EP0222085A2 - Bucket for a swing-type rotor centrifuge - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a centrifuge cup for rotors of the swivel cup type with two cutouts formed on opposite outer sides in the upper cup wall for receiving the rotor carrying bolts, each cutout having a bottom surface and being delimited by an arcuate surface on its side facing the cup opening.
- centrifuge cups are known for example from DE-AS 26 37 900 and US Pat. No. 4,531,652. These beakers are used, for example, to hold sample beakers or test tubes, for which purpose, if necessary, separate insert inserts for such tubes can be inserted into the centrifuge beaker. Since such centrifuge beakers are subjected to high forces during centrifugation, they are preferably made from an injection molding, for example an aluminum injection molding.
- centrifuge cups made of a plastic material are known from DE-PS 29 38 317, in which, at least in the area of the suspension, metal parts are used for reinforcement.
- centrifuge beakers mentioned above are used in rotors, as are described, inter alia, in US Pat. No. 4,147,294 or DE-GM 77 22 184.
- the present invention is based on the object of specifying a centrifuge cup in which, in comparison to conventional centrifuge cups, higher load change cycles can be achieved and higher gravity fields can be driven without the known material fatigue in the area of the recesses receiving the supporting bolts, in particular in the form of cracks. occur.
- the bottom surface of the recess has a dome-like depression which is arranged in the region of the ridge of the arcuate surface adjacent to it and in that at least one groove running into the depression is formed in the ridge region of the arcuate surface.
- the centrifuge cups designed according to the invention have proven themselves to be excellent in test runs. Compared to conventional centrifuge cups, they are characterized by higher achievable load change cycles without any noticeable signs of material fatigue. The cup weight is not increased by the measure according to the invention and nevertheless a higher stability is achieved.
- a centrifuge beaker which has at least one further groove on both sides of the at least one groove on the comb area of the arc-shaped surface has proven successful. These additional grooves result in an even distribution of the load in the recess receiving the support bolt.
- the arcuate surface of the recess is designed such that it widens in a funnel shape towards the bottom surface.
- the centrifuge cup lies only with the front edge of the curved surface in the idle state.
- a slight bending of the cup can be determined, so that there is a linear support of the arcuate surface in the axial direction of the carrying bolt. It has proven advantageous here for the surface to widen at an angle between 15 '(minutes) and 1 ° to the pivot axis of the cup. With this linear support, the cup is optimally supported on the rotor support bolts.
- the end of the at least one groove formed in the curved surface should form part of the spherical recess in the bottom surface of the recess.
- the centrifuge cup shown in the figures is a double blood cup bag, the cup volume of which, as can be seen in particular from FIGS. 1 and 2, is divided into two cup areas 2 by a partition 1.
- recesses 5 are formed on opposite outer sides for receiving rotor support bolts (not shown). These recesses 5 have a flat bottom surface 6 and they are upwards, i.e. to the cup edge 4 or to the cup opening 7, bounded by an arcuate surface 8. Down, i.e.
- the recess 5 is open so that the double blood bag cup can be placed on the support bolts of the centrifuge rotor from above. So that the cup can pivot freely on the support bolt of the rotor, the two opposite outer sides, in which the recesses 5 are formed, are flattened parallel to one another.
- a groove 12 is formed in the area of the comb 10 of the arcuate surface 8, namely in the direction of the pivot axis 19 of the rotor support bolts, which merges into the dome-like depression 11, indicated in FIG. 4 by the reference number 13.
- At least one further groove 14 is milled into the arcuate surface 8 on both sides of the at least one groove 12, as shown in FIG. 4, as is illustrated with reference to FIGS. 5 and 6. While the groove 12 runs out into the dome-like recess 11, the two further grooves 14 in this exemplary embodiment end in the corner region of the recess 5, which is formed by the bottom surface 6 and the curved surface 8. Instead of these three grooves, an embodiment is also possible in which two grooves are formed in the arc-shaped surface 8, these two arc-shaped grooves then, according to the exemplary embodiment according to FIG. 4, to merge into the dome-like depression 11.
- a design of the recess 5 in which the arcuate surface 8 extends in a funnel shape towards the bottom surface 6 has a particularly advantageous effect on the tension conditions of the centrifuge cup.
- This undercut of the arcuate surface 8 has the effect that, at the beginning of the centrifuging process, the cup only rests with the outer edge 15 on the carrying bolt, indicated by the dash-dotted line 16 in FIG. 4. With increasing speed and thus increasing load, the cup is deformed until a linear support is formed along the top of the bolt. Depending on the load (loading, Speed etc.) and the associated deformation of the cup, the angle of the undercut, designated by reference number 17, should be between 15 '(minutes) to 1 °.
