DE4326231A1

DE4326231A1 - Rotorkupplung für einen Zentrifugenrotor

Info

Publication number: DE4326231A1
Application number: DE4326231A
Authority: DE
Inventors: Guenter Eberle
Original assignee: Andreas Hettich GmbH and Co KG
Current assignee: Andreas Hettich GmbH and Co KG
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Rotorkupplungen werden zur kraftschlüssigen Verbindung eines Zentrifugenrotors mit der zugeordneten Motorwelle verwendet. Die Kupplung soll schnell kuppel bar sein und in relativ beliebigen Drehlagen des Rotors mit der Motorwelle verbindbar sein.

Bisher war es bekannt, den Rotor einer Zentrifuge nabenförmig mit einer Durchgangsbohrung zu versehen und diesen dann auf den Antriebsstutzen der Zentrifugen antriebswelle aufzustecken. Der Antriebsstutzen war entweder als zylindrischer oder konisch zu laufender Paßzapfen ausgebildet, welcher zusammen mit einer entsprechend bearbeiteten Durchgangsbohrung des Rotors mit einer vorgesehenen Passung ineinandergesteckt wurden und mittels einer zentrisch am stirnseitigen Ende des Antriebsstutzens vorgesehenen Schraubverbindung oder anderer geeigneter Verriegelungseinrichtungen in axialer Richtung auf den Antriebsstutzen aufgespannt wurde. Die drehfeste Verbindung wurde dabei entweder formschlüssig mittels einer Pass- oder Keilnutfeder erreicht, oder lag als reibschlüssige Verbindung zwischen Paßzapfen und Durchgangsbohrung vor.

Nachteilig bei dieser festen Kupplung von Antriebs welle und Zentrifugenrotor ist die drehfeste und starre Verbindung zwischen dem Rotor und dem Zentrifugenantrieb. Die Schraubkupplung mußte nämlich jedes Mal gelöst werden, um einen Winkelrotor gegen einen Tellerrotor (z. B. Hämatokrit-Rotor) auszuwechseln. Dies war insbesondere bei Zentrifugenrotoren ohne auswechselbares Probengehänge erforderlich.

Durch das wiederholte und häufige Aufsetzen und Abnehmen des Rotors von der Antriebswelle wurde von mal zu mal die Kupplungspassung abgenützt oder beschädigt, was dann ungünstige Laufeigenschaften durch damit zusammenhängende Unwuchten und Wackeln zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotorkupplung der eingangsgenannten Art so weiterzu bilden, daß ein einfaches und schnelles Wechseln des Rotors möglich ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die Merkmale der technischen Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Kupplung aus mindestens in radialer Richtung federnd beweglicher Spannzapfen besteht, welche an dem einen Zentrifugenteil angeordnet sind, welche Spannzapfen an dem gegenüberliegenden Zentrifugenteil, z. B. der Aufnahme-Nabe kraftschlüssig eingreifen.

Es handelt sich also um eine Schnellkupplung, bei der axial gerichtete, aber in radialer Richtung federnd bewegliche Spannzapfen vorhanden sind, die bevorzugt etwa tropfenförmig ausgebildet sind und welche in gekuppeltem Zustand hinter zugeordnete, radial einwärts gerichtete Vorsprünge am Umfang der Aufnahme-Nabe e ingreifen. Damit besteht der wesentliche Vorteil, daß aufgrund der Tropfenform der Spannzapfen ein leichtes Einstecken der Spannzapfen in axialer Richtung zum Zweck des Kuppelns des Rotors an der Aufnahme-Nabe möglich ist, weil diese Spannzapfen aufgrund ihrer abgerundeten Kopfform radial einwärts gerichtet federnd geneigt werden, wenn sie auf die zugeordneten radial einwärts ge richteten Vorsprünge an der Aufnahme-Nabe treffen. Bei weiterer axialer Bewegung der Spannzapfen schnappen diese dann hinter den Vorsprüngen in eine zugeordnete Hinterschneidung im Bereich einer umlaufenden Ringnut ein, so daß der Rotor gegen axiales Abheben von der Aufnahme-Nabe dadurch gesichert ist.

Die Erfindung bevorzugt, daß die Spannzapfen an der Unterseite des Rotors angeordnet sind und die zuge ordneten Vorsprünge an der Aufnahme-Nabe. Die Erfindung sieht jedoch auch die umgekehrte Anordnung vor, daß nämlich die Spannzapfen axial aufwärts gerichtet an der Aufnahme-Nabe angeordnet sind und hinter zugeordnete Vorsprünge im Bereich des Rotors einschnappbar sind. Der Vereinfachung wegen wird jedoch die erstgenannte Ausführungsform näher be schrieben, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.

Es wird im übrigen bevorzugt, wenn die radial einwärts gerichteten Vorsprünge als Zahnkranz ausgebildet sind, welcher ringsum laufend an der Aufnahme-Nabe angeordnet ist.

Die Spannzapfen sind mindestens in radialer Richtung federnd ausgebildet, um ein federndes Ausweichen in radialer Richtung einwärts während des Kupplungsvor ganges und ein radial auswärts gerichtetes Federn hinter die Vorsprünge an der Aufnahme-Nabe bei fest gelegter Kupplung zu gewährleisten.

Es wird jedoch bevorzugt, wenn die Spannzapfen auch mindestens teilweise in Umfangsrichtung beweglich angeordnet sind, um auch bei kleinen Kupplungsdifferenzen zwischen dem Spannzapfen und dem zugeordneten Vorsprung im Bereich des Zahnkranzes ein winkelgerechtes Kuppeln zu gewährleisten. Durch die Anordnung einer relativ hohen Anzahl von Zähnen am Zahnkranz und durch das Federungsvermögen der Spannzapfen in radialer Richtung und teilweise auch in Umfangsrichtung wird gewähr leistet, daß die Kupplung zwischen Rotor und Aufnahme- Nabe praktisch in jeder beliebigen Drehlage des Rotors erfolgen kann.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammen fassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Aus bildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch einen Rotordeckel mit Schnappverschluß;

Fig. 2 Schnitt durch einen Winkelrotor mit Rotor kupplung;

Fig. 3 Schnitt durch die auf die Motorwelle aufge schraube Aufnahme-Nabe;

Fig. 4 Draufsicht auf die Nabe nach Fig. 3;

Fig. 5 Schnitt durch den Deckel gemäß Fig. 1;

Fig. 6 Der Rotor nach Fig. 2 kurz vor dem Aufrasten auf die Aufnahme-Nabe;

Fig. 7 Die Anordnung nach Fig. 6 in gekuppeltem Zustand.

Der in den Fig. 1 und 5 dargestellte Rotordeckel 1 weist einen handelsüblichen Schnappverschluß 2 auf, mit dem er in eine Aufnahmebohrung 20 einer Aufnahme- Nabe 12 eingeschnappt werden kann. Der Deckel überdeckt einen Rotor 3, der im Ausführungsbeispiel als Winkel rotor ausgebildet ist. Selbstverständlich können nach der vorliegenden Erfindung sämtliche Typen von Rotoren verwendet werden, wie z. B. Schwenkbecher-Rotoren, Winkel-Rotoren und dgl. mehr.

Der Rotor 3 weist ein Rotor-Innenteil 4 auf, das mit einem Außenteil 5 verbunden ist, in welchen Becher 6 eingesteckt werden. An der Oberseite des Rotor-Innenteils 4 ist eine Platte 10 mit Schrauben 11 angeschraubt. Die Platte 10 gehört zum Rotor-Außenteil 5.

In dem Rotor-Innenteil 4 sind Gehäuse 8 für die Aufnahme von Spannzapfen 7 eingelassen, welche Spannzapfen 7 mindestens in radialer Richtung federelatisch in dem jeweiligen Gehäuse 8 gehalten ist. Der Kopf des Spannzapfens 7 ist jeweils tropfenförmig ausgebildet. Es sind hierbei mehrere Spannzapfen verteilt am Umfang an der Unterseite des Rotors 3 befestigt.

Gemäß Fig. 3 ist die Aufnahme-Nabe 12 auf der Motor welle 14 aufgeschraubt, welche Motorwelle 14 mit einem Motor 13 verbunden ist.

Die Aufnahme-Nabe 12 trägt eine Ringnut 15, die an der Oberseite durch einen Zahnkranz 18 abgedeckt ist. Die Zähne 16 des Zahnkranzes 18 ragen radial einwärts in die Ringnut 15 hinein, wobei die Zähne 16 der Form der Spannzapfen 7 entsprechen.

In Fig. 4 ist dargestellt, daß in gekuppeltem Zustand jeder Spannzapfen 7 hinter einen zugeordneten Zahn 16 eingreift und hierbei in einer Hinterschneidung 17 der Ringnut 15 liegt.

Gemäß Fig. 6 werden die Spannzapfen 7 kurz vor dem Einrasten in die Nabe gemäß der geneigten Linie 19 federelastisch radial einwärts verschwenkt, solange, bis der tropfenförmige Kopf an dem zugeordneten Zahn 16 des Zahnkranzes 18 vorbeigekommen ist.

Nach der Überwindung des verengten Zahnkranzes 18 stehen die Spannzapfen 7 wieder senkrecht, aber doch in enger Berührung mit dem Zahnkranz 18, um eine Über tragung des Drehmomentes beim Anlauf der Zentrifuge zu gewährleisten. Bei Erhöhung der Drehzahl stellen sich dann die Spannzapfen 7 aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft radial so weit wie möglich nach außen und gewährleisten eine kraftschlüssige Verbindung des Rotors 3 mit der Motorwelle 14.

Der Rotordeckel 1 wird durch den Schnappverschluß 2 direkt mit der Befestigungsschraube der Motorwelle 14 verbunden.

Bezugszeichenliste

1 Rotordeckel
2 Schnappverschluß
3 Rotor
4 Rotor-Innenteil
5 Rotor-Außenteil
6 Becher
7 Spannzapfen
8 Gehäuse
9 Ausnehmung
10 Platte des Außenteils 5
11 Schraube
12 Aufnahme-Nabe
13 Motor
14 Motorwelle
15 Ringnut
16 Zahn
17 Hinterschneidung
18 Zahnkranz
19 Linie
20 Aufnahmebohrung

Claims

1. Rotorkupplung zur kraftschlüssigen Verbindung einer vertikalen Motorwelle (14) eines Zentrifugenantriebes mit einem Zentrifugenrotor (3), wobei die Kupplung in gekoppeltem Zustand auf der Motorwelle festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus mindestens in radialer Richtung federnd beweglichen Spannzapfen (7) besteht, die an dem einen Zentrifugenteil, z. B. dem Rotor (3), befestigt sind und in gekuppelten Zustand hinter radial einwärts gerichteten Vorsprüngen (Zahn 16) eingreifen, die an dem anderen Zentrifugenteil, z. B. der Aufnahme- Nabe (12), befestigt sind.

2. Rotorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzapfen (7) am Rotor (3) und die radialen Vorsprünge Zahn (16) an der Aufnahme-Nabe (12) befestigt sind.

3. Rotorkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Vorsprünge Zahn (16) als Zahnkranz (18) ausgebildet sind, die drehfest mit der Aufnahme-Nabe (12) verbunden ist.

4. Rotorkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannzapfen (7) etwa tropfenförmige Gestalt hat.

5. Rotorkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme-Nabe (12) unterhalb des Zahnkranzes (18) eine Ringnut (15) angeordnet ist, welche eine radial auswärts gerichtete Hinterschneidung (17) aufweist.