DE2419865C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugenrotor gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Zentrifugenrotoren der gattungsgemäßen Art (US-PS 32 35 173) umfassen eine zentrische Nabe und sich radial von der Nabe erstreckende Aufnahmen für Probenbehälter. Um die Probenbehälter während des Rotorumlaufes sicher zu halten, sind diese zwischen durch Ausneh­ mungen gebildete Auflagen und obere Halterungen auf­ genommen. Ferner sind die Probenbehälter gegen eine Bewegung nach außen durch radiale Anschläge gesichert. Derart aufge­ baute Rotoren bedürfen zur Herstellung mehrerer aufeinan­ derfolgender Fertigungsschritte sowie im Falle einer gießtech­ nischen Herstellung aufwendiger Nachbearbeitungen, etwa durch Einbringen von Bohrungen im Gußkörper.

Ausgehend von der US-PS 32 35 173 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Beibehaltung einer sicheren Halterung der Behälter der Rotor so auszugestalten, daß dieser Rotor in einem Arbeitsvorgang durch Gießen, ohne Nachbearbeitungen, hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Aufgrund der Anordnung und Ausbildung der oberen Halterung und der Bodenwand kann der Rotor in einem einzigen Arbeitsvorgang in einer zweiteiligen Form mit einem Formhohlraum hergestellt werden, ohne daß ir­ gendwelche Nachbearbeitungs- oder Hilfsvorgänge wie Bohren oder Fräsen notwendig wären. Der erfindungsgemäße Rotor kann somit außerordentlich wirtschaftlich hergestellt wer­ den, wobei die einstückige Ausbildung des Rotors auch sehr günstige Festigkeitseigenschaften mit sich bringt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekenn­ zeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf einen Zentri­ fugenrotor, in dem eine An­ zahl von Probenbehältern untergebracht ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zentrifugenrotor;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Rotors;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht eines Teiles der Fig. 4 zur Wiedergabe eines in eine der Ausneh­ mungen des Rotors eingesetzten Probenbehälters;

Fig. 6 eine Bodenansicht des Rotors;

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 4; und in

Fig. 8 einen Teilschnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 4.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 allge­ mein einen Zentrifugenrotor mit kreisförmigem Grundriß. Der Rotor enthält eine im Grundriß kreisförmige zentrale Nabe 11 mit einer Mittelöffnung 12 sowie einen im allge­ meinen kegelstumpfförmigen äußeren Halteteil 13. Der in Fig. 1 wiedergegebene Rotor nimmt eine Anzahl von zylindrischen Probenbehältern 14 auf, die zu zentrifugie­ rendes Material enthalten. Der Rotor kann mit der Rotor­ antriebswelle einer Zentrifuge über die Mittelöffnung 12 verbunden werden.

Wie man am deutlichsten aus Fig. 4 erkennt, enthält die Nabe 11 eine im allgemeinen ebene Ringwand 15 und eine zylindrische Wand 16, die sich senkrecht zur Ringwand erstreckt. Eine zylindrische Befestigungshülse 17 aus Metall oder einem anderen geeigneten Material ist inner­ halb der zylindrischen Wand 16 befestigt und mit dia­ metral gegenüberliegenden Nuten oder Schlitzen 18 ver­ sehen, die der Befestigung des Rotors auf der Rotoran­ triebswelle der Zentrifuge dienen.

Eine zylindrische Wand 20 erstreckt sich senkrecht nach oben vom Außenumfang der Nabe und ist mit einer Vielzahl von über den Umfang im Abstand angeordneten Öffnungen 21 in der Nähe der Nabe versehen. Eine kegel­ stumpfförmige Wand 22 erstreckt sich von der zylindri­ schen Wand 20 in der Nähe der oberen Enden der Öffnun­ gen 21 nach außen und unten und ist durch eine Viel­ zahl von Ausnehmungen 23 unterbrochen, die mit den Öffnungen 21 fluchten und radial zur Rotorachse angeord­ net sind. Die Ausnehmungen 23 erstrecken sich also in Ebenen, die durch die Mitte der Nabe sowie senkrecht, also parallel zur Rotorachse, verlaufen, wie die Fig. 3 und 4 erkennen lassen. Die kegelstumpfförmige Wand 22 endet an einer weiteren zylindrischen Wand 24 , die konzentrisch zur inneren zylindrischen Wand 20 ver­ läuft und ebenfalls mit einer Vielzahl über den Umfang in Abstand angeordneten Öffnungen 25 versehen ist, welche mit den Ausnehmungen 23 und den Öffnungen 21 fluchten. Eine im allgemeinen V-förmige Endwand 27 ist an den Boden der äußeren zylindrischen Wand 24 ange­ schlossen und enthält eine nach oben und außen geneigte kegelstumpfförmige Stirnwand 28 sowie einen im allge­ meinen zylindrischen Außenteil 29.