- the axis 18 of the dome-like depression (see FIG. 6) runs in the direction of the pivot axis 19 (see FIG. 3) of the centrifuge cup.
- the groove end of at least one groove 12 forms part of the dome-shaped recess 11, i.e. in cross section, the groove 12 has a radius corresponding to the dome-like depression 11. This measure has the particular advantage that the groove 12 and the dome-like recess 11 can be milled in one operation.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugenbecher für Rotoren vom Schwenkbechertyp mit zwei an gegenüberliegenden Außenseiten in der oberen Becherwandung ausgebildeten Aussparungen zur Aufnahme der Rotor-Tragebolzen, wobei jede Aussparung eine Bodenfläche aufweist und auf ihrer zur Becheröffnung zugekehrten Seite von einer bogenförmigen Fläche begrenzt ist.The present invention relates to a centrifuge cup for rotors of the swivel cup type with two cutouts formed on opposite outer sides in the upper cup wall for receiving the rotor carrying bolts, each cutout having a bottom surface and being delimited by an arcuate surface on its side facing the cup opening.
Darartige Zentrifugenbecher sind beispielsweise aus der DE-AS 26 37 900 und der US-PS 4 531 652 bekannt. Diese Becher dienen beispielsweise zur Aufnahme von Probenbechern oder Proberöhrchen, wozu, falls erforderlich, gesonderte Aufnahme-Einsätze für solche Röhrchen in den Zentrifugenbecher eingesetzt werden können. Da solche Zentrifugenbecher beim Zentrifugieren hohen Kräften ausgesetzt sind, werden sie bevorzugt aus einem Spritzguß, beispielsweise einem Aluminium-Spritzguß, gefertigt.Such centrifuge cups are known for example from DE-AS 26 37 900 and US Pat. No. 4,531,652. These beakers are used, for example, to hold sample beakers or test tubes, for which purpose, if necessary, separate insert inserts for such tubes can be inserted into the centrifuge beaker. Since such centrifuge beakers are subjected to high forces during centrifugation, they are preferably made from an injection molding, for example an aluminum injection molding.
Darüber hinaus sind aus der DE-PS 29 38 317 solche Zentrifugenbecher aus einem Kunststoffmaterial bekannt, bei denen, zumindest im Bereich der Aufhängung, zur Verstärkung Metallteile eingesetzt sind.In addition, such centrifuge cups made of a plastic material are known from DE-PS 29 38 317, in which, at least in the area of the suspension, metal parts are used for reinforcement.
Die vorstehend angesprochenen Zentrifugenbecher werden in Rotoren eingesetzt, wie sie unter anderem in der US-PS 4 147 294 oder dem DE-GM 77 22 184 beschrieben sind.The centrifuge beakers mentioned above are used in rotors, as are described, inter alia, in US Pat. No. 4,147,294 or DE-GM 77 22 184.
Infolge der ständigen Lastwechsel, denen solche Zentrifugenbecher unterliegen, und der hohen Spitzenbelastungen beim Zentrifugieren sind häufig nach höheren Zyklenzahlen, Rißbildungen im Bereich der Aussparungen, in denen die Rotor-Tragebolzen eingreifen, zu beobachten, solche Zentrifugenbecher müssen aus Sicherheitsgründen ausgewechselt werden. Um längere Lebensdauern, das heißt höhere Zyklenzahlen, bei solchen Zentrifugenbechern zu erreichen, wurden bereits die Bechervolumina und damit das Eigengewicht der Zentrifugenbecher verringert unter Inkaufnahme eines geringeren nutzbaren Bechervolumens. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugenbecher anzugeben, bei dem im Vergleich zu herkömmlichen Zentrifugenbechern höhere Lastwechsel-Zyklen erreichbar und höhere Schwerefelder fahrbar sind, ohne daß die bekannten Materialermüdungen im Bereich der die Tragbolzen aufnehmenden Aussparungen, insbesondere in Form von Rißbildungen, auftreten.As a result of the constant load changes to which such centrifuge cups are subject and the high peak loads during centrifugation, cracks can often be observed in the area of the recesses in which the rotor carrying bolts engage after higher cycles, such centrifuge cups must be replaced for safety reasons. In order to achieve longer lifetimes, i.e. higher number of cycles, with such centrifuge cups, the cup volumes and thus the weight of the centrifuge cups have already been reduced while accepting a lower usable cup volume. The present invention is based on the object of specifying a centrifuge cup in which, in comparison to conventional centrifuge cups, higher load change cycles can be achieved and higher gravity fields can be driven without the known material fatigue in the area of the recesses receiving the supporting bolts, in particular in the form of cracks. occur.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Bodenfläche der Aussparung eine kalottenartige Vertiefung aufweist, die im Bereich des Kammes der bogenförmigen Fläche angrenzend an diese angeordnet ist und daß im Kammbereich der bogenförmigen Fläche wenigstens eine in die Vertiefung auslaufende Nut ausgebildet ist. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifugenbecher haben sich in Testläufen ausgezeichnet bewährt. Sie zeichnen sich gegenüber den herkömmlichen Zentrifugenbechern durch höhere erreichbare Lastwechsel-Zyklen ohne erkennbare Materialermüdungserscheinungen aus. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird das Bechergewicht nicht erhöht und trotzdem eine höhere Stabilität erreicht.This object is achieved according to the invention in that the bottom surface of the recess has a dome-like depression which is arranged in the region of the ridge of the arcuate surface adjacent to it and in that at least one groove running into the depression is formed in the ridge region of the arcuate surface. The centrifuge cups designed according to the invention have proven themselves to be excellent in test runs. Compared to conventional centrifuge cups, they are characterized by higher achievable load change cycles without any noticeable signs of material fatigue. The cup weight is not increased by the measure according to the invention and nevertheless a higher stability is achieved.
