DE2847668A1

DE2847668A1 - Zentrifugenrotor

Info

Publication number: DE2847668A1
Application number: DE19782847668
Authority: DE
Inventors: Herschal E Wright
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1979-05-17
Also published as: GB2008004A; FR2407749A1; US4141489A

Description

Patentanwaltes Dipl.-'.ng. Curt Wallach

Dipi.-^:ng. öünther Koch

£ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

" Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8'· Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 2. NOV. 1978

Unser Zeichen: 16^24 H/Bu

Beckman Instruments, Inc., Pullerton, Calif., USA

Zentrifugenrotor

Die Erfindung betrifft allgemein Zentrifugenrotoren und näherhin Zentrifugenrotoren vom Typ mit schwenkbaren Probenträgern bzw. Schwenkbecherrotoren.

Bei den derzeit gebräuchlichen Rotoren mit schwenkbaren Probenträgern besitzt der Probenträger insgesamt Rechteckform und dient zur Aufnahme spezieller Probenröhrchengesteile, wie sie beispielsweise in einem Radioimmuntestinstrument verwendet werden. Ein anderer Typ von Rotoren mit schwenkbaren Probenträgern sind die sogenannten Schwenkbecherrotoren, bei welchen der Schwenkbecher entweder eine große zu zentrifugierende Probe enthält oder aber einen Adapter zur Halterung mehrerer kleinerer zu zentrifugierender Proberöhrchen aufnehmen kann.

Bei jedem derartigen Zentrifugenrotor vom Typ mit schwenkbaren Probenträgern nehmen die Probenbehälter typischerweise in der Ruhestellung des Rotors eine vertikale oder nahezu vertikale Lage ein. Mit anderen Worten, die Probenröhrchen liegen in der Ruhestellung des Rotors in den meisten Fällen im wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Rotors, obzwar in manchen

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Fällen die Längsachse der Probenröhrchen einen kleinen spitzen Winkel mit der Rotordrehachse bilden kann. Sobald der Rotor während der Zentrifugation seinen Betriebsdrehzahlbereich erreicht, nimmt der schwenkbare Probenträger oder Schwenkbecher eine zweite Lage ein, in welcher die Längsachsen der Probenröhrchen im wesentlichen rechtwinklig zur Rotordrehachse liegen. Die Trag- bzw. Grundfläche, auf welcher diese Zentrifugationsproben oder Probenröhr eilen auf ruhen, nimmt dabei bei der Betriebsdrehzahl des Rotors eine zur Rotor-Spin-Achse im wesentlichen parallele Lage ein.

Für eine erfolgreiche Zentrifugationsbehandlung ist es von kritischer Bedeutung, daß die die Proben enthaltenden Probenröhrclaen während der Zentrifugation möglichst rechtwinklig zur Rotordrehachse liegen. Bei den heute verfügbaren Bauarten von Zentrifugenrotoren mit schwenkbaren Probenträgern können die Probenträger infolge von Reibung an der Grenzfläche zwischen dem schwenkbaren Probenträger und dem Rotorrahmen an der Erreichung ihrer gewünschten vorgegebenen Lage bezüglich der Rotorspinachse bei der Rotorbetriebsdrehzahl gehindert werden» Dies kann nicht nur einen möglichen Unbalancezustand in dem Rotor zur Folge haben, sondern auch bewirken_s daß die einzelnen Proben in dem Probenträger unterschiedlich großen Zentrifugalkräften ausgesetzt sind.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist vorgesehen, durch eine bestimmte konstruktive Ausbildung die Mittel- oder Schwerpunktsebene des Probenträgers so zu legen, daß gewährleistet ist, daß der Probenträger während der Zentrifugation stets seine richtige vorgegebene Lage bezüglich der Rotorspinachse einnimmt. Im einzelnen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schwenkachse des Probenträgers gegenüber einer durch den geometrischen Mittelpunkt der Längsabmessung der Trag- bzw. Grundfläche des Probenträgers und zu dieser rechtwinklig verlaufenden Ebene versetzt ist. Daher ist die eine Hälfte bzw. der eine Teil des Probenträgers auf der einen Seite der Schwenkachse etwas schwerer als

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der andere Teil. Die in Ruhestellung des Rotors der Rotorspinachse zugewandte Hälfte ist dabei der schwerere Teil. Sobald die Zentrifugalkraft groß genug wird, um das Gewicht dieses schwereren Teils zu überwinden, wird der Pirobenträger somit mit einer größeren Kraft in Richtung auf die vorgegebene gewünschte Lage während der Zentrifugation verstellt und so jegliche Reibungskräfte, wie sie an der Grenzfläche zwischen dem Probenträger und dem Rotorrahmen auftreten können, zuverlässig überwunden.