Eine im allgemeinen U-förmige Aufnahme 30 erstreckt sich zwischen jedem benachbarten Paar unterbrochener Teile der kegelstumpfförmigen Wand 22, so daß eine Auflage für jeden Probenbehälter entsteht. Nach Fig. 7 enthält jede Aufnahme 30 ein Paar von Seitenwänden 31, die sich von der kegelstumpfförmigen Wand 22 nach un­ ten erstrecken, sowie eine bogenförmige Bodenwand 32, die sich relativ zur Nabe nach außen und unten er­ streckt. Wie man am deutlichsten aus den Fig. 4 und 5 erkennt, umfaßt jede Bodenwand 30 ein inneres Ende 33, das etwas außerhalb der äußeren Bodenfläche der zylin­ drischen Wand 20 endet, sowie ein äußeres Ende 34, das etwas innerhalb der inneren Oberfläche der äußeren Zylinderwand 24 endet. Der äußere Umfang der ebenen Wand 15 der Nabe endet innerhalb der inneren Oberfläche der zylindrischen Wand 20 in der Nähe der Öffnungen 21, so daß zwischen Bodenwand und Nabe ein freier Zwischenraum 35 gebildet ist. Die Endwand 27 endet außerhalb der äußeren Oberfläche der zylindrischen Wand 24 in der Nähe der Öffnungen 25 bei 36.

Somit weist der Rotor eine Anzahl von Ausnehmungen für Probenbehälter mit geneigter Bodenwand auf, wobei die zylindrischen Wände 20 und 24 an den oberen Enden der Öffnungen 21 und 25 obere Halterungen für die Proben­ behälter bilden. Diese sind bogenförmig ausgebildet und weisen geneigte Oberflächen auf, die sich parallel zu der zylindrischen Außenfläche des Probenbehälters 14 erstrecken, wobei jedes Paar von Seitenwänden 31 und die Seitenteile der Öffnungen 21 und 25 einen Abstand aufweisen, der annähernd dem Durchmesser des Probenbe­ hälters entspricht. Der Probenbehälter wird damit ver­ hältnismäßig eng in der Ausnehmung gehalten und ist da­ durch gegen eine Bewegung in jeder Querrichtung gesichert. Eine Aufwärtsbewegung wird durch die zylindrischen Wände 20 und 24, eine Abwärtsbewegung durch die Boden­ wand 32 und eine Quer- oder Seitenbewegung durch die Sei­ tenwände 31 und die Seiten der Öffnungen 21 und 25 ver­ hindert. Eine Schwenkbewegung des Rohres wird durch die im Abstand angeordneten oberen Halterungen verhindert, die durch die Wände 20 und 24 geschaffen sind, und zwar im Zusammenwirken mit der langgestreckten Bodenwand 32. Außerdem ist ein zusätzlicher Bodenträger für den Proben­ behälter durch den Teil der ebenen Wand 15 der Nabe ge­ schaffen, der mit der Achse des Rohres fluchtet. Dieser Teil der ebenen Wand 15 wird, wie bei 37 angedeutet, abgeschrägt, so daß er parallel zur Außenoberfläche des Probenbehälters verläuft und damit eine sich etwa in Längsrichtung erstreckende Auflagerfläche für den Probenbehälter vorhanden ist.

