8 an der Außenseite der Erhebungen 7 anliegt, das heißt, die Rand­ teile 8 der Nabe 3 weisen eine Form auf, die der Form der Außenseiten der Erhebungen 7 ent­ spricht. Außerdem können die Anlageflächen strukturiert, zum Beispiel gerändelt sein.

Zusätzlich kann der Rotor 1 durch Mitnehmerstifte 9 mit der Nabe 3 verbunden sein. Die Mit­ nehmerstifte 9 greifen zweckmäßigerweise mit je einem Ende in das Unterteil 4 bzw. das Ober­ teil 5 der Nabe 3 ein. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Mitnehmerstifte 9 nur an einem Ende in einen Teil der Nabe 3 eingreifen. Die Mitnehmerstifte 9 wirken als zusätzliche Sicherung gegen ein Verdrehen der Nabe 3 gegen den Rotor 1 und bewirken weiterhin eine zusätzliche radiale Einspannung des Rotors, wodurch der Kriechneigung weiter entgegengewirkt wird.

In der beschriebenen Anordnung ist der Rotor 1 sinnvoll als Kunststoffteil ausgebildet, da Kunststoffrotoren ein besonders geringes Gewicht aufweisen. Die Nabe 3 ist üblicherweise aus Metall gebildet, kann aber auch aus beliebig anderen Materialien, zum Beispiel faserverstärk­ tem Kunststoff bestehen.

Claims (10)

1. Rotoranordnung für eine Zentrifuge mit einer Antriebswelle, mit einem Rotor, der einen zentrischen Durchbruch zur Aufnahme einer Nabe aufweist und an dessen Oberseite und/oder Unterseite um den Durchbruch herum Erhebungen angeordnet sind, und mit ei­ ner in dem Durchbruch axial angeordneten und mit der Antriebswelle verbundenen Nabe, die ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, die jeweils an der Unterseite bzw. Oberseite des Rotors anliegen, und die kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüs­ sig mit dem Rotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Unterteil (4) und/oder Oberteil (5) der Nabe (3) Randteile (8) aufweisen, die an der zur Nabe (3) hin ansteigen­ den Außenseite der Erhebungen (7) anliegen.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (7) an der Unter­ seite und/oder Oberseite des Rotors (1) als umlaufende Wulst ausgebildet sind.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten der Erhe­ bungen (7) von der Unterseite bzw. Oberseite des Rotors (1) aus zur Nabe (3) hin gerad­ linig ansteigen.

4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Unter­ teil (4) und/oder Oberteil (5) der Nabe (3) formschlüssig an den Erhebungen (7) des Ro­ tors (1) anliegen.

5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Un­ terteil (4) der Nabe (3) als integraler Bestandteil der Antriebswelle (6) ausgebildet ist.

6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (5) der Nabe (3) als integraler Bestandteil eines Verschlußteiles (10) der Nabe (3) ausgebildet ist, das kraftschlüssig mit dem Unterteil (4) bzw. der Antriebswelle (6) ver­ bunden ist.

7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Unter­ teil (4) und Oberteil (5) der Nabe (3) durch Verschrauben miteinander verbunden sind.

8. Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (4) und Oberteil (5) der Nabe (3) durch Formschluß und/oder Stoffschluß mitein­ ander verbunden sind.

9. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um den Durchbruch herum mindestens ein Mitnehmerstift (9) achsparallel im Rotor (1) angeord­ net ist, der an mindestens einem Ende in die Nabe (3) eingreift.

10. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor (1) aus Kunststoff gebildet ist.