DE2241119A1 - ULTRACENTRIFUGES - Google Patents

ULTRACENTRIFUGES

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DE2241119A1
DE2241119A1 DE2241119A DE2241119A DE2241119A1 DE 2241119 A1 DE2241119 A1 DE 2241119A1 DE 2241119 A DE2241119 A DE 2241119A DE 2241119 A DE2241119 A DE 2241119A DE 2241119 A1 DE2241119 A1 DE 2241119A1
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Paul A Roy
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Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE 22 236PATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE 22 236

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AVCO CORPORATION. Wilmington. Mass. OI887/USAAVCO CORPORATION. Wilmington. Mass. OI887 / USA

» UIt r az ent'r ifug en “ UIt r az ent'r ifug en

Gegenstand dieser Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstärken von Ultrazentrifugen-Rotoren, um diese Rotoren den beträchtlich höheren Arbeitsgeschwindigkeiten anzupassen. Zur Verstärkung des Rotors wird in selektiver Weise um den Rotorumfang ein Mantel gelegt, der sich aus einer Anzahl von aus Bor hergestellten Drahtwicklungen zusammensetzt, wobei der Draht mit einem aushärtbaren Expoxydharz imprägniert oder getränkt ist. Dieser aus Bor bestehende Draht kann zunächt einmal auf eine Formspindel gewickelt und dann teleskopförmig über den Rotorumfang gestülpt werden, dieser aus Bor bestehende Draht kann aber auch direkt auf den Rotor selber gewickelt werden. Darüber hinaus ermöglicht ein"anderes Ausführungsbeispiel das Wickeln des aus Bor bestehenden Drahtes zu einer Reihe von koaxial übereinander angeordneten Verstärkungsmänteln, die dann koaxial zueinander über den Umfang des Rotors gestülpt werden können.This invention relates to a method and an apparatus for strengthening ultracentrifuge rotors in order to adapt these rotors to the considerably higher operating speeds. To reinforce the rotor, a jacket is selectively placed around the rotor circumference, which is made up of a number of composed of wire windings made of boron, the wire being impregnated or soaked with a curable epoxy resin is. This wire made of boron can first be wound onto a forming spindle and then telescoped over the The circumference of the rotor can be turned over, but this wire made of boron can also be wound directly onto the rotor itself. In addition, another embodiment enables that Winding the wire made of boron into a series of reinforcing sheaths arranged coaxially one above the other, which can then be slipped over the circumference of the rotor coaxially to one another.

Diese Erfindung befaßt sich nun mit Ultrazentrifugen, sie befaßt sich insbesondere aber mit den in diese Ultrazentrifugen eingebauten Rotoren.This invention is now concerned with ultracentrifuges, it is concerned But especially with the rotors built into these ultracentrifuges.

In den letzten Jahren verlangte die medizinische Forschung nach Gemenge-Zentrifugen, die eine bessere Zentrifugalleistung aufbringen sollten. Diesem Verlangen ist dadurch entsprochen worden, daß die Drehzahl der Zentrifugenrotoren bis auf k& U/min, erhöht worden ist.In recent years, medical research has called for batch centrifuges that should provide better centrifugal performance. This requirement has been met by increasing the speed of the centrifuge rotors up to k & rpm.

Eine derartige Zentrifuge, die als Ultrazentrifuge bezeichnet vird, wirkt auf ihren Inhalt mit einem extrem hohen Zentrifugalkraft feld ein» Da» gleiche Zentrifugalkraftfeld iet jedoch mach der Anlaß dafür, daß die Spannungen im Rotor enorme Proportionen oder «nor»» Werte annetomenff so daß das Material ύ»τ Such a centrifuge which called ultracentrifugation vird acts on its content with an extremely high centrifugal force field a "However," the same centrifugal force iet mach is the reason why the voltages in the rotor enormous proportions or "nor""ff annetomen values so that the material ύ »τ

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ORtGINALINSPECTEDORtGINALINSPECTED

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durch die Zentrifugalmultiplikation des eigenen Gewichte* hervorgerufenen Kraft nicht wiederstehen können. Deshalb ist bereits versucht worden, die Rotoren aus einem Material, beiapiels· weis aus Titan, herzustellen, daß eine geringe Dichte und eine hohe Festigkeit hat. Durch das Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht kommt es aber immer noch zu einer Begrenzung der höchten Drehzahl, die erreicht werden kann.cannot withstand the force caused by the centrifugal multiplication of one's own weight *. For this reason, attempts have already been made to make the rotors from a material, for example know from titanium to produce that has a low density and high strength. By the relationship between strength and weight, there is still a limit to the maximum speed that can be achieved.