Ein das zu zentrifugierende Material enthaltender Proben­ behälter wird in jede Ausnehmung eingesetzt, indem man das verschlossene Ende des Probenbehälters zuerst durch eine Öffnung 21 in der inneren Wand 20 schiebt, bis das geschlossene Ende 14 a durch die Öff­ nung 25 gleitet und mit der geneigten kegelstumpfförmi­ gen Stirnwand 28 in Eingriff kommt (Fig. 5). Die Stirn­ wand 28 erstreckt sich im allgemeinen quer zur Behälter­ achse, so daß ein Anschlag entsteht und damit der Pro­ benbehälter gegen eine Auswärtsbewegung unter dem Ein­ fluß der Zentrifugalkraft bei rotierendem Rotor ge­ sichert ist.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die innere zylindrische Wand 20 über einen wesentlichen axialen Abstand über die kegelstumpfförmige Wand 22 zu er­ strecken, um die inneren Enden der Probenbehälter zu schützen und einen bequemen Teil für das Ergreifen und Anheben des Rotors zu schaffen. Jedoch müssen die axiale Länge der Wand 20, der Neigungswinkel und die Länge der Probenbehälter sowie der Radius der Nabe derart gewählt sein, daß jeder Probenbehälter ohne Störung der anderen Behälter eingesetzt und herausgezogen werden kann.

Wie man aus Fig. 4 erkennt, weist der Rotor keine im vertikalen Abstand angeordnete Teile auf, d. h. Teile, die in axialer Richtung irgendeines zylindrischen Quer­ schnittes über die Mitte des Rotors einen Abstand aufwei­ sen. Infolgedessen ergibt sich, daß der Rotor durch einen einzigen Gießvorgang in einer einzigen zweiteiligen Form gegossen werden kann, wobei die Entformung der beiden Formteile in axialer Richtung des Rotors vor sich geht. Der Rotor kann dadurch in einem einzigen Arbeitsvorgang gegossen werden und es sind keinerlei Nachbearbeitungen, wie Bohren oder Schleifen, erforderlich, um die Aufnahme­ ausnehmungen herzustellen. Die rohrförmige Befestigungs­ hülse 17 kann in der festen Formhälfte vor dem Gieß­ vorgang eingesetzt werden, so daß der Rotor um diese Hülse herum gegossen wird. Der Rotor läßt sich entweder aus thermoplastischem oder in der Wärme aushärtbarem Harz oder aus Metall formen.

Claims (8)

1. Zentrifugenrotor mit Aufnahmen für Probenbehälter, mit einer Nabe, von der sich die Aufnahmen nach außen erstrecken, wobei die Probenbehälter jeweils von einer als Auflage dienenden Ausnehmung mit einer Bodenwand und Seitenwänden, einer oberen Halterung und einem Radialanschlag, der eine Nach-Außen-Bewegung der Proben­ behälter begrenzt, gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand (32) mit freiem Abstand zur Nabe (11) angeordnet ist und der sich zwischen den Seitenwänden (31) erstreckende Abschnitt der oberen Halterung in vertikaler Ausrichtung, also parallel zur Rotationsachse, im freien Zwischenraum zwischen Bodenwand (32) und Nabe (11) ange­ ordnet ist, wobei kein Abschnitt der oberen Halterung die Bodenwand (32) in vertikaler Ausrichtung überlappt und daß die obere Halterung nach unten hin vollständig offen ausgebildet ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor eine weitere obere Halterung aufweist, die nach unten hin vollständig offen ausgebildet ist und kei­ nen Abschnitt der Bodenwand (32) überlappt.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Radialanschlag die­ nende Stirnwand (28) am Außenumfang des Rotors vorgesehen ist, daß die Stirnwand (28) mit freiem Abstand zur Bodenwand (32) angeordnet ist und der sich zwischen den Seitenwän­ den (31) der Ausnehmung (23) erstreckende Abschnitt der weiteren oberen Halterung im freien Zwischenraum zwischen Bodenwand (32) und Stirnwand (28) angeordnet ist.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (28) durch eine kreisförmig sich erstreck­ ende Außenwand gebildet ist, die mit freiem Abstand radial außerhalb bezüglich der weiteren Halterung angeordnet und mit einer kegelstumpfförmigen Wand (22) verbunden ist, die die Ausnehmungen (23) untereinander verbindet.

5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Halterungen jeweils von einer zylindrischen Wand (20, 24) gebildet sind.

6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Wand (20, 24) mit den Seitenwänden (31) jeder Ausnehmung (23) über die kegelstumpfförmige Wand (22) in Verbindung steht.

7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vertikal über einem anderen Teil angeordnete Teil des Rotors den anderen Teil in der Vertikalen nicht überlappt.

8. Rotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Halterungen durch kreisförmige Rippen ge­ bildet sind, die sich von der kegelstumpfförmigen Wand (22) nach oben erstrecken.