Gut bewährt hat sich ein Zentrifugenbecher, der im Kammbereich der bogenförmigen Fläche beidseitig der wenigstens einen Nut jeweils mindestens eine weitere Nut aufweist. Durch diese zusätzliche Nuten wird eine noch gleichmäßigere Lastverteilung in der den Tragbolzen aufnehmenden Aussparung erzielt.A centrifuge beaker which has at least one further groove on both sides of the at least one groove on the comb area of the arc-shaped surface has proven successful. These additional grooves result in an even distribution of the load in the recess receiving the support bolt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Zentrifugenbechers ist die bogenförmige Fläche der Ausnehmung so ausgebildet, daß sie sich zur Bodenfläche hin trichterförmig erweitert. Durch diese Maßnahme liegt der Zentrifugenbecher im Ruhezustand nur mit der vorderen Kante der bogenförmigen Fläche auf. Im Betrieb ist, mit wachsender Belastung, ein geringfügiges Verbiegen des Bechers festzustellen, so daß es zu einer linienförmigen Auflage der bogenförmigen Fläche in axialer Richtung des Tragebolzens auf diesen kommt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß sich die Fläche unter einem Winkel zwischen 15' (Minuten) bis 1° zur Schwenkachse des Bechers erweitert. Mit dieser linienförmigen Auflage wird der Becher optimal auf den Rotor-Tragebolzen gelagert.In a particularly advantageous embodiment of the centrifuge cup, the arcuate surface of the recess is designed such that it widens in a funnel shape towards the bottom surface. As a result of this measure, the centrifuge cup lies only with the front edge of the curved surface in the idle state. In operation, with increasing load, a slight bending of the cup can be determined, so that there is a linear support of the arcuate surface in the axial direction of the carrying bolt. It has proven advantageous here for the surface to widen at an angle between 15 '(minutes) and 1 ° to the pivot axis of the cup. With this linear support, the cup is optimally supported on the rotor support bolts.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Zentrifugenbechers sollte das Ende der mindestens einen, in der bogenförmigen Fläche ausgebildeten Nut einen Teil der kalottenförmigen Ausnehmung in der Bodenfläche der Aussparung bilden.In a preferred embodiment of the centrifuge beaker, the end of the at least one groove formed in the curved surface should form part of the spherical recess in the bottom surface of the recess.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
- Figur 1 einen Schnitt durch einen Doppelblutbeutelbecher entlang der Schnittlinie I - I in
Figur 2, Figur 2 eine Draufsicht auf den Zentrifugenbecher nach Figur 1,Figur 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III inFigur 2, wobei die Bechertrennwand im unteren Bereich nicht dargestellt ist,- Figur 4 eine Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes IV in
Figur 3, Figur 5 eine Sicht in Richtung des Pfeiles V in Figur 4 mit einer gegenüber Figur 4 abgewandelten Ausnehmung undFigur 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI - VI inFigur 5.
- FIG. 1 shows a section through a double blood bag cup along the section line I - I in FIG. 2,
- FIG. 2 shows a top view of the centrifuge cup according to FIG. 1,
- FIG. 3 shows a section along the section line III-III in FIG. 2, the cup partition wall not being shown in the lower region,
- FIG. 4 shows an enlargement of detail IV in FIG. 3,
- Figure 5 is a view in the direction of arrow V in Figure 4 with a modified compared to Figure 4 and
- FIG. 6 shows a section along the section line VI-VI in FIG. 5.
