DE3423941C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laborzentrifuge mit einer lös­ baren Schraubverbindung zwischen einer motorgetriebenen An­ triebswelle und einem mit der Welle umlaufenden zur Halterung des Zentrifugenrotors dienenden Aufnahmekonus, wobei Antriebs­ welle und Aufnahmekonus über mindestens ein Schraubelement miteinander verspannt sind.

Eine derartige Laborzentrifuge ist aus der US-PS 36 76 723 bekannt. Die beim Zentrifugen­ betrieb auftretenden Kräfte werden über einen besonderen Lagerbock abgefangen. Zu diesem Zweck ist über die Antriebswelle eine Lagerhülse geschoben, die mit Hilfe einer Gewindehülse mit dem Kopfteil der Welle verklemmt wird. Auf diese Lagerhülse sind der Aufnahmekonus und auf dem Aufnahmekonus der eigentliche Zentrifugenrotor aufgesetzt, wobei Aufnahmekonus und Zentrifugen­ rotor durch hülsenartig ausgebildete Schraubelemente befestigt werden.

Aus der DE-OS 25 01 513 ist eine Laborzentrifuge bekannt, bei der zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Zentrifugenrotor eine Schraube mit Spreizkegel in axialer Richtung in die Antriebswelle eingeführt und festgezogen wird. Aufgrund der konischen Form des Spreizkegels wird beim Anziehen der Schraube das elastische, mit parallel zur Längsachse verlaufenden Spalten in der Mantel­ fläche versehene, ringförmige Oberteil der Antriebswelle nach außen gepreßt, so daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Rotor entsteht.

Bei derartigen kraftschlüssigen Verbindungen ist einerseits zur Erzielung des Kraft­ schlusses eine bestimmte Mindestspannung durch Festziehen der Schraube erforderlich, andererseits kann bei unsach­ gemäßer Bedienung die Schraube überdreht werden. Weiterhin ist bei häufigem Betrieb eine ständige Überprüfung des Schrauben­ sitzes auf Lockerung erforderlich, um die Gefahr einer Relativ­ bewegung zwischen Welle und Aufnahmekonus, welche zu einer festen Verbindung durch Festfressen führen kann, auf alle Fälle zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Verbindung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die bei sicherer Handhabung ein gegenseitiges Verschieben von Antriebs­ welle und Aufnahmekonus vermeidet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kopfteil der Antriebswelle mit mindestens einem axialen Spalt versehen ist, in den mindestens ein als Gewindestift ausge­ bildetes Schraubelement etwa in radialer Richtung einführbar ist, wobei der Gewindestift im Aufnahmekonus verschraubt ist.

Es wird so neben einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Antriebswelle und Aufnahme­ konus eine zusätzliche formschlüssige Verbindung geschaffen.

Vorteilhafte Ausge­ staltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Kopfteil der Antriebswelle und der Aufnahmekonus sind mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Öffnungen versehen, in die jeweils ein Gewindestift einführbar ist.

Um das Einführen der Gewindestifte im Bereich des Spaltes zu erleichtern, ist dieser in Höhe der Bohrungen im Aufnahmekonus mit konischen Erweiterungen versehen. Der Spalt kann auch in Form eines Langloches ausgeführt sein, so daß das Kopfteil in seinem oberen Bereich eine geschlossene Stirnfläche aufweist.

Bei ausreichender Länge des Spaltes ist dabei die zum Kraft­ schluß erforderliche Elastizität gewährleistet. Zur Erleichterung der Bedienung ist es möglich, den Aufnahmekonus mit nur einer Gewindebohrung zu versehen, so daß nur ein einziger Gewindestift in den Aufnahmekonus einführbar ist. Dabei wird der Aufnahmekonus mit einer der Gewindebohrung diametral gegenüberliegenden Führungsbohrung versehen, in die eine an der konisch geformten Spitze des Gewindestifts angebrachte Zylinderführung einführbar ist. Die Zylinderführung ist dabei in ihrer Länge so abgestimmt, daß ein ausgeglichenes Trägheitsmoment erzielt wird.

Besonders vorteilhaft ist, daß der auf den Aufnahmekonus steckbare Zentrifugenrotor selbst bei einer Lockerung der Schrauben diese am Austreten durch Zentrifugalkraft hindert und somit wenigstens die form­ schlüssige Verbindung aufrechterhält.

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

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit einem Kopfteil versehenen oberen Endes einer Antriebs­ welle,

Fig. 2a die Antriebswelle im Längsschnitt mit einem aufgesetzten Aufnahmekonus,

Fig. 2b einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-B in Fig. 2a,

Fig. 2c einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-D in Fig. 2a und

Fig. 3 eine mit einem einzigen Gewindestift versehene Anordnung.

Gemäß Fig. 1 enthält die Antriebswelle 1 an ihrem oberen Ende ein zylindrisches Kopfteil 2 mit einem gegenüber dem Wellendurch­ messer erweiterten Durchmesser. Das Kopfteil 2 ist mit einem durch die Drehachse der Antriebswelle 1 verlaufenden Spalt 3 versehen, so daß das Kopfteil 2 in Form einer nach oben geöffneten Spannzange ausgebildet ist. Die nach oben geöffnete Spannzange stellt dabei die bevorzugte Ausführungsform dar; es ist jedoch auch möglich, den Spalt in Form eines Langloches auszuführen. Im Bereich des Spaltes 3 sind zusätzliche konische Öffnungen 4 in radialer Richtung vorgesehen, die zur Aufnahme der ebenfalls konisch ausgeprägten Spitzen der Gewindestifte im aufsetzbaren Aufnahmekonus dienen.

Fig. 2a zeigt im Längsschnitt das als Kopfteil 2 ausgebildete obere Ende der Antriebswelle 1 gemäß Fig. 1 mit dem aufgesetzten Aufnahmekonus 6, der die Form eines Kegelstumpfes hat. Entsprechend den konischen Öffnungen 4, 5 im Kopfteil 2 der Antriebswelle 1 sind im Aufnahmekonus 6 zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrungen 7, 8 mit Innengewinde angeordnet, in welche sich jeweils ein Gewindestift 9, 10 einführen läßt. Der Spalt 3 reicht bis zu dem im Aufriß als schraffierte Fläche dargestellten Boden 11 des Kopfteils 2.

Fig. 2b stellt einen Querschnitt in Höhe der Schnittlinie A-B in Fig. 1 dar.

In Fig. 2b ist der die Längsachse der Antriebswelle schneidende Spalt 3 im Kopfteil 2 erkennbar; in Höhe der Bohrungen 7, 8 befinden sich die konischen Öffnungen 4, 5 im Kopfteil 2, welche zur Aufnahme der Spitzen der Gewindestifte 9, 10 vorgesehen sind. Durch das Eingreifen der Gewindestifte 9, 10 in die konischen Öffnungen 4, 5 des Kopfteils 2 wird ein Formschluß zwischen dem Kopfteil 2 und dem Aufnahmekonus 6 hergestellt. Der Formschluß bleibt auch dann erhalten, wenn sich die Gewindestifte 9, 10 in den Bohrungen 7, 8 lockern sollten, da sie am Austritt durch den auf den Aufnahmekonus 6 steckbaren Zentrifugenrotor gehindert werden. Der in den Figuren nicht dargestellte Zentrifugenrotor bildet somit einen Anschlag, durch den die Gewindestifte 9, 10 in radialer Richtung begrenzt werden.

Über den Formschluß hinaus wird durch Anziehen der Gewindestifte 9, 10 in ihren Bohrungen 7, 8 infolge gegenseitiger Konizität von Gewindestiften 9, 10 und Öffnungen 4, 5 eine Keilwirkung erzielt, die den Spalt 3 so lange erweitert, bis das Kopfteil 2 mit seiner äußeren Mantelfläche eine Kraft auf die als Hohlzylinder ausgebildete Innenfläche des Aufnahmekonus 6 ausübt. Auf diese Weise ist dann zusätzlich zum Formschluß ein Kraftschluß herge­ stellt, woraus sich eine hohe Belastbarkeit ergibt.

Zur Montage des Aufnahmekonus 6 werden die Gewindestifte 9, 10 so weit in ihren Bohrungen 7, 8 zurückgedreht, bis der als Hohlzylinder ausgebildete innere Ring des Aufnahmekonus 6 frei ist. Beim Aufstecken müssen die Bohrungen 7, 8 des Aufnahme­ konus 6 mit dem Spalt 3 im Kopfteil 2 der Antriebswelle fluchten. Anschließend können die beiden Gewindestifte 9, 10 angezogen werden bis sie in die konischen Öffnungen 4, 5 im Spalt 3 des Kopfteils 2 gegen den aufgesteckten Aufnahmekonus 6 pressen und neben dem Formschluß einen Kraftschluß zwischen Aufnahmekonus 6 und dem Kopfteil 2 der Antriebswelle 1 erzeugen.

In Fig. 2c ist ein Querschnitt gemäß der Linie C-D in Fig. 2a dargestellt. Die Figur zeigt den erweiterten Durchmesser in der Querschnittsfläche des Aufnahmekonus 6. Weiterhin sind das Kopfteil 2 der Antriebswelle und der Spalt 3 erkennbar.

Gemäß Fig. 3 ist es auch möglich, eine einseitige Verspannung mittels eines einzigen Gewindestifts 12 zwischen dem Kopfteil 2 der Antriebswelle und dem Aufnahmekonus 6 vorzunehmen. In diesem Fall besteht der Gewindestift 12 aus drei Teilen: dem Gewinde 13, der sich daran anschließenden konischen Spitze 14 sowie einer auf die konische Spitze aufgesetzten Zylinderführung 15. Entsprechend dieser Anordnung ist der Aufnahmekonus 6 in diesem Fall nur noch mit einer Bohrung 7 versehen, welche das Gegengewinde zur Aufnahme des Gewindestifts 12 enthält, während der Bohrung 7 diametral eine zweite Bohrung 16 gegenüberliegt, welche zur Aufnahme der Zylinderführung 15 des Gewindestifts 12 dient. Dabei ist es möglich, durch Vorgabe einer bestimmten Länge der Zylinderführung 15 ein ausgeglichenes Trägheits­ moment zu erzielen. Bei einseitiger Verspannung ist es zudem möglich, auf die zweite konische Öffnung 5 des Spalts 3 zu verzichten. Außerdem ist bei einseitiger Verspannung die verhältnismäßig schnelle Auswechselbarkeit des Aufnahmekonus möglich. Auch hier wird der Gewindestift durch den aufsteckbaren Zentrifugenrotor gegen Austritt bei Lockerung geschützt.

Claims (5)

1. Laborzentrifuge mit einer lösbaren Schraubverbindung zwischen einer motorgetriebenen Antriebswelle und einem mit der Welle umlaufenden zur Halterung des Zentrifugenrotors dienenden Aufnahmekonus, wobei Antriebswelle und Aufnahme­ konus über mindestens ein Schraubelement miteinander verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (2) der Antriebswelle (1) mit mindestens einem axialen Spalt (3) versehen ist, in den mindestens ein als Gewindestift (9; 10; 12) ausgebildetes Schraubelement etwa in radialer Richtung einführbar ist, wobei der Gewindestift (9; 10; 12) im Aufnahmekonus (6) verschraubt ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Spalt (3) des Kopfteils (2) zu mindestens einer konischen Öffnung (4, 5) zur Aufnahme des Gewindestifts (9; 10; 12) erweitert ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Spalt (3) nach Art eines Langlochs ausgebildet ist.

4. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekonus (6) zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrungen (7, 8) enthält, in die jeweils ein Gewindestift (9, 10) einführbar ist.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekonus (6) eine erste Bohrung (7) zur Aufnahme eines Gewindestifts (12) enthält, daß der Aufnahmekonus (6) mit einer der ersten Bohrung diametral gegen­ überliegenden zweiten Bohrung (16), die einen geringeren Durchmesser als die erste Bohrung (7) aufweist, versehen ist und daß die zweite Bohrung (16) zur Aufnahme einer sich an die konisch geformte Spitze (14) des Gewindestiftes (12) anschließenden Zylinderführung (15) aufweist.