Ziel dieser Erfindung ist deshalb eine beträchtliche Erhöhung der maximal möglichen Betriebsdrehzahl in U/min, bei einer Ultrazentrifuge, wobei dies im Hinblick auf den Rotor der Ultrazentrifuge in einfacher und wirtschaftlicher Weise erfolgen kann.The aim of this invention is therefore a considerable increase in the maximum possible operating speed in rpm for an ultracentrifuge, this being done in a simple and economical manner with regard to the rotor of the ultracentrifuge can.

Dies wird dadurch erreicht, daß drahtförmiges Material mit einer geringen Dichte/einem geringem spezifischen Gewicht, mit einer hohen Festigkeit und einem hohem Modul derart um die Umfangefläche oder die Peripherie des Rotors gewickelt wird, daß ringsum die Peripherie des Rotors ein Mantel entsteht« Nach dem Wickeln wird das drahtförmige Material mit einem auehärtbarem Kunstharz imprägniert oder getränkt· Der so entstandene Mantel verstärkt die Peripherie des Rotors in selektiver Weise.This is achieved in that wire-shaped material with of a low density / a low specific gravity, with a high strength and a high modulus such that it is wound around the peripheral surface or the periphery of the rotor A jacket is created around the periphery of the rotor. «After winding, the wire-like material is coated with a non-hardenable Synthetic resin impregnated or soaked · The resulting jacket selectively reinforces the periphery of the rotor.

Ein spezifischerer Aspekt dieser Erfindung ist, daß es sich bei dem drahtförmigen Material mm einen Draht aus Bor handelt·A more specific aspect of this invention is that the wire-like material is a wire made of boron.

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Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Aueführungsbeispieles ( der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert« Die Zeichnung zeigt int-This invention will now be described below with reference to the drawing illustrated embodiment example (of the embodiments shown in the drawing) explained in more detail «The drawing shows int-

FIg. 1 Einen Arbeits-Einzelschritt eines Verfahrens zurFIg. 1 A single work step in a process for

Verstärkung der Peripherie eines Ultrazentrifugenrotors·Reinforcement of the periphery of an ultracentrifuge rotor

Pig· 2 Einen Ultrazentrifugenrotor, dessen Peripherie unter Anwendung der mit Fig· I dargestellten Methode oder des mit Fig. 1 wiedergegebenen Verfahrens verstärkt worden ist«Pig · 2 An ultracentrifuge rotor, the periphery of which using the method shown in Fig · I or the procedure reproduced with Fig. 1 has been strengthened "

Fig. 3 Eine vergrößerte Darstellung eines anderen Ausführungsbeispieles dieser Erfindung«Fig. 3 An enlarged view of another embodiment of this invention.

Flg· k Ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfin_ dung. .Flg · k Yet another embodiment of this invention. .

Wie zunächst einmal aus Fig· 2 zu erkennen ist, gehört zu der Ultrazentrifuge 10 ein Rotorelement 12, das von einem Motor Ik angetrieben und in Umdrehung versetzt wird, wobei dieser Motor Ik mit einem niedrigem Drehmoment, aber mit einer hohen Drehzahl arbeitet· Der in diesem Zusammenhang wiedergegebene Rotor 12 ist für eine Chargen-Zentrifuge bestimmt· Die Flüssigkeit, die durch Zentrifugieren in ihre Beatandteile zerlegt werden soll, wird In einen Zentralbehälter 16 eingegeben, der verschiede Ablenkbleche und Austritteöffnungen aufweist, (die in diesem Zusammenhange zur Vereinfachung der Beschreibung dieser Erfindung jedoch nicht-wiedergegeben sind)· Damit entsprechend ihren spezifischen Gewicht die einzelnen Beetandteile voneinander getrennt werden können, wird der Rotor, wie dies bei Zentrifugen üblich ist, im Umdrehung versefast· Die zum Rotor gehörende ringförmige Peripheriewandung 18 hat zur Drehachse des RotorsAs can be seen first of all from FIG. 2, the ultracentrifuge 10 includes a rotor element 12 which is driven and set in rotation by a motor Ik , this motor Ik operating with a low torque but at a high speed The rotor 12 reproduced in this context is intended for a batch centrifuge.The liquid which is to be broken down into its components by centrifugation is placed in a central container 16, which has various baffles and outlet openings (which are used in this context to simplify the description of these Invention, however, are not reproduced) · So that the individual components can be separated from each other according to their specific weight, the rotor is beveled in rotation, as is usual with centrifuges · The annular peripheral wall 18 belonging to the rotor has to the axis of rotation of the rotor

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einen beträchtlichen Abstand· Wird nun der Rotor mit einer Drehzahl in Umdrehung versetzt, die sich k8 000 u/min, nähert, dann wird die maximale Umdrehung (u/min.), die erzielt werden könnte, durch die internen Beschleunigungsspannung«]! begrenzt· Aus diesem Grunde wird im Rahmen dieser Erfindung die Peripheriewandung 18 des Rotors in selektiver Veise wie folgt verstärkt:-a considerable distance · If the rotor is now set in rotation with a speed approaching k8 000 rpm, then the maximum rotation (rpm) that could be achieved by the internal acceleration voltage «]! For this reason, within the scope of this invention, the peripheral wall 18 of the rotor is reinforced in a selective manner as follows:

Auf einer Welle 22, die von einem geeigneten Motor 2k in Umdrehung versetzt wird, sitzt eine Spindel oder ein Wickelkörper 20* Un die Spindel oder um den Wickelkörper 20, der von Motor 2k angetrieben wird, werden nun mehre Wicklungen eines drahtförmig«! Materials 26 gewickelt, das ein geringes spezifisches Gewicht, eine hohe Festigkeit und einen großen Elastizitätsmodul hat. Das Wickeln des drahtförmigen Materials 26 erfolgt nach einem vorgegebenen Muster, und zwar dadurch, daß dieses Material 26 durch eine Führungsvorrichtung 28 geführt wird, die sich in dem zum Ständer 32 gehörenden Schlitz 30 bewegen kann« Von der Führungsvorrichtung 28 aus ist ein Gelenkhebel 3k auf einen Kurbelarn 36 geführt, der seinerseits wiederum von Motor 38 angetrieben wird« Der Motor 38 *■■* »At den Motor 2k derart synchronisiert, daß das drahtförmigβ Material 26 in einen vorbestimmten oder vorgegebenen Muster auf die Spindel oder auf den Wickelkörper 20 gewickelt wird« Während des Wickelvorganges läuft das drahtförnige Material 26 über die Führungerollen kO und durch einen Behälter mit aushärtbaren Kunstharz, also durch den Behälter kk» Das drahtförnige Material 26 wird von einen Zuführhaspel k6 aus zugeführt· Zur erzeugung einer vorgegebenen Vorspannung und zur Herbeiführung einer relativ strannen Wicklung anf der Spindel oder auf den Wiokkelkörper 20 wird der vorerwähnte ZufUhrhaspel k6 On a shaft 22, which is set in rotation by a suitable motor 2k , sits a spindle or a bobbin 20 * Un the spindle or around the bobbin 20, which is driven by motor 2k , are now several windings of a wire-like "! Material 26 wound, which has a low specific weight, high strength and a large modulus of elasticity. The winding of the wire-shaped material 26 is carried out according to a predetermined pattern, namely the fact that this material is guided by a guide means 28 26, which can move in the belonging to the post 32 slot 30 'of the guiding device 28 from an articulated lever 3k a crank yarn 36, which in turn is driven by motor 38 "The motor 38 * ■■ *" At the motor 2k synchronized in such a way that the wire-shaped material 26 is wound onto the spindle or onto the winding body 20 in a predetermined or predetermined pattern "During the winding process, the wire-shaped material 26 runs over the guide rollers kO and through a container with curable synthetic resin, i.e. through the container kk" The wire-shaped material 26 is fed from a feed reel k6 Winding on the spindle or on the Wiokkelkörper 20 is the aforementioned supply Clock reel k6

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in geeigneter Weise gebremst.braked in a suitable manner.

Bei dem Wickelmaterial 26 handelt es sich vorzugsweise um einen aus Bor hergestellten Draht mit einem durschnittlichen Durchmesser von 0.0056 Zoll. Dieser aus Bor bestehende Draht, kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß ein Gemisch aus Bor-Trichlorid und Wasserstoff auf dünne Wolframschichten aufgedampft wird. Ein solcher Bor-Draht wird von der AVCO Systems Division of Avco Corporation, Lowell Industrial Park, Lowell, Mass» 01851/USA geliefert. Als aushärtbares Kunstharz kann ein Gemisch aus 89 # Gewichtsanteilen Kunstharz und 11 96 Gewichtsanteilen Härter verwendet werden. Kunstharz und Härter können aus einer Vielzahl von Handelsmarken, die den Fachleuten auf diesem besonderen Gebiete bekannt sein dürften, ausgewählt werden. Handelsmarken, die akzeptierbare Resultate brachten,sindt ERL-2256 Epoxydharz von Union Carbide und Härter Z von Shell. 'The wrapping material 26 is preferably one wire made of boron with an average diameter of 0.0056 inches. This wire consisting of boron can be produced, for example, by the fact that a mixture of Boron trichloride and hydrogen are vapor-deposited onto thin layers of tungsten. Such a boron wire is made by AVCO Systems Division of Avco Corporation, Lowell Industrial Park, Lowell, Mass »01851 / USA delivered. As a curable synthetic resin, a Mixture of 89 parts by weight synthetic resin and 1196 parts by weight hardener can be used. Resin and hardener can can be selected from a variety of trademarks known to those skilled in the art in this particular field. Trademarks that have produced acceptable results are not ERL-2256 epoxy resin from Union Carbide and hardener Z from Shell. '

Das Wickelmaterial 26 aus Bor-Draht wird mit Kunstharz imprägniert oder getränkt und dann auf die Spindel oder den Wickelkörper 20 gewickelt. Es sei jedoch auch darauf hingewiesen,daß die Bor-Drahtwicklung 26 naß aufgetragen werden kann, wie dies mit Fig. 1 dargestellt wird, oder aber auch trocken, um dann nach Fertigstellung mit Kunstharz imprägniert oder getränkt zu werden. Zur Herstellung von mehreren Schichten aus Bor-Draht wird die Spindel oder der Wickelkörper 20 mit einer großen Anzahl von Wicklangen umwickelt. Festgestellt worden ist, daß kQ Schichten beispielsweise den Mantel 48 mit einer vorgegebenen Dicke (nach Fig. 2) ergeben. Nach dem Herstellen der Bor-Drahtwickiung und nach dem Aushärten des Kunstharzes wird der Mantel 48 von der Spindel oder von dem Wickelkörper abgehoben und dann teleskopartig' über die Umfangβwandung 18 des Rotors 12 zur selektiven Verstärkung der Rotorperipherie gestülpt auThe winding material 26 made of boron wire is impregnated or soaked with synthetic resin and then wound onto the spindle or the winding body 20. However, it should also be pointed out that the boron wire winding 26 can be applied wet, as shown in FIG. 1, or else dry, in order then to be impregnated or soaked with synthetic resin after completion. In order to produce several layers of boron wire, the spindle or the winding body 20 is wrapped with a large number of winding lengths. It has been found that kQ layers yield, for example, cladding 48 of a given thickness (as shown in FIG. 2). After the boron wire winding has been produced and the synthetic resin has hardened, the jacket 48 is lifted off the spindle or from the winding body and then telescoped over the peripheral wall 18 of the rotor 12 for selective reinforcement of the rotor periphery

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werden.will.

Vorzugsweise wird der Durchmesser D der Spindel oder des Wickeikörpers 20 so gewählt, daß er fast dem Außendurchunesser D desPreferably, the diameter D of the spindle or the winding body 20 is chosen so that it is almost the outer diameter D of the

XxXx

Rotors 12 entspricht, weil die IlerstellungstoLeranzen es zulassen, daß ein endgültiges Nullspiel im Sitz zwischen Mantel 48 und Umfangswandung 18 des Rotors 12 herbeigeführt werden kann. Pestgestellt worden ist, daß die Herstellungsschwankungen in der Abmessung kompensiert werden können, und zwar dadurch, dais der Durchmesser D der Spindel oder des Wickelköpers 20 um riind 0.003 Zoll kleiner gehalten wird, als der Durchmesser D des Rotors 12. Beim Aufsetzen des Mantels 48 auf den Umfang des Rotors 12 wird der Mantel 48 durch Erwärmen gedehnt, während der Rotor 12 gekühlt wird und sich dabei zusammenzieht und einen Zusammenbau beider Teile zuläßt. Nach dem Temperaturausgleich ist der Mantel 48 fest auf den Umfang des Rotors 12 aufgeschrumpit·Rotors 12 corresponds because the IlerstellungstoLeranzen allow a final zero play in the seat between jacket 48 and circumferential wall 18 of the rotor 12 can be brought about. It has been found that the manufacturing variations in the dimension can be compensated for by dais the diameter D of the spindle or bobbin 20 is kept approximately 0.003 inches smaller than the diameter D of the Rotor 12. When the shell 48 is placed on the circumference of the rotor 12, the shell 48 is stretched by heating, during the Rotor 12 is cooled and thereby contracts and allows an assembly of both parts. After temperature equalization the jacket 48 is firmly shrunk onto the circumference of the rotor 12

Durch den gewickelten Mantel aus Bor-Draht, also durch den Mantel 48, wird der Umfang des Rotors 12 beträchtlich verstärkt, und zwar derart, daß eine beträchtliche Erhöhung der Maximaldrehzahl:(u/min.) erzielt werden kann. Diese starke Leistungssteigerung wird dadurch begründet, daß der Bor-Draht eine geringe Dichte,' also ein niedriges spezifisches Gewicht, eine hohe Festigkeit und einen großen Elastizitätsmodul im Hinblick auf das Material hat· Nachstehend seien typische Materialmerkmale, des aus Bor hergestellten Drahtes angeführt: Dichte/spezifisehe· Gewicht 0.094 Ibs/in.J, Modul 58 χ 10 PSI, Zugfestigkeit 500 000 lbs je Quadratzoll. Der Elastizitätsmodul für Bor iat beträchtlich größer als jener des 'Titan· in der Wandung Au· diesem Grunde kann der Mantel au· Bor-Drahtwicklungen den Verformungen durch die Beschleunigung·spannungen weit besser entgegenwirken als das Titan in der Umfangswandung 18 de· Rotor« 12,Through the coiled wire sheath of boron, ie through the jacket 48, the periphery of the rotor 12 is increased considerably, so that a considerable increase of the maximum speed (. U / min) can be achieved. This strong increase in performance is justified by the fact that the boron wire has a low density, i.e. a low specific weight, high strength and a high modulus of elasticity with regard to the material. Typical material characteristics of the wire made from boron are listed below: Density / specific weight 0.094 lbs / in. J , module 58 χ 10 PSI, tensile strength 500,000 lbs per square inch. The modulus of elasticity for borate is considerably greater than that of the titanium in the wall. For this reason, the jacket of boron wire windings can counteract the deformations caused by the acceleration stresses far better than the titanium in the circumferential wall 18 of the rotor 12 ,

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was wiederum zur Folge hat, daß auch das Titan gegen eine Verformung geschützt wird.which in turn has the consequence that the titanium also prevents deformation is protected.

Nachstehend soll nun anhand von Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden* Bei dieser Ausführung des Erfindungsgegenstandes wird die Umf angswandung 18 * durch die drei Mäntel 50, 52 und 54 geschützt· Die Gesamtdicke dieser drei Mäntel entspricht der Dicke des Mantels 48 aus Fig.2. Es ist festgestellt worden, daß die Anfangswicklungen für den Mantel 48 kompakt, dicht und im Abstand recht gleichmäßig.sind, daß die dannn folgenden Wicklungen aber dazu neigen, weniger gleichmäßig und weniger kompakt oder dicht zu sein« Aus diesem Grunde wird Jeder der Mäntel 50, 52 und 54 zunächst einmal anders als beim Mantel 48 aus weniger Wicklungen geformt und dann derart teleskopartig ineinadergesteckt, daß sich der Verstärkungsmantel für die Umfangswandung 18· ergibt. Another embodiment of this invention will now be described with reference to Fig. 3 * In this embodiment of the subject matter of the invention is the circumference 18 * protected by the three jackets 50, 52 and 54 · The total thickness these three jackets corresponds to the thickness of the jacket 48 from FIG. It has been found that the initial windings for the jacket 48 are compact, dense, and fairly evenly spaced, that the windings that follow then tend to be less uniform and less compact or dense Basically, each of the jackets 50, 52 and 54 is initially different formed from fewer windings than in the case of the jacket 48 and then telescopically inserted into one another in such a way that the reinforcement jacket for the peripheral wall 18 results.

Unter Anwendung des mit Fig. 1 dargestellten und zuvor beschriebenen Verfahrens werden die Mäntel 50, 52 und 54 jeweils durch Wickeln auf drei verschiedenen Spindeln oder Wickelkörpern geformt oder hergestellt. Der Durchmesser der Spindel oder des Wickelkörpers für den Mantel 50 entsprich ungefähr dem Außendurchmesser dor Wandung 18', wohingegen die Durchmessender zur Herstellung der Mäntel 52 und 54 verwendeten Spindeln jeweils etwas größer ist. Der aus Bor bestehende Draht wird auf den verschiedenen Spindeln oder Wickelkörpern bis zur Erzielung der vorgegebenen Dicke gewickelt, so daß diese Mäntel mit einer Nulltoleranz ineinandergosteckt werden können.Using that shown in FIG. 1 and described above Procedure, the jackets 50, 52 and 54 are respectively through Formed winding on three different spindles or bobbins or manufactured. The diameter of the spindle or the bobbin for the jacket 50 corresponds approximately to the outer diameter dor wall 18 ', whereas the diameter of the Making the jackets 52 and 54 used spindles, respectively something bigger. The wire made of boron is used on the various Spindles or bobbins wound to achieve the specified thickness, so that these jackets with a Zero tolerance can be plugged into each other.

Zur Erleichterung der Herstellung können die Mäntel im Hinblick aufeinander und im Himblick auf die Wandung 18' des Rotors 12' für einenSchrumpfsitz oder für das Aufschrumpfen geformt od«r hergestellt werden, und zwar unter Anwendung des ±m ZusammenhangTo facilitate manufacture, the shells can be shaped or manufactured for a shrink fit or for shrink fitting with respect to one another and with respect to the wall 18 'of the rotor 12' using the ± m relationship

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mit Fig. 1 und Fig. 2 erwähnten Verfahrens durch Erwärmen und durch Abkühlen der betreffenden Konstruktionselemente· So wird beispielsweise der Mantel 50 gekühlt, während der Mantel 52 erwärmt und dann über den vorerwähnten Mantel 50 gestülpt wird. Dann werden die nunmehr zusammengesetzten Mäntel 50 und 52 gekühlt , wohingegen der Mantel 5^ erwärmt und dann über den Mantel 52 gestülpt wird. Schließlich werden dann die nun zusammengesetzten Mäntel 50, 52 und 5k erwärmt und über den Rotor 18* gestülpt, der abgekühlt worden war.1 and 2 by heating and cooling the relevant structural elements. For example, the jacket 50 is cooled while the jacket 52 is heated and then slipped over the aforementioned jacket 50. Then the now assembled jackets 50 and 52 are cooled, whereas the jacket 5 ^ is heated and then slipped over the jacket 52. Finally, the now assembled jackets 50, 52 and 5k are then heated and placed over the rotor 18 *, which had been cooled.

Die vorerwähnten Verfahren beziehen sich auf eine Ausführung, bei der der aus Bor hergestellte Draht auf eine Spindel oder einen Wickelkörper gewickelt wird, aushärtet und dann über den Rotor 12 gestülpt wird. Bei der Ausführung nach Pig· Ί wird nun die Wicklung aus Bor-Draht direkt auf die Umfangswandung 18" des Rotors 12" gewickelt. Durch die Bor-Drahtwicklungen wird ein Mantel 56 hergestellt, der in einer ringförmigen Aussparung 58 ringsum die Umfangswandung 18" angeordnet ist« Der Mantel kann aber auch direkt auf die glatte Oberfläche des Rotors bei Erzielung der gleichen Resultate gewickelt werden·The aforementioned methods relate to an embodiment in which the wire made of boron on a spindle or a winding body is wound, hardened and then placed over the rotor 12. When executing according to Pig · Ί, now the winding of boron wire directly on the peripheral wall 18 "of the rotor 12" wound. The boron wire windings produce a jacket 56 which is arranged in an annular recess 58 around the circumferential wall 18 ″ The jacket can also be wound directly onto the smooth surface of the rotor if the same results are achieved.

Eine Jede der zuvor beschriebenen Methoden ermöglicht eine beträchtliche Verstärkung des Umfanges von Ultrazentrifugenrotoren, was wiederum zur Folge hat, daß die maximalen Betriebsdrehzahlen beträchtlich erhöht werden können«Each of the methods described above enables the size of ultracentrifuge rotors to be increased considerably, which in turn means that the maximum operating speeds can be increased considerably «

Wenn auch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem mit drahtförmigen Material gearbeitet wird, beschrieben und dargestellt worden 1st, so dürfte es den Fachleuten auf diesem Gebiete doch klar sein, daß auch andere Materialien mit ähnlichen Materialeigenschaften unter Erzielung der gleichen Resultate Verwendung finden können. So könnte beispielsweise Graphit in einer Epoxydmatrix Verwendung finden·Even if a preferred exemplary embodiment in which wire-like material is used has been described and illustrated, it should be apparent to those skilled in the art It should be understood that other materials with similar material properties can be used to achieve the same results. For example Find graphite in an epoxy matrix use

309810/0202309810/0202

Claims (1)

- bh -- bra - - 8.8.1972 -Al-- 8.8.1972 -Al- AVCO CORPORATION. Wilmington. Mass. 01887/USA " Patentansprüche: AVCO CORPORATION. Wilmington. Mass. 01887 / USA " Claims: Verstärkter Zentrifugen-Rotor,
dadurch gekennzeichnet, daßReinforced centrifuge rotor,
characterized in that zu ihm gehören: ein kreisförmiges oder ringförmiges Rotorelement; mehrere Wicklungen aus einem drahtförmig en Material oder einem drahtförmigen Werkstoff mit einem geringem spezifischem Gewicht, einer hohen Festigkeit und einem hohen Elastizitätsmodul, wobei diese Wicklungen ringsum den Umfang des vorerwähnten Rotors angeordnet sind und eine beträchtliche Erhöhung der Maximaldrehzahl dieses Rotors zulassen.it includes: a circular or ring-shaped rotor element; several windings from one wire-shaped en material or a wire-shaped material with a low specific weight, a high strength and a high modulus of elasticity, wherein these windings are arranged around the circumference of the aforementioned rotor and a considerable increase allow the maximum speed of this rotor. - bh -8.8.1972- bh -8.8.1972 - A 2 -- A 2 - 2» Verstärkter Zentrifugen-Rotor ,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnety daß es sich bei dem vorerwähnten drahtförtnigen Material oder drahtförmigen Werkstoff um einen aus Bor hergestellten Draht handelt·2 »reinforced centrifuge rotor according to claim 1, characterized in that it is y in the aforementioned drahtförtnigen material or wire-like material around a wire made of boron · 3· Verstärkter Zentrifugen-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem vorerwähnten drahtförmigen Material oder drahtförmigen Werkstoff um Graphit in einer Epoxydmatrix handelt·3 · Reinforced centrifuge rotor according to claim 1, characterized in that it is the aforementioned wire-like material or wire-like material around graphite in an epoxy matrix acts 4« Verstärkter Zentrifugen-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorerwähnte drahtförmige Material oder der drahtförmige Werkstoff zu einem Mantel geformt und dann über den Umfang des bereits erwähnten ringförmigen Rotorelementes gestülpt wird«4 «Reinforced centrifuge rotor according to claim 1, characterized in that the aforementioned wire-shaped material or the wire-shaped Material formed into a jacket and then over the circumference of the aforementioned annular rotor element is put over " 5· Verstärkter Zentrifugen-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem drahtförmigen Material oder drahtförmigen Werkstoff mehrere vorgeformte Mäntel hergestellt werden; diese Mäntel dann ineinandergesteckt und über die Peripherie des Rotorelementes gezogen werden«5 · Reinforced centrifuge rotor according to claim 1, characterized in that from the wire-shaped material or wire-shaped material multiple preformed jackets are made; these coats then plugged into each other and over the periphery of the rotor element are pulled " 6. Verstärkter Zentrifugen-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umfangefläche des ringförmigen Rotorelementes eine ringförmige Nut eingearbeitet ist; das drahtform!ge Material oder der drahtförmige Werkstoff ringsum die Umfang sfläche in die vorerwähnte ringförmige Nut gewickelt wird.6. Reinforced centrifuge rotor according to claim 1, characterized in that an annular groove is machined in the peripheral surface of the annular rotor element; the wire-shaped material or the wire-like material around the circumference is wound in the aforementioned annular groove. 7. Verfahren zur Verstärkung eirios zu einer Zentrifuge gehörenden ringförmigen Rotorel omentes» Dieso* Verfahr»!)7. Method of strengthening eirios belonging to a centrifuge ring-shaped rotor omentes »Dieso * Verfahr»!) : / Ü j (I 2 : / Ü j (I 2 - bh -- bra - UU 8.8.19728.8.1972 dadurch, gekennzeichnet, daßcharacterized in that zu ihm die nachstehend angeführten Einzelschritte gehören: das Wickeln eines in aushärtbarem Kunstharz getränkten drahtförmigen Werkstoffes um den Umfang einer ringförmigen Spindel oder eines ringförmigen Wickelkörpers, der dem vorerwähnten ringförmigen Rotorelement entspricht und im wesentlichen auch den Durchmesser dieses Rotorelementes hat, wobei der vorerwähnte drahtförmige Werkstoff ein niedriges Spezifisches Gewicht hat, desgleichen aber auch eine hohe Festigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul; Aushärtung des vorerwähnten Kunstharzes zur Bildung eines Mantels; Abnehmen des so entstandenen Mantels von der Spindel oder vom Wickelkörper und Aufziehen dieses Mantels über den Umfang des vorerwähnten ringförmigen Rotors· it includes the following individual steps: winding a soaked in curable synthetic resin wire-shaped material around the circumference of an annular Spindle or an annular bobbin corresponding to the aforementioned annular rotor element and also has substantially the diameter of this rotor element, the aforementioned wire-like material has a low specific gravity, but likewise also high strength and elastic modulus; Curing of the aforementioned synthetic resin to form a coat; Removing the resulting jacket from the spindle or from the winding body and pulling it on Shell over the circumference of the aforementioned annular rotor 8· Verfahren nach Anspruch 7»8 · Method according to claim 7 » dadurch gekennzeichnet, daß 'characterized in that ' es sich bei dem voerwähnten drahtförmigen Material oder drahtförmigen Werkstoff um einen aus Bor hergestellten Draht handelt»it is the aforementioned wire-like material or wire-like material around one made of boron Wire trades » 9« Verfahren nach Anspruch 7» *9 «Method according to claim 7» * dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that es sich bei dem vorerwähnten drahtförmigen Material oder drahtförmigen Werkstoff um Graphit in einer Epoxydmatrix handelt·the aforementioned wire-like material or wire-like material is graphite in an epoxy matrix acts 10« Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß10 «method according to claim 7,
characterized in that der Durchmesser der vorerwähnten ringförmigen Spindel oder des vorerwähnten ringförmigen Wickelkörpers etwas kleiner ist als der Durchmesser des ringförmigen Rotor-the diameter of the aforementioned annular spindle or the aforementioned annular bobbin is somewhat is smaller than the diameter of the annular rotor 3098 10/020 23098 10/020 2 22Λ1Ί122-1-1 22 236 £*H I ! I -bh -8.8.1972 - A <* -22 236 £ * H I! I. -bh -8.8.1972 - A <* - elementes; vor dem Aufschieben des Mantels auf den Umfang des vorerwähnten ringförmigen Rotorelementes der vorerwähn te Mantel erwärmt, das vorerwähnte Rotorelement aber abgekühlt wird, was dazu führt, daß nach dem Eintreten des Tem peraturausgleiches ein geringfügiger Schrumpfsitz vorhanden ist.element; before pushing the mantle onto the perimeter of the aforementioned annular rotor element heated the vorerwähn te jacket, but the aforementioned rotor element is cooled, which leads to the fact that after the occurrence of the Tem temperature compensation there is a slight shrink fit. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß11. The method according to claim 7, characterized in that das drahtfÖrmige Material oder der drahtförmige Werkstoff auf mehrere ringförmige Spindelnoder Wicklungskörper gewickelt wird, wobei der Innendurchmesser eines der Wickelkörper oder einerder Spindeln im wesentlichen gleich dem Durchmesser des vorerwähnten ringförmigen Rotorelementes ist, während die anderen Spindeln und/oder Wickelkörper im Durchmesser größer ausgeführt sind; das drahtförmige Material oder der drahtförmige Werkstoff auf diesen Spindeln oder Wickelkörpern bis auf eine vorgegebene Dicke gewickelt werden, so daß Mantel entstehen, deren Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des nächstgrößeren Mantels ist; schließlich diese Mantel ineinandergesteckt und über den Umfang des vorerwähnten Rotorelementes geschoben werden.the wire-shaped material or the wire-shaped material is wound on a plurality of annular spindles or winding bodies, the inner diameter of one of the winding bodies or one of the spindles being substantially equal to that Diameter of the aforementioned annular rotor element is, while the other spindles and / or winding body are made larger in diameter; the wire-shaped material or the wire-shaped material on these spindles or bobbins up to a predetermined thickness be wound, so that the outer diameter of the jacket is substantially equal to the diameter of the jacket next larger coat is; Finally, these sheaths are inserted into one another and pushed over the circumference of the aforementioned rotor element. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß12. The method according to claim 11, characterized in that bei einem Jeden der Mäntel aus drahtförmigen Material oder aus drahtförmigen Werkstoff der Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Mantels, über den dieser Mantel gestülpt werden soll; vor dem Ineinanderstecken die vorerwähnten Mäntel erwärmt und gekühlt werden, so daß nach dem Temperaturausgleich ein Schrumpf-in each of the jackets made of wire-like material or made of wire-like material, the inner diameter is slightly smaller than the diameter of the jacket, about that this coat should be put on; the aforementioned coats are heated and cooled prior to being nested so that after the temperature equalization a shrinkage 3098 10/02023098 10/0202 2241 Ti92241 Ti9 - bh.-8.8.1972 - bh.-8.8.1972 - A 5 - - A 5 - sitz, d.h. ein leichter Schrumpfsitz, entsteht.seat, i.e. a slight shrink fit, is created. 13. Verfahren zur Verstärkung eines zu einer Zentrifuge gehörenden ringförmigen Rotorelementes· Dieses Verfahren 13. Method of reinforcing an annular rotor element belonging to a centrifuge · This method dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm die nachstehend angeführten Einzelschritte gehören: das Wickeln eines mit einem aushärtbarem· Kunstharz getränkten drahtförmigen Werkstoffes oder drahtformigen Materials um den Umfang des vorerwähnten ringförmigen Rotorelementes, wobei das vorerwähnte drahtförmige Material oder der vorerwähnte drahtförtnige Werkstoff ein geringes spezifisches Gewicht hat, desgleichen aber auch eine hohe Festigkeit und einen hohen Eleastizitätsmodul.characterized in that it includes the individual steps listed below: the winding of a wire-shaped material or wire-shaped material impregnated with a hardenable synthetic resin around the circumference of the aforesaid annular rotor element, the aforesaid wire-like material or the aforesaid Wire-shaped material has a low specific weight, but also high strength and a high modulus of elasticity. Ik, Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das drahtförmige Material oder der drahtförmige Werkstoff um eine ringförmige Nut gewickelt wird, die in den Umfang des vorerwähnten ringförmigen Rotorelementes eingearbeitet ist. Ik, method according to claim 13, characterized in that the wire-shaped material or the wire-shaped material is wound around an annular groove which is worked into the circumference of the aforementioned annular rotor element. 15· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem vorerwähnten drahtformigen Material oder bei dem vorerwähnten drahtformigen Werkstoff um einen aus Bor hergestellten Draht handelt·15 · The method according to claim 13, characterized in that it is the aforementioned wire-shaped material or in the aforementioned wire-shaped material by one Boron manufactured wire is - Ende -- End - 30981 0/020230981 0/0202 AkAk LeerseiteBlank page
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