Im Zentrifugationszustand liegt der Schwerpunkt des Probenträgers asymmetrisch unterhalb der Rotationsebene der Schwenkzapfen. Diese Rotationsebene ist eine zur Spinachse rechtwinklige und durch die Schwenkachse des Probenträgers verlaufende horizontale • Ebene. Bei den bekannten Ausführungen lag der Schwerpunkt jeweils symmetrisch in dieser Rotationsebene.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind Mittel am Probenträger bzw. am Rotorrahmen vorgesehen, welche die Schwenkbewegung des Probenträgers begrenzen, sobald die gewünschte Parallelität zwischen der Trag- bzw. Grundfläche des Probenträgers und der Rotordrehachse erreicht ist. Andernfalls könnte sich der Probenträger über die vorgegebene gewünschte Stellung hinaus verschwenken und die gewünschte parallele Lage bezüglich der Rotorspinachse verlassen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Haltebzw. Anschlagglied vorgesehen, welches die Trag- bzw. Grundfläche · des Probenträgers in der Rotorruhestellung unter einem spitzen Winkel bezüglich der Drehachse des Rotors hält.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Rotor vom

Schwenkträgertyp mit mehreren an einem Rotorrahmen befestigten Trägern, in der Ruhestellung des Rotors, ./.

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Fig. 2 in Seitenansicht einen der schwenkbaren Probenträger im Ruhezustand in Anbringung an dem Rotorrahmen,

Fig. 3 in Seitenansicht den Rotorträger aus Fig. 2

in einer zweiten Lageorientierung bei der Betriebsdrehzahl des Rotors,

Fig. 4 den Probenträger aus Fig. 3 in Draufsicht

bei der Betriebsdrehzahl des Rotors,

Fig. 5 in Seitenansicht einen Schwenkbecherrotor mit

einem an dem Rotor befestigten Schwenkbecher, in der Ruhestellung des Rotors,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Schwenkbecher aus

Fig. 5j bei der Betriebsdrehzahl des Rotors,

Fig. 7 in Draufsicht einen schwenkbaren Probenträger

gemäß der Erfindung im Rotationszustand mit der kleinen Abmessung des Trägers zwischen den Schwenkpunkten,

Fig. 8 in Draufsicht einen schwenkbaren Probenträger

nach dem Stand der Technik im Rotationszustand, mit der längeren Abmessung des Trägers zwischen den Schwenkpunkten.

Fig. 1 veranschaulicht einen als ganzes mit 10 bezeichneten Rotor vom Schwenkträgertyp mit mehreren an einem Rotorrahmen 14 schwenkbar gelagerten Probenträgern 12, wobei der Rotorrahmen mehrere radiale Arme 16 aufweist. Die Probenträger 12 weisen jeweils eine Trag- oder Grundfläche 18 von insgesamt rechteckiger Form auf, deren längere Seitenkanten 20 im stationären oder Ruhezustand des Rotors etwas in Richtung auf die Drehwelle oder

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--achse 22 des Rotors zu geneigt verlaufen. An den vergrößert ausgebildeten äußeren Enden 24 der einzelnen Rotorarme 16 sind jeweils Schwenkzapfen 26 angeordnet, die zum Eingriff mit sie aufnehmenden Schlitzen 28 in den Seitenteilen 30 der Träger 12 ausgebildet sind, derart daß die einzelnen Träger 12 jeweils zwischen zwei benachbarten radialen Armen 16 des Rotorhauptkörpers 14 schwenkbar angebracht sind. Die einzelnen Paare benachbarter Arme 16 des Rotors bilden jeweils ein Joch oder einen Bügel 32, zur Aufnahme eines Probenträgers 12.

Die zur Aufhängung dienenden Seitenteile 30 der einzelnen Träger besitzen jeweils insgesamt dreieckige Form und verlaufen im wesentlichen rechtwinklig zur Trag- oder Grundfläche 18. Entlang den schmaleren oder kürzeren Seitenkanten 34 der Tragoder Grundfläche 18 ist jeweils ein aufwärts gerichteter Flanschteil 36 vorgesehen, der im wesentlichen rechtwinklig zur Tragbzw. Grundfläche 18 verläuft. Die sich jeweils rechtwinklig zur Trag- bzw. Grundfläche 18 nach oben erstreckenden Aufhängerteile 30 und Endflanschteile 36 bilden zusammen jeweils einen umrandeten Bereich in den einzelnen Trägern, zur Aufnahme mehrerer Probenrohrgestelle 38, welche jeweils eine Reihe von zu zentrifugierende: Proben enthaltenden Probenrohren 40 tragen. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 1 nur ein Probenträger mit einer vollständigen Beschickung von Probenrohrgestellen 38 versehen. Die Gestelle 38 werden beim Einsetzen in die Probenträger 12 jeweils mit ihrer Längsachse in Richtung auf die Drehachse 22 des Rotors 10 in Fig. 1 ausgerichtet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist daher die Anzahl von Probenröhren längs der Schmalkante 34 des Probenträgers 12 auf vier beschränkt, während die Anzahl von Probenrohrenreihen entlang längeren Randkante 20 des Probenträgers beträchtlich höher ist. Diese spezielle Ausrichtung ist bedeutsam zur Erzielung einer höheren Gleichförmigkeit zwischen den verschiedenen Probenröhrchen bezüglich der auf sie ausgeübten Zentrifugalbelastung, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die einzelnen Probenträger jeweils so ausgebildet, daß ihre Schwenkachse 46 aus einer Mittelebene 44 versetzt ist, welche sich rechtwinklig durch den Längsmittelpunkt der Trag- oder Grundfläche 18 des Trägers erstreckt. Daher ist die eine Seite oder der eine Teil 11 des Trägers 12 bezüglich der Rotationsebene 55 in Fig. 3 schwerer als der andere Teil 13. Wie aus Fig. 3 ersichtlich liegt der Schwerpunkt 42 des Probenträgers 12 im Betriebszustand des Rotors asymmetrisch bezüglich der Rotationsebene 55 versetzt. Bei den bekannten Rotorausführungen ist der Schwerpunkt im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Rotationsebene 55 im Zentrifugationszustand ausgerichtet. Es sei darauf hingewiesen, daß im Zentrifugationszustand die Mittelebene 44 in Fig. 2 mit der Rotationsebene 55 in Fig. 3 nicht zusammenfällt, jedoch parallel zu ihr verläuft.

Bei der Betriebsdrehzahl des Rotors spricht der schwere, gewichtige Teil 11 des Probenträgers mit größerer Kraft als der leichtere Teil des Probenträgers auf die Rotorrotation an, wodurch gewährleistet wird, daß der Träger die richtige Lage der Trag- bzw. Grundfläche 18 parallel zur Rotorumlaufachse 22 einnimmt. Diese größere Kraft des schwereren Teils 11 des Trägers ist das Ergebnis der zur Überwindung des Gewichts des schwereren Teils erforderlichen größeren Zentrifugalkraft zur Verschiebung des schwereren Teils in Richtung des Pfeils A in Fig. 2. Um jedoch ein Überschwingen des Probenträgers über die Stellung mit paralleler Orientierung zwischen der Tragbzw. Grundfläche 18 und der Rotorspinachse 22 hinaus zu verhindern, sind an dem Träger 12 zwei überstehende Anschlagarme 48 vorgesehen, deren Anschlagflächen 50 zur Anlage gegen die Oberseite 52 der betreffenden Rotorarme 16 gelangen, an welchen der Probenträger 12 montiert ist.

In der Ruhestellung des Rotors steht ein an dem Probenträger angebrachter Anschlagstift 54 in Anlage gegen die Unterseite 56 des Rotorarms 16, zur Gewährleistung eines spitzen Winkels