Bei dem in den Figuren dargestellten Zentrifugenbecher handelt es sich um einen Doppelblutbecherbeutel, dessen Bechervolumen, wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, durch eine Trennwand 1 ein zwei Becherbereiche 2 unterteilt ist. Im oberen Bereich der Becherwandung 3, etwa um ein Drittel der Becherhöhe vom oberen Becherrand 4 zur Bechermitte hin versetzt, sind an gegenüberliegenden Außenseiten Aussparungen 5 zur Aufnahme von nicht dargestellten Rotor-Tragebolzen ausgebildet. Diese Aussparungen 5 weisen eine ebene Bodenfläche 6 auf und sie werden nach oben, d.h. zum Becherrand 4 bzw. zur Becheröffnung 7 hin, durch eine bogenförmige Fläche 8 begrenzt. Nach unten, d.h. zum Boden 9 des Zentrifugenbechers hin, ist die Aussparung 5 offen, so daß der Doppleblutbeutelbecher von oben auf die Tragbolzen des Zentrifugenrotors aufgesetzt werden kann. Damit der Becher auf den Tragebolzen des Rotors frei schwenken kann, sind die beiden gegenüberliegenden Außenseiten, in denen die Aussparungen 5 ausgebildet sind, parallel zueinander verlaufend abgeflacht.The centrifuge cup shown in the figures is a double blood cup bag, the cup volume of which, as can be seen in particular from FIGS. 1 and 2, is divided into two
Bei herkömmlichen Zentrifugenbechern sind, infolge der ständigen Lastwechsel nach größen Zyklenzahlen feine Risse im Bereich des Zenites der Aussparungen 5 zu beobachten, so daß diese Becher aus Sicherheitsgründen dann ersetzt werden müssen. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen Zentrifugenbecher wird nunmehr in der Bodenfläche 6 jeder Aussparung 5 eine kalottenartige Vertiefung 11 vorgesehen, die angrenzend an die bogenförmige Fläche 8 angeordnet ist.In conventional centrifuge beakers, fine cracks can be observed in the area of the zenith of the
Weiterhin ist im Bereich des Kammes 10 der bogenförmigen Fläche 8 eine Nut 12 ausgebildet, und zwar in Richtung der Schwenkachse 19 der Rotor-Tragebolzen verlaufend, die in die kalottenartige Vertiefung 11, in Figur 4 durch die Bezugsziffer 13 angedeutet, übergeht. Diese Maßnahmen, d.h. die Nut 12 und die kalottenartige Vertiefung 11, wirken sich vorteilhaft auf die Spannungsverhältnisse des Bechers im Bereich der Bolzenaufhängung auf, so daß derartig ausgestaltete Zentrifugenbecher höher belastbar sind, ohne daß die bisher beobachteten Risse auftreten.Furthermore, a
In einer weiteren Optimierung des Zentrifugenbechers wird beidseitig der wenigstens einen Nut 12, wie diese in Figur 4 gezeigt ist, jeweils mindestens eine weitere Nut 14 in die bogenförmige Fläche 8 eingefräst, wie dies anhand der Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Während die Nut 12 in die kalottenartige Vertiefung 11 ausläuft, enden die beiden weiteren Nuten 14 in diesem Ausführungsbeispiel im Eckbereich der Aussparung 5, der durch die Bodenfläche 6 und die bogenförmige Fläche 8 gebildet wird. Anstelle dieser drei Nuten ist auch eine Ausführungsform möglich, in der zwei Nuten in der bogenförmigen Fläche 8 ausgebildet sind, wobei diese beiden bogenförmigen Nuten dann, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4, in die kalottenartige Vertiefung 11 übergehen sollten.In a further optimization of the centrifuge beaker, at least one
Besonders vorteilhaft auf die Spannungsverhältnisse des Zentrifugenbechers wirkt sich eine Ausgestaltung der Aussparung 5 aus, bei der die bogenförmige Fläche 8 trichterförmig zur Bodenfläche 6 hin sich erweiternd verläuft. Durch diese Hinterschneidung der bogenförmigen Fläche 8 wird bewirkt, daß zu Beginn des Zentrifugiervorganges der Becher nur mit der äußeren Kante 15 auf dem Tragebolzen, durch die strichpunktierte Linie 16 in Figur 4 angedeutet, aufliegt. Mit zunehmender Drehzahl und damit zunehmender Belