DE3305461A1

DE3305461A1 - Automatischer diskriminator zum unterscheiden zwischen verschiedenen rotortypen

Info

Publication number: DE3305461A1
Application number: DE19833305461
Authority: DE
Inventors: Minoru Sakado Saitama Hara
Original assignee: Kubota Seisakusho KK
Current assignee: Kubota Seisakusho KK
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1983-02-17
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3305461C2; US4450391A; JPS6039089Y2; JPS58124247U

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen automatischen Diskriminator zum Unterscheiden zwischen verschiedenen, jeweils 5

auf der Motorwelle einer Zentrifuge montierbaren Rotortypen. Diese Rotortypen besitzen unterschiedliche Maximaldrehzahlen.

Bei Zentrifugen der hier in Rede stehenden Art bestimmt

der verwendete Rotortyp eine zulässige Höchstdrehzahl. Wird die Zentrifuge mit einer Drehzahl betrieben, die über der Höchstdrehzahl für den Rotortyp liegt, besteht die Gefahr eines Unfalls, beispielsweise des Zubruchgehens des Rotors oder der Zentrifuge. Bisher war es üblich, daß

'** eine Bedienungsperson mittels eines Schalters oder dergleichen die vorgegebene zulässige Höchstdrehzahl eines Rotors, entsprechend dem verwendeten Rotor änderte, und . da.ß bei einer Überschreitung der zulässigen Höchstdrehzahl die Spannungsversorgung für den Antriebsmotor auto-

^AU matisch abgeschaltet wurde, um dadurch einen Unfall zu vermeiden. Wenn jedoch bei einer solchen Maschine die zulässige Höchstdrehzahl von einer Bedienungsperson nach Maßgabe des verwendeten Rotors eingestellt wird, so besteht die Gefahr, daß der Bedienungsperson beim Einstel-

len der Drehzahl ein Fehler unterläuft, oder daß das Einstellen einfach vergessen-wird. Ein Winkelrotor wird beispielsweise mit einer Maximaldrehzahl von 15000 upm betrieben, ein Schwingrotor mit einer Maximaldrehzahl von 12000 upm. Es ist häufig vorgekommen, daß der Schwing-

rotor mit der Maximaldrehzahl des Winkelrotors gedreht wurde, was z.u einem Brechen des Schwingrotors oder der Zentrifuge führte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen automati- ^ sehen Diskriminator der eingangs genannten Art zu schaf-

fen, der in der Lage ist, automatisch den verwendeten Rotortyp zu erkennen und auf automatischem Wege eine Einstellung der diesem Rotor zugeordneten zulässigen Höchstdrehzahl vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung sieht also eine Lichtquelle und einen Fotodetektor vor, die einander gegenüberliegend in dem Außengehäuse der Zentrifuge angeordnet sind. Lichtquelle und Fotodetektor sind derart angeordnet, daß der Lichtweg zwischen ihnen von einem auf der Motorwelle montierten Rotortyp nicht unterbrochen wird, während er von einem anderen auf der Motorwelle montierten Typ von Rotor unterbrochen wird. Vorzugsweise wird der Lichtweg nicht unterbrochen,· wenn auf der Motorwelle der Rotor mit einer höheren zulässigen Maximaldrehzahl montiert ist. Anhand des Ausgangssignals des Fotodetektors wird entschieden, ob der Lichtweg von dem auf der Motorwelle montierten Rotor unterbrochen wird, und auf der Grundlage des Entscheidungsergebnisses wird die Maximaldrehzahl-Einstelleinrichtung gesteuert. Das bedeutet: Anhand des Ausgangssignals des Fotodetektors wird entschieden, ob der auf der Motorwelle montierte Rotor beispielsweise ein Winkelrotor oder ein Schwingrotor ist, und falls es sich um einen Winkelrotor handelt, wird die zulässige Höchstdrehzahl hoch eingestellt, während die zulässige Höchstdrehzahl bei einem Schwingrotor niedrig eingestellt wird.

Dieses Einstellen kann dadurch erfolgen, daß nach Maßgabe des Entscheidungsergebnisses ein früher von Hand betätigter. Schalter für die zulässige Höchstdrehzahl gesteuert wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung

anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer Zentrifuge mit einem erfindungsgemäßen automatischen Diskriminator zum Unterscheiden verschiedener Rotortypen,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Winkelrotors,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Rotoraufnähmeteils einer Motorwelle,

Fig. 5 einen Grundriß einer Metallkupplung 43,

Fig- 6A eine Querschnittansicht eines Schwingrotors,

Fig. 6b einen Grundriß des in Fig. 6A dargestellten Schwingrotors,

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung zum automatischen Einstellen einer zulässigen Höchstdrehzahl/ und

Fig. 8 eine Querschnittansicht eines Horitontalrotors.

Anhand der Fig. t und 2 soll zunächst der allgemeine Aufbau einer Zentrifuge erläutert werden. In der oberen Wand 1.2 eines Außengehäuses 11 der Zentrifuge ist eine kreisförmige Öffnung 1.3 vorgesehen, und innerhalb des Außengehäuses. 11 befindet sich ein Innengehäuse 15, dessen Randabschnitt mit dem Randabschnitt der Öffnung 13 in Eingriff steht. In dem Außengehäuse 11 ist eine Tragplatte 16 derart befestigt, daß sie sich von der Seite unter das Innen-

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gehäuse 15 erstreckt« In einem in der Tragplatte 1.6 mittig ausgebildeten Loch befindet sich ein Motor 17, der über Dämpfer 18 auf der Tragplatte 16 gelagert ist. Eine Drehwelle 19 des Rotors 17 durchsetzt ein in der Mitte der unteren Wand des Innengehäuses 15 ausgebildetes Loch, wobei der Abstand zwischen dem Umfang des Lagerteils des Motors 17 und der unteren Wand des Innengehäuses 15 von einer elastischen Verschlußplatte 21 verschlossen ist.

•0 Auf der in das Innengehäuse 15 eingesetzten Motorwelle 19 ist ein.Rotor, z.B. ein Winkelrotor 22, montiert. Von dem. mittleren Abschnitt einer Front 23 des Außengehäuses 11 steht schräg eine Bedienungstafel 24 ab. Durch Bedienen eines auf der Bedienungstafel vorgesehenen Knopfs

'5 oder dergleichen wird der Motor 17 über eine auf der Innenseite der Bedienungstafel 24 montierte Steuereinheit 25 gesteuert, an die eine Stromversorgungsleitung 27 angeschlossen ist, die durch den unteren Abschnitt einer Rückwand 26 nach außen geführt ist, so daß die Steuereinhe it 25 an das Netz, angeschlossen werden kann.

Mittels eines am rückwärtigen Ende der oberen Wand 12 des Außengehäuses 11 vorgesehenen Scharniers 28 ist ein Deckel 29 schwenkbar angebracht, der die öffnung des Innengehäuses 15 abdeckt. In dem Deckel 29 ist eine Lufteinlaßöffnung 31 ausgebildet, die etwa mit dem Drehzentrum des Winkelrotors 22 ausgerichtet ist. Durch Drehen des Rotors 22 wird ein Luft-Unterdruck innerhalb des Gehäuses 15 in der Nähe der Lufteinlaßöffnung 31 gebildet, so daß Luft von außen durch die Lufteinlaßöffnung 31 in das Innengehäuse .15 angesaugt wird und an dem Rotor 22 entlangströmt, bevor sie durch eine in dem Innengehäuse 15 ausgebildete Luftauslaßöffnung 32 in das Außengehäuse 11 geblasen wird, bevor sie schließlich durch einen in der Rückwand 26 des Außengehäuses 11 ausgebildeten Aus-

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laß 33 nach außen gelangt. Durch diesen Luftstrom wird der Winkelrotor 22 gekühlt.

Der Winkelrotor 22 besitzt etwa die Form eines Kegelstumpfs, wie z.B. in Fig. 3 dargestellt ist. In der

Mitte des kegelstumpfförmigen Körpers besitzt der Winkelrotor ein Motorwellen-Aufnahmeloch 35, während sich . . schräg und entlang der ümfangsflache 36 des kegelstumpfförmigen Körpers Aufnahmelöcher 37 für Sedimentationsröhrchen in gleichen Winkelabständen um das Motorwellen-Aufnahmeloch 35 herum erstrecken. An der Unterseite des Winkelrotors 22 ist mit Schrauben 39 ein aus Metall bestehender Befestigungskörper 38 angebracht, auf dessen Unterseite sich eine mit ihm einstückig ausgebildete Hülse 41 nach unten erstreckt. Im Inneren der Hülse 41 sind z.B. zwei.Schlagzapfen 42 in auf der Unterseite des metallischen Befestigungskorpers 38 ausgebildete Löcher eingepaßt. Die Schlagzapfen 42 erstrecken sich von dem Befestigungskörper 38 nach unten. Der metallisehe Befestigungskörper 38 besitzt eine mit dem Motorwellen-Auf nähme loch 35 des Rotorkörpers ausgerichtete Durchgangsbohrung 3 0.

Demgegenüber besitzt - wie Fig. 4 zeigt - die Drehwelle 19 des Motors 17 eine an ihr befestigte scheibenförmige Metallkupplung 43 und z.B. vier Kupplungszapfen 44, die in gleichen Winkelabständen auf der Oberseite der Metallkupplung 43 angeordnet sind. Weiterhin ist in der oberen Stirnseite der Drehwelle 19 ein Gewindeloch 45 ausgebildet. Die Drehwelle 19 des Motors 17 wird in das Motorwellen-Aufnahmeloch 35 des Winkelrotors 22 eingeschoben, und in das Gewindeloch 45 der Drehwelle 19 wird durch eine geeignete Beilagscheibe 47 ein Schraubenbolzen 46 (siehe Fig. 3) eingeschraubt, wodurch der Winkelrotor 22 an der Metallkupplung 43 befestigt wird. Die

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' Schlagzapfen 42 des Winkelrotors 22 und die Kupplungszapfen 44 der Motorwelle 19 liegen hier auf demselben Kreis, so daß durch die Drehung des Motors 17 die Kupplungszapfen 44 in Berührung mit den Schlagzapfen gebracht werden und gegen diese drücken/ so daß der Rotor 22 gedreht wird. Die Metallkupplung 43 und die Drehwelle 19 des Motors 17 sind mittels eines Kupplungsstifts 40 miteinander verbunden.

"•0 Wie die Fig. 6A und 6B zeigen, ist in einen Schwingrotor 48 ein Motorwellen-Aufnahmeloch 49 gebohrt, und der Schwingrotor besitzt mehrere Arme 51, die in gleichmäßigen Winkelabständen um das Motorwellen-Aufnahmeloch 49 herum radial angeordnet sind. Zwischen jeweils benachbarten Armen 51 ist ein Eimer 53 auf einem Paar von den Armen in entgegengesetzter Richtung abstehender, feststehender Zapfen 52 schwingfähig aufgehängt. In den Pig. 6A und 6B ist einer der Eimer fortgelassen, damit die Zapfen 52 zu sehen sind. In dem dargestellten Beispiel besitz.t der Schwingrotor 48 eine Abdeckung 54, die derart angeordnet ist, daß sie den Rotor und die Eimer umgibt. Die Unterseite der Abdeckung 54 ist mit Schrauben 55 an dem Rotor 48 befestigt. Auch hier ist zum Montieren des Schwingrotors 48 an der Drehwelle 19 des Motors 17 das Motorwellen-Aufnahmeloch 49 des Schwingrotors 48 in seinem unteren Bereich verlängert, um eine Ausnehmung 56 zu bilden, die dem Raum entspricht, der bei dem Winkelrotor 22 von der Innenseite der Hülse 41 gebildet wird. In dem Boden der Ausnehmung 56 sind die Schlagstifte 42 aufgenommen. Der Schwingrotor 48 kann also ebenso auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montiert werden wie der Winkelrotor 22.

Bei dieser Aus fühi-ungs form sind ein als Lichtquelle dienendes lichtemittierendes Element 57 und ein Foto-

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detektor 58 zur Aufnahme des von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebenen Lichts auf einander gegenüberliegenden Seiten in enger Nachbarschaft des auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montierten Rotors angeordnet, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Im vorliegenden Fall sind das lichtemittierende Element 57 und der Fotodetektor 58 derart positioniert, daß/ wenn der Rotor mit einer höheren zulässigen Höchstdrehzahl auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montiert ist, ein von dem Rotor nicht beeinflußter Lichtweg 59 gebildet wird, wohingegen, wenn der Rotor mit einer niedrigeren zulässigen . Höchstdrehzahl montiert ist, der Lichtweg 59 durch den Rotor unterbrochen wird. Da z.B. bei der hier behandelten Ausführungsform die zulässige Höchstdrehzahl des Winkelrotors 22 größer ist als diejenige des Schwingrotors 48, sind die Lage des lichtemittierenden Elements 57 und die des.Fotodetektors 58 derart gewählt, daß, wenn der Winkelrotor 22 auf der Drehwelle des Motors 17 montiert ist, der optische Weg 59 z.B.. 5 mm in vertika-Ier Richtung oberhalb des mittleren Abschnitts der äußeren Umfangsflache 36 des Winkelrotors 22 gebildet wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das lichtemittierende Element 57 und der Fotodetektor 58 in dem Außengehäusie 11 an der Außenseite des Innengehäuses 15 vorgesehen. Ein an beiden Enden in die gleiche Richtung gebogener Winkelträger 6\ nimmt gedruckte Schaltungstafeln 62 und 63 an seinen beiden gebogenen Abschnitten auf, wobei das lichtemittierende Element 57 auf der gedruckten Schaltung 62 und der Fotodetektor 58 auf der gedruckten Schaltung 63 montiert sind. In diesem Beispiel ist der Winkelträger 61 mit einem Halter 64 benachbart, jedoch parallel zur Stirnwand. 23 an dieser befestigt. In dem Innengehäuse 15 sind Langlöcher 65 und 66 ausgebildet, die sich in ümfangsrichtung des Innengehäuses erstrecken und mit dem

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' lichtemittierenden Element 57 bzw. mit dem Fotodetektor 58 ausgerichtet sind. Die Langlöcher 65 und 66 sind mit dünnen durchsichtigen Plättchen 67 bzw. 68 abgedeckt, so daß Licht von dem lichtemittierenden Element 57 durch das Innengehäuse 15 gelangen und auf den Fotodetektor 58 auftreffen kann. Die durchsichtigen Plättchen 67 und 68 sind mit einem Klebemittel am Innengehäuse 15 befestigt. Dadurch/ daß die Langlöcher 65 und 66 sich in Umfangsrichtung des Innengehäuses 15 er-

'0 strecken, läßt sich das Positionieren des lichtemittierenden Elements 57 und des Fotodetektors 58 relativ zu dem Innengehäuse 15 auf einfache Weise durchführen, obschon sie bezüglich der Umfangsfläche des Innengehäuses 15 schräg liegen, wie Fig. 2 zeigt, und außerdem können die Löcher 65 und 66 klein gehalten werden.

Um. zu verhindern, daß von außen Luft gegen das lichtemittierende Element 57 und den Fotodetektor 58 geblasen wird und diese Teile verfärbt, wird die Luftauslaßöffnung 32 in dem Innengehäuse 15 vorzugsweise auf der dem lichtemittierenden Element 57 und dem Fotodetektor 58 bezüglich der Drehwelle 19 gegenüberliegenden Seite, d.h. auf der Seite der Rückwand 26 gemäß Fig. 2, vorgesehen. Besteht das Innengehäuse 15 aus transparentem Kunststoff, können das lichtemittierende Element 57 und der Fotodetektor 58-auf einander gegenüberliegenden Außenseiten des Innengehäuses 15 angebracht werden, ohne daß in dem Innengehäuse die Langlöcher 65 und 66

vorgesehen werden müssen.
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Das lichtemittierende Element 57 und der Fotodetektor 58 werden vorab auf dem Winkelträger 61 derart montiert, daß ihre optischen Achsen miteinander ausgerichtet sind, und anschließend wird der Winkelträger 61 an dem Halter 64 montiert. Um das lichtemittierende Element 57 und

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den Fotodetektor 58 in bezug auf die Langlöcher 65 und 66 zu positionieren, reicht es aus, lediglich die Höhe des Halters 64 voreinzustellen. Betrachtet man Fig. 1, so heißt dies, daß die Lage des Motors 17 und dementsprechend die Lage der Metallkupplung 43 der Drehwelle 19 des Motors 17 in vertikaler Richtung definiert wird durch die Tragplatte 16, die den auf der Drehwelle 19 montierten Rotor in einer festen Höhe hält, und die Langlöcher 65 und 66 des Innengehäuses 15 liegen ebenfalls auf einer festen Höhe. Daher reicht es aus, nur die Höhe des Halters 64 voreinzustellen, so daß die Höhe der Langlöcher 65 und 66 und die Höhe des Rotors sowie des Winkelträgers 61 eine vorbestimmte Beziehung zueinander aufweisen, wenn der Winkelträger 61 in einer vorgegebenen Lage an dem Halter 64 in einer vorbestimmten Stellung montiert wird. Das lichtemittierende Element 57 und der Fotodetektor 58, d.h. der Winkelträger 61 lassen bzw. läßt sich auf einfache Weise an dem Außengehäuse 11 montieren bzw. von diesem abnehmen, wenn das Innengehäuse 15 von der oberen Wand 12 des Außengehäuses 11 abgenommen wird.

D.ie Drehzahl des Rotors wird-folgendermaßen gesteuert: Nach Fig. 7 wird z.B. ein von einer Drehzahleinstellschaltung 71, die durch einen mit konstanter Spannung gespeisten veränderlichen Widerstand gebildet wird, eingestellter Wert mit dem Ausgangssignal eines an den Motor 17 zum Erfassen von dessen Drehzahl angeschlossenen Drehzahldetektors72, z.B. eines Tachogenerators,von einem Vergleicher 73 verglichen und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses wird eine Motorsteuerschaltung 74 derart aktiviert, daß sie eine den Motor treibende Motortreiberschaltung 75 ansteuert. Der Motortreiberschaltung 75, der Drehzahleinstellschaltung 71 und den anderen Schaltungen wird von einer Spannungsver-

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sorgung 76 die notwendige Betriebsspannung zugeführt/ obschon dies in Fig. 7 nicht im einzelnen dargestellt ist. Der Rotor wird also mit einer Drehzahl angetrieben, die durch die Drehzahleinstellschaltung 71 eingestellt wird.

Als Einstellschaltung für die zulässige Höchstdrehzahl/ 77, ist ein Spannungsteiler vorgesehen, der die Ausgangsspannung der Spannungsversorgung 76 teilt. Von einem Umschalter 41 wird der Spannungsteilerausgang 78 für die höhere oder der Spannungsteilerausgang 79 für die niedrigere Spannung selektiv an einen der Eingänge eines Vergleichers 82 gelegt. Der Vergleicher 82 empfängt an seinem anderen Eingang das Ausgangssignal des Tachogenerators 72. Ist die Drehzahl des Rotors größer als der durch die Einstellschaltung für die zulässige Höchstdrehzahl eingestellte Wert, so wird die Steuerschaltung 74 von dem Ausgangssignal des Vergleichers 82 derart gesteuert, daß sie das Treiben des Motors 17 beendet. Im Stand der Technik wird der Schalter 81 mittels eines an der Bedienungs-. tafel 74 vorgesehenen Knopfs auf den Anschluß 78 oder den Anschluß 79 gelegt, je nachdem, welcher Typ von Rotor auf der Drehwelle des Motors 17 montiert ist.

Erfin.dungsgemäß wird der Schalter 81 umgelegt,· indem automatisch nach Maßgabe des Lichtempfangszustands des Fotodetektors 58 der Typ des Rotors verschieden wird. Eine z.B. als lichtemittierendes Element 57 verwendete Leuchtdiode wird über eine Treiberschaltung 84 von einem Oszillator 83 moduliert und z.B. mit einer Frequenz, von 3 kHz betrieben. Das auf diese Weise von dem Wechselspannungssignal modulierte Licht wird von dem Fotodetektor 58 empfangen, der z.B. als Fototransistor ausgebildet ist. Das Ausgangssignal des Fototransistors gelangt an einen Filterverstärker 85, der nur den Schwingungsfrequenzan-

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teil des Oszillators 83, d.h. die modulierte Frequenzkomponente/ herausfiltert. Dieses Ausgangssignal wird von einer Gleichrichter-Glättungsschaltung 86 gleichgerichtet und geglättet, und wenn von einer Entseheidungsschaltung 87 entschieden wird, daß das geglättete Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird ein Relais 88 erregt, welches den Schalter 81 an den Anschluß 78 legt und dadurch die zulässige Drehzahl auf einen hohen Wert einstellt. Wird das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht jedoch unterbrochen, so erreicht das Ausgangssignal der Gleichrichter-Glättungsschaltung 86 nicht den vorbestimmten Wert, so daß das Relais 88 nicht erregt wird und der Schalter an dem Anschluß 79 liegt, wodurch eine niedrige zulässige Höchstdrehzahl eingestellt wird.

Wenn gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Winkelrotor 22 auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montiert ist, wird das von dem lichtemittierenden EIement 57 abgestrahlte Licht von dem Fotodetektor 58 empfangen, und die zulässige Höchstdrehzahl wird an dem. Anschluß 78 auf den höheren Wert eingestellt. Also kann der Winkelrotor 22 mit hoher Drehzahl angetrieben werden. Wenn andererseits der Schwingrotor 48 auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montiert ist, wird das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht durch den Schwingrotor 48 abgefangen und erreicht somit nicht den Fotodetektor 58. Hierdurch wird der Schalter 81 an den Anschluß 79 gelegt und die zulässige Höchstdrehzahl auf den niedrigeren Wert eingestellt. ■ Selbst wenn also die Drehzahleinstellschaltung 71 auf einen Wert eingestellt ist, der die zulässige Höchstdrehzahl des Schwingrotors 48 überschreitet, und wenn also die Drehzahl des Schwingrotors 48 höher ist als die zulässige Höchstdrehzahl des Schwingrotors, so

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wird das Ausgangssignal des Vergleichers 82 invertiert/ und die Steuerschaltung 74 wird so gesteuert, daß sie den Antrieb des Motors 17 stopt, da der Schalter 81 an dem Anschluß 79 liegt. Aus der obigen Beschreibung geht ■ hervor, daß erfindungsgemäß der Typ des verwendeten Rotors automatisch unterschieden und die zulässige Höchstdrehzahl automatisch entsprechend eingestellt wird. Es besteht also nicht die Möglichkeit, daß der Schwingrotor 48 mit einer fehlerhaft eingestellten höheren Höchstdrehzahl angetrieben wird. Da der Rotor nur dann mit der höheren zulässigen Höchstdrehzahl umlaufen kann, wenn das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht den Fotodetektor 58 erreicht, wird die zulässige Höchstdrehzahl immer dann auf den niedrigeren Wert eingestellt, wenn das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht nicht von dem Fotodetektor 58 empfangen wird, oder wenn das Ausgangssignal der Gleichrichter-Glättungsschaltung 86 durch irgendeinen Grund einen verringerten Wert annimmt, wodurch die Sicherheit der Anordnung gewährleistet wird. Mit anderen Worten: Eine solche Anordnung, bei der Licht von dem lichtemittierenden Element 57 bei auf der Drehwelle 19 montiertem Winkelrotor 22 nicht von dem Fotodetektor 58 empfangen wird, jedoch bei montiertem Schwingrotor 48 empfangen wird, ist insofern gefährlich, als dann, wenn das Licht von dem Fotodetektor 58 aufgrund einer Störung nicht empfangen wird, die Höchstdrehzahl a,uf einen höheren Wert eingestellt wird als die zulässige Höchstdrehzahl des Schwingrotors 48. Diese Möglichkeit ist jedoch bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeschaltet.

Da ferner der optische Weg 59 zwischen dem lichtemittierenden Element 57 und dem Fotodetektor 58 sich etwas oberhalb der Außenumfangsflache des Winkelrotors 22 befindet, wird, wenn der Winkelrotor 22 nicht richtig auf der Dreh-

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welle 19 des Motors 17 montiert ist, weil z.B. die Schlagzapfen 42 und die Kupplungszapfen 44 in Axialrichtung (siehe Fig. A) aneinanderstoßen, oder weil die Drehwelle zu eng in dem Aufnahmeloch 35 der Drehwelle 19 sitzt, das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht von dem Winkelrotor 22 abgefangen. Obschon also der Winkelrotor 22 montiert ist, wird demnach die zulässige Höchstdrehzahl auf den niedrigen Wert eingestellt, wodurch die Möglichkeit beseitigt wird, •jg . daß sich der Rotor in einem derart instabilen Montagezustand des Rotors mit hoher Geschwindigkeit dreht.

Da das von dem lichtemittierenden Element 57 abgegebene Licht durch das Ausgangssignal des Oszillators 83 modu-

-J5 liert wird, wird selbst dann ein ordnungsgemäßer Betrieb . . durch Erfassen des modulierten Signals gewährleistet, wenn Fremdlicht auf den Fotodetektor 58 fällt, weil z.B. das Außengehäuse 11 und/oder der Deckel 29 teilweise oder vollständig durchsichtig ist. Auf der anderen Seite besteht dann, wenn das Außengehäuse 11 und der Deckel 29 bezüglich Umgebungslicht dicht abgeschlossen sind, außerdem die Möglichkeit, den Oszillator 83 fortzulassen, um das lichtemittierende Element 57 mit Gleichstrom zu . speisen.

Werden die durchsichtigen Plättchen 67 und 68 zum Verschließen der Langlöcher 65 und 66 (siehe Fig. 2) verwendet, so kann kein in der Luft enthaltener Staub von außen direkt gegen'das lichtemittierende Element 57 und den Fotodetektor 58 geblasen werden, so daß sich diese Elemente nicht durch Staub oder dergleichen verfärben und Funktionsfehlern unterliegen.

In manchen Fällen gelangt ein Horizontalrotor 91 zum Einsatz, wie er z.B. in Fig. 8 dargestellt ist. Die Einzel-

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heiten des Horizontalrotors 91 sind z.B. in den Fig. 3 bis 5 der US-PS 4 341 342 dargestellt. Gemäß Fig. 8 besitzt der Horizontalrotor 91 ein Aufnahmeloch 92 zum Aufnehmen der Drehwelle 19 des Motors 17. An dem Rotor 91 sind in gleichen Winkelabständen um das Aufnahmeloch 92 herum Röhrchengestelle 93 abnehmbar montiert. In jedem Röhrchengestell sind sich in seitliche Richtung erstreckende Röhrchenaufnahmelöcher vorgesehen, in die Proberöhrchen eingeschoben werden. An dem Rotor 91 ist eine ihn umgebende Abdeckung 94 befestigt. Am Boden des Rotors 91 befindet sich eine Ausnehmung 56, in der die Schlagstifte 42 aufgenommen sind.

Wenn der Horizontalrotor 91 auf der Drehwelle 19 des Motors 17 montiert wird, liegt seine Oberseite höher als die des Schwingrotors 48, wie in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie, angedeutet ist. Wenn man also einen Lichtweg 95 zwischen einem weiteren Paar eines lichtemittierenden Elements und eines Fotodetektors oberhalb des Lichtwegs 59 zwischen dem lichtemittieren-. den Element 57 und dem Fotodetektor 58 in einer solchen Position vorsieht, daß der optische Weg 95 nicht, von dem Schwingrotor 48, jedoch von dem Horizontalrotor 91 unterbrochen wird, so ist es möglich, drei Rotortypen voneinander zu unterscheiden.

Es kommt manchmal vor, daß derselbe Rotor zum Abzentrifugieren von Blut in Kapillarröhrchen zwecks Messung des Hämatokritwerts und zum Abzentrifugieren von Proben in Blutsenkungsröhrchen verwendet wird. Zum Messen des Hämatokritwerts wird der Rotor mit einer Drehzahl von 12000 upm betrieben, während er zum Zwecke der Senkung der Proben mit einer. Drehzahl von 5000 upm betrieben wird. Wird der Hämatokritwert gemessen, so stehen die Kapillarröhrchen nicht aus der Oberseite des Rotors vor, im Falle der

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Zentrifugensenkung von Proben jedoch stehen die Senkungsröhrchen aus der Oberseite des Rotors vor. Also kann für jeden Fall auf automatischem Wege eine zulässige Höchstdrehzahl eingestellt werden, indem auf optischem Wege ermittelt wird, ob die Oberseite des Rotors flach ist.

Der Diskriminator wurde vorstehend in einer bevorzugten Anwendung in Verbindung^etlner Drehzahl-Einstelleinrichtung einer Zentrifuge beschrieben, ohne daß seine Anwendung hierauf beschränkt wäre. Der Anspruch auf einen Schutz für den Diskriminator an sich bleibt vorbehalten.

ίο-

Leerseite

Claims

BLUMBACH - WESER . BERGEN - KRAMER ZWfRNER · HOFFMANN

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

INMONCHEN IN WIESBADEN

R. KRAMER DIPL-ING. PATENTANWALT P. G. BLUMBACH DIPL-ING. PATENTANWALT

W. WESER DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT. PATENTANWALT P- BERGEN PROFESSOR DR. 3UR. DIPL-ING.

E. HOFFMANN DIPL-ING. PATENTANWALT 6. ZWIRNER DIPL-ING. DIPL.-W.-ING. PATENTANWALT

Kabushiki Kaisha Kubota Seisakusho _D ', Toshima-ku, Tokyo, Japan r/ae

Automatischer Diskriminator zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Rotortypen

Patentansprüche

.1. Automatischer Diskriminator zum Unterscheiden zwischen verschiedenen, jeweils auf der Motorwelle einer Zentrifuge montierbaren Rotortypen, gekennzeichnet durch eine in einem Außengehäuse (11) der Zentrifuge untergebrachte Lichtquelle (57),

einen in dem Außengehäuse (11) gegenüber der Lichtquelle (57) angebrachten Fotodetektor (58), der Licht von der Lichtquelle (57) empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei Lichtquelle (57) und Fotodetektor (58) derart angeordnet sind, daß, wenn der eine Rotortyp (22) auf der Motorwelle (19) montiert ist, der Lichtweg (59) zwischen Lichtquelle und Fotodetektor nicht von dem Rotor (22) unterbrochen ist, und daß, wenn ein anderer Rotortyp (48, 91) auf der Motorwelle (19) montiert ist, der Lichtweg (59) von diesem anderen Rotor (48, 91) unterbrochen ist,

eine Entscheidungseinrichtung (87), die anhand des Ausgangssignals des Fotodetektors (58) entscheidet, ob der Lichtweg (59) von dem auf der Motorwelle (19) montierten Rotor unterbrochen ist, und

eine Höchstdrehzahl-Einstelleinrichtung (78, 79, 81, 88), die

die maximale Drehzahl des auf der Motorwelle montierten Rotors . nach Maßgabe des von der Entscheidungseinrichtung ermittelten

RadeckestraSe 43 8000 München 60 Telefon (03?) 883603/883604 Telex 5212313 Telegramme Patentconsult Sonnenberger SlraOe 43 MCiO Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Patentconsutt

Entscheidungsergebnisses einstellt.
2. Diskriminator nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtweg (59) von einem Rotor

(22) mit höherer zulässiger Höchstdrehzahl nicht unterbrochen/ jedoch von einem Rotor (48) mit niedrigerer zulässiger Höchstdrehzahl unterbrochen wird.
3. Diskriminator nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet/, daß der Lichtweg (59) derart angeord-' net ist, daß/ wenn der Rotor mit der höheren zulässigen Höchstdrehzahl auf der Motorwelle (19) montiert ist, der Lichtweg oberhalb des Rotors (22) liegt, und daß, wenn der Rotor (22) nicht richtig auf der Motorwelle (19) montiert ist, der Lichtweg (59) von dem Rotor (22) unterbrochen wird.
4. Diskriminator nach, einem der Ansprüche 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (22, 48, 91) in einem innerhalb des Außengehäuses (11) gelegenen Innengehäuse (15) angeordnet ist, und daß die Lichtquelle (57) und der Fotodetektor (58) außerhalb des Innengehäuses (15). angeordnet sind.
5. Diskriminator nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet / daß das Innengehäuse (15) aus lichtun.durchlässigem Material besteht und ein Paar Langlöcher (65/ 66) aufweist, die sich in der Umfangsrichtung des Innengehäuses gegenüberliegend der Lichtquelle (57) bzw. dem Fotodetektor (58) erstrecken.
6. Diskriminator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Tragglied (61) vorgesehen ist, dessen beide Endabschnitte in dieselbe Richtung gebogen sind, um einander gegenüberzuliegen, und daß die Licht-

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ι quelle (57) und der Fotodetektor (58) an den jeweiligen Endabschnitten des Tragglieds (61) montiert sind.
7. Diskriminator nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Lichtquelle (57) von dem Ausgangssignal eines Oszillators (83) gesteuert wird, damit das Licht der Lichtquelle moduliert wird, und daß der Frequenzanteil des Oszillators (83) aus dem Ausgangssignal des Fotodetektors (58) herausgegriffen und der Entscheidungseinrichtung (87) zugeführt wird.
8. Diskriminator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß durch einen aufgrund der Drehung des Rotors verursachten Unterdruck Luft von außerhalb in das Innengehäuse (15) gezogen wird, daß die Luft an dem. Rotor entlangstreicht, um ihn zu kühlen, und aus dem Innengehäuse (15) durch eine in dem Innengehäuse (15) ausgebildete Luftauslaßöffnung (32) herausströmt, um anschließend aus dem Außengehäuse (11) nach außen zu gelangen., und daß die Langlöcher (65, 66) in dem Innengehäuse (15) auf der bezüglich der Luftauslaßöffnung (32) gegenüberliegenden Seite des Rotors (22) ausgebildet sind.
9. Diskriminator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere Lichtquelle und ein weiterer Fotodetektor auf einander gegenüberliegenden Seiten des Außengehäuses vorgesehen sind, um einen.weiteren Lichtweg (95) zu bilden, daß die weitere Lichtquelle und der weitere Fotodetektor der-

'30 art positioniert sind, daß, wenn der eine Rotor (22) und wenn der andere Rotor (48) auf der Motorwelle (19) montiert ist, der weitere Lichtweg (95) von diesen Rotoren nicht unterbrochen wird, daß jedoch, wenn ein noch anderer Typ (91) unterschiedlicher Rotoren auf der Motorwelle (19) montiert ist, der weitere Lichtweg (95) von

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diesem noch anderen Rotor (91) unterbrochen wird, daß die Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung über den auf der Motorwelle (19) montierten Rotor (91) auf der Grundlage der Ausgangssignale des Fotodetektors (58) und des weiteren Fotodetektors fallt, und daß die Höchstdrehzahl-Einstelleinrichtung die Höchstdrehzahl des auf der Motorwelle montierten Rotors nach Maßgabe des Entscheidungsergebnisses einstellt.
10. Diskriminator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der weitere Lichtweg (95) im wesentlichen parallel zu dem erstgenannten Lichtweg (59) verläuft. (Fig. 8)
11. Diskriminator na,ch Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Langlöcher (65, 66) von durchsichtigen Plättchen (67, 68) verschlossen sind.