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zwischen der Trag- bzw. Grundfläche 18 des Probenträgers und der Rotorspinachse 22. Dies'ist deshalb erforderlich, weil die Trag- bzw. Grundfläche 18 eine zu große Länge hat, als daß sie eine horizontale Lage einnehmen könnte.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Erfindung erläutert. Fig. 2 veranschaulicht den Probenträger 12 in seiner Lageorientierung bezüglich der der Rotorspinachse 22 im Ruhezustand des Rotors. Wegen der Anlage des Begrenzerstifts 54 gegen die Unterseite 56 des Rotorarms 16 nimmt die Trag- bzw. Grundfläche 18 des Trägers 12 in der erwähnten Weise einen spitzen Winkel bezüglich der Rotorspinachse 22 ein. Wie weiter oben erwähnt, soll der schwenkbare Probenträger 12 bei der Betriebsdrehzahl" dea Rotors eine zur Roboropinachue 22 parallele Orientierung einnehmen. Jedoch kann an der Grenzfläche 58 zwischen der Oberfläche des Schwenklagerbolzens 26 und des Schlitzes 28 der Reibungskoeffizient so hoch sein, daß der Probenträger an der Einnahme einer vollständig zur Rotorspinachse parallelen Lageorientierung gehindert wird. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die Schwenkachse 46 des Probenträgers 12 gegenüber der Mittelebene 44 des Probenträgers versetzt ist. Das größere Gewicht des unteren Teils 11 des Probenträgers 12 in Fig. 2 erfordert daher eine größere Zentrifugalkraft für die Verstellung des Trägers 12 im Gegenuhrzeigersinn gemäß dem Pfeil A in Fig. 2, sobald der Rotor seine Betriebsdrehzahl erreicht. Diese größere Kraft für die Verstellung des Trägers 12 im Gegenuhrzeigersinn vermag daher alle Reibungskräfte, die sich an der Grenzfläche 58 zwischen dem Schwenklagerzapfen 26 und dem Schlitz 28 im Probenträger ausbilden können, zu überwinden. Bei der Betriebsdrehzahl des Rotors ist, wie in Fig. 3 veranschaulicht, der Schwerpunkt 42 gegenüber der Rotationsebene 55 des Rotors nach unten versetzt.

Wegen dieser versetzten Lage der Schwenkachse 46 des Probenträgers 12 gegenüber der Rotationsebene des Schwenklagerzapfens

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26, kann der Probenträger 12 zum überschwingen über die gewünschte richtige Lage der'Trag- bzw. Grundfläche 18 parallel zur Spinachse 22 hinaus neigen. Durch die Anlage der Anschlagflächen 50 der Anschlagarme 48 gegen die Oberseite 52 des Rotorarms 16 wird jedoch ein derartiges überschwingen des Probenträgers 12 vermieden und die richtige parallele Ausrichtung zwischen der Trag- bzw. Grundfläche 18 und der Rotorspinachse 22 gewährleistet.

Fig. 3 veranschaulicht die Anschlagberührung der Flächen 50 gegen die Oberseite 52 des Rotorarms 16 zu der erwähnten Vermeidung eines Überschwingens des Trägers 12 und zur Gewährleistung der gewünschten parallelen Ausrichtung zwischen der Trag- bzw. Grundfläche 18 des Probenträgers und der Rotorspinachse 22.

Fig. 4 veranschaulicht die Anlage der Anschlagarme 4 8 des Trägers 12 gegen die Oberseite 52 der beiden Rotorarme 16.

Fig. 5 veranschaulicht einen anderen Schwenkprobenträger in Gestalt eines Schwenkbecherrotors 60, wobei ein Schwenkbecher in der Ruhestellung bezüglich dem Rotorarm 16 dargestellt ist. Der Schwenkbecher ist so ausgebildet, daß seine Schwenkachse gegenüber der Mittelebene 59 des Schwenkbechers so versetzt ist, daß der zur Rotorspinachse 22 zu gelegene Teil 63 des Schwenkbechers schwerer als die von der Rotorspinachse 22 abgewandte Seite 65 des Schwenkbechers wird. Daher tritt im Ruhezustand des Schwenkbechers eine geringfügige Verkippung des Schwenkbechers mit seiner Boden- oder Trag- bzw. Grundfläche 64 von der Rotorspinachse 22 weg auf. Jedoch ist diese Verkippung nur minimal. Während der Zentrifugation wird durch die Versetzung der Schwenkachse des Schwenkbechers eine größere Zentrifugalkraft zur Verschwenkung des Bechers in Richtung des Pfeils B benötigt. Hierdurch wird die erforderliche größere Kraft zur Überwindung jeglicher Reibungskräfte aufgebracht, wie sie zwischen den Schwenklagerzapfen 26 und den Lagerschlitzen 66 in dem Schwenk-

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becher 62 auftreten können. Vom Oberteil 68 des Schwenkbechers 62 erstrecken sich zwei Anschlagarme 70 (Figuren 5 und 6) ähnlich den Anschlagarmen 48 bei dem Probenträger 12 aus Fig. nach oben. Die beiden Anschlagarme 70 weisen jeweils eine Anschlagfläche 72 zur Anlage gegen die Oberseite 52 des betreffenden Rotorarms 16 auf. Die Anschlagarme 70 verhindern somit zuverlässig jedes überschwingen des Schwenkbechers 62 bei der Betriebsdrehzahl des Rotors. Der Schwerpunkt 6l des Schwenkbechers 62 kommt bei dessen Verschwenkung in die ausgeschwenkte Lage während der Zentrifugation asymmetrisch unterhalb der durch die Schwenkzapfen 26 gebildeten Rotationsebene 74 zu liegen.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird die Konstruktion eines schwenkbaren Probenträgers durch Versetzung seiner Schwenkachse gegenüber dem geometrischen Zentrum des Probenträgers dazu ausgenützt, daß durch die auf den Träger ausgeübte größere Zentrifugalkraft jegliche Reibungskräfte, die an der Grenzfläche zwischen dem Probenträger und den Schwenkzapfen in dem Rotor auftreten können, überwunden werden. Hierdurch wird gewährleistet, daß die der Zentrifugation unterworfenen Flüssigkeitsproben ihre gewünschte richtige Lage bezüglich der Rotorspinachse einnehmen und daß sämtliche Proben innerhalb des Probenträgers dem gleichen Zentrifugalfeld ausgesetzt sind. Außerdem wird durch die richtige Lageorientierung des Probenträgerteils bezüglich der Rotorspinachse gewährleistet, daß der Rotor sich bei den Betriebsdrehzahlen in einem bestmöglichen Gleichgewichtszustand befindet.

Wie weiter oben für die Probenträger 12 gemäß den Fig. 1 und 2 dargelegt, wird mittels eines Begrenzungsanschlags 54 die spitzwinklige Ausrichtung zwischen der Trägergrundfläche 18 und der Rotorspinachse 22 in der Rotorruhestellung gewährleistet. Diese Lage der Probenträger gemäß einem spitzen Winkel ermöglicht es, daß der Außendurchmesser und damit die Zentrifugalabmessung des Rotors wesentlich kleiner sein kann als wenn die Probenträger

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12 in der stationären Ruhestellung des Rotors sich bis in eine vollkommen horizontale Lage verschwenken können müßten. Dieses Merkmal ist sehr bedeutsam, insofern hierdurch in kleineren Zentrifugen ein Rotor untergebracht werden Lann, der eine wesentlich größere Anzahl von Probenröhrchen innerhalb eines begrenzten Raums aufnehmen kann, als bei solchen Rotoren, bei welchen der Probenröhrchenträger nach der Zentrifugation bis in die vollständig horizontale Lage kommen muß. Zwar bedingt die Lage der Probenröhrchen 40 unter einem Winkel bezüglich der Horizontalen im Ruhezustand des Rotors ein geringfügig verringertes Probenvolumen in den einzelnen Probenröhrchen, um der Möglichkeit des Verschüttens vorzubeugen; diese Probenvolumenverringerung ist jedoch äußerst minimal, verglichen mit der insgesamt größeren Gesamtmenge von Proben, die in der kleineren Rotorkammer untergebracht werden können.

Die besondere erfindungsgemäße Lageorientierung der Probenträger 12 ergibt eine größtmögliche Gleichförmigkeit der Zentrifugalbelastung auf die verschiedenen Probenröhrchen in den einzelnen Probenträgern, verglichen mit den derzeit bekannten Rotoren vom Typ mit schwenkbaren Probenträgern, bei welchen die Rechteckorientierung des in dem Rotor gelagerten Probenträgers um 90 bezüglich der erfindungsgemäßen Orientierung versetzt ist. Da beispielsweise bei dem in Fig. 7 in seiner Zentrifugationssteilung dargestellten Probenträger 12 maximal nur vier Probenröhrchengestelle 38 vorliegen, ist der Unterschied zwischen dem radialen Abstand des Probenröhrchens 40A von der Rotorspinachse 22 und dem radialen Abstand des Probenröhrchens 4OB von der Rotorspinachse 22 wesentlich kleiner als wenn der rechteckförmige Träger um 90° versetzt angeordnet wäre, wie in Fig. 8 veranschaulicht. Bei dieser in Fig. 8 gezeigten Anordnung nach dem Stand der Technik wird der Unterschied im radialen Abstand des Probenröhrchens ^OC von der Rotordrehachse 22 und dem radialen Abstand des Probenröhrchens 40D von der Rotordrehachse 22 wesentlich größer als im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung, wie in Fig. 7 für die Probenröhrchen 40A und bOB veranschaulicht.

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Daher ist die Zentrifugalkraftbeaufschlagung für das Probenröhrchen 4OA nicht nennenswert größer als für das Probenröhrchen 4OB, während hingegen die Zentrifugalkraftbeaufschlagung für das Röhrchen 40C wesentlich größer als für das Röhrchen 4OD (in Fig. 8) ist. Der Unterschied ist hierbei so groß, daß in manchen Fällen die Zentrifugalkraftbeschleunigung für das Probenröhrchen 4OC so hoch wird, daß dies die Zerstörung des betreffenden Probenröhrchens zur Folge haben kann. Außerdem besteht hierbei das Problem einer hohen Diskrepanz in den Eigenschaften der zentrifugierten Pille innerhalb der einzelnen Proben, infolge der Ungleichheit der auf die einzelnen Probenröhrchen ausgeübten Zentrifugalkraft.

Zusammenfas sung:

Gegenstand der Erfindung ist ein Rotor mit mehreren schwenkbaren Trägern zur Aufnahme von der Zentrifugationsbehandlung zu unterwerfenden Proben. Die Probenträger sind an einem Rotorrahmen schwenkbar so gelagert, daß die insgesamt flach-ebenen Tragbzw. Grundflächen der einzelnen Probenträger bei den Betriebsdrehzahlen des Rotors eine parallele Lage bezüglich der Rotordreh- bzw. -epinachse einnehmen. Im Ruhezustand des Rotors nehmen die Trag- bzw. Grundflächen der Probenträger die rechtwinklige oder spitzwinklige Lage bezüglich der Rotordrehachse ein. Zur Überwindung jeglicher hemmenden Reibungskräfte, wie sie an der Grenzfläche zwischen dem Rotorrahmen und dem schwenkbaren Probenträger auftreten können, ist die Schwenkachse des Probenträgers aus der Mittel- oder Schwerpunktsebene des Trägers heraus verschoben, um zu gewährleisten, daß die Trag- bzw. Grundfläche des Trägers eindeutig die gewünschte parallele Orientierung bezüglich der Rotorspinachse einnimmt (im Zentrifugationszustand). An dem Probenträger oder an dem Rotor sind Mittel zur Begrenzung des durch die Versetzung der Schwenkachse des Probenträgers hervorgerufenen Schwenkeffekt vorgesehen, derart daß die Trag-

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Claims

Patentansprüche

1. Zentrifugenrotor vom Typ mit schwenkbarem Probenträger, bei welchem an einem Rotorrahmen wenigstens zwei jeweils eine Trag- bzw. Grundfläche zur Aufnahme mehrerer Probenbehälter aufweisende Probenträger mittels einer Schwenklagerung gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenklagerung (26,28 zur Halterung der Probenträger (12, Fig. 1 bis 4 und Fig. 7; 65, Fig. 5 und 6) an dem Rotorrahmen (14,16) so ausgebildet ist, daß jeweils die Schwenkachse (46;57) jedes Probenträgers (12;65) asymmetrisch bezüglich der geometrischen Mittelebene (44; 59) des Probenträgers liegt, derart daß bei der Betriebsdrehzahl des Rotorrahmens die Trag- bzw. Grundfläche (l8; 64) jedes Trägers stets eine zur Rotations- bzw. Spinachse (22) des Rotors parallele Lage einnimmt.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Vorrichtungen am Probenträger (12;65) und/oder am Rotorrahmen (14,16) vorgesehen sind, welche die parallele Lage der Trag- bzw. Grundfläche (l8; 64) des Probenträgers bezüglich der Rotorspinachse (22) bei der Betriebsdrehzahl des Rotors aufrechthalten.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelhaltungsmittel jeweils einen Vorsprung (48;7O) an den Probenträgern (12;65) aufweisen, der bei der Betriebsdrehzahl' des Rotors in Anlage gegen einen Bereich (52;32) des Rotorrahmens (l6) gelangt und verhindert, daß sich die Trag- bzw. Grundfläche (l8;64) des Probenträgers durch das Zusammenwirken der asymmetrischen Schwenkachse (46; 57) mit den Zentrifugalkräften über die bezüglich der Rotorspinachse (22) parallele Lage hinaus verschwenkt.

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4. Rotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (54*56), die im Zusammenwirken zwischen den Probenträgern und dem Rotorrahmen die Trag- bzw. Grundfläche (18) der Probenträger in der Ruhestellung des Rotors unter einem spitzen Winkel bezüglich der Rotorspinachse (22) halten»

5. Rotor nach Anspruch 4_S dadurch gekennzeichnet daß die Halterungsmittel für die Ruhestellung einen Begrenzungsanschlagstift (5¹O am Probenträger (12) oder am Rotorrahmen (16) aufweisen _ΰ der von dem Probenträger bzw, von dem Rotorrahmen genügend übersteht_s daß er zur Anlage gegen den Rotor (l6_fi56) bsw« gegen den Träger (12) kommt j wenn de? Träger seine vorgegebene Relativstellung gegenüber dem Rotorrahmen in der Rotorruhestellung einnimmt.

6. Rotor* nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche _s dadurch gekennzeichnet., daß die Schwenklagerung jeweils zwei an dem Rotor (1*5,16) angeordnete Schwenkzapfen (2β) zur Aufnahme des Probenträgers (12|65) aufweist.

7. Rotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche _a dadureh gekennzeichnet , daß die Schwenklagerung für die Probenträger an dem Rotor so ausgebildet ist, daß der Schwerpunkt (42j6l) des Probenträgers (12;65) während der Zentrifugation jeweils unterhalb der Rotations- · ebene (55;7^) der Schwenkachse (46;57) des Probenträgers liegt um zu gewährleistens daß bei der Betriebsdrehzahl des Rotors unter Überwindung eventueller Reibungskräfte in der Schwenkh lagerung die Trag- bzw. Grundfläche Cl8j64) der Probenträger vollständig parallel zur Rotorspinachse (22) ist.

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Rotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotorrahmen (14) mehrere wenigstens zwei Jochbügel bildende radiale Arme (16,24) aufweist, daß in diesen Jochbügeln wenigstens zwei jeweils eine Trag- bzw. Grundfläche (l8;64) aufweisende Träger (12;65) zur Halterung mehrerer Probenbehälter mittels einer Schwenklagerung (26,28) gelagert sind, daß die Schwenklagerungen so ausgebildet sind, daß die Schwenkachse (46;57) der Probenträger jeweils asymmetrisch bezüglich der geometrischen Mittelebene (44;59) des betreffenden Trägers liegt, derart daß bei der Betriebsdrehzahl des Rotorrahmens die Schwenkachsen-Rotationsebene (55; 74) oberhalb der geometrischen Mittelebene (44;59) liegt und so gewährleistet ist, daß die Trag- bzw. Grundfläche (l8;64) der Probenträger unter Überwindung eventueller Reibungskräfte zwischen dem Probenträger und der Haiterungsvorrichtung bei der Relativverschwenkung des Probenträgers gegenüber dem Rotorrahmen stets eine zur Rotorspinachse (22) parallele Lage einnimmt, und daß an der Oberseite der Probenträger (12;65) jeweils ein Vorsprung (48;7O) übersteht, der bei Betriebsdrehzahl des Rotors zur Anlage gegen einen der radialen Arme (l6) des Rotors gelangt und verhindert, daß sich die Trag- bzw. Grundflächen (l8;64) der Probenträger infolge der asymmetrischen Lage der Schwenkachsen unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte über die bezüglich der Rotorspinachse (22) parallele Lage hinaus verschwenken.

Rotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragbzw. Grundfläche (18;64) der Probenträger (12;65) Rechteckform zur Aufnahme mehrerer Probenröhrchengestelle (38, Fig. 7) besitzt, und daß am Probenträger bzw. am Rotorrahmen ein Begrenzungsanschlagstift (54) vorgesehen ist, der zur Anlage gegen den Rotorrahmen (16) bzw. den Probenträger gelangt, wenn der Probenträger eine vorgegebene Relativstellung

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bezüglich dem Rotorrahmen in der Ruhestellung des Rotors einnimmt, um die Außenabmessungen des Rotorrahmens und der Probenträger zu begrenzen.

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