DE4326231A1 - Rotorkupplung für einen Zentrifugenrotor - Google Patents
Rotorkupplung für einen ZentrifugenrotorInfo
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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- B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
- B04B9/08—Arrangement or disposition of transmission gearing ; Couplings; Brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
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- B04B2009/085—Locking means between drive shaft and rotor
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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
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 (5)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4326231A DE4326231A1 (de) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Rotorkupplung für einen Zentrifugenrotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4326231A DE4326231A1 (de) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Rotorkupplung für einen Zentrifugenrotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4326231A1 true DE4326231A1 (de) | 1995-02-09 |
Family
ID=6494475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4326231A Ceased DE4326231A1 (de) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Rotorkupplung für einen Zentrifugenrotor |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4326231A1 (de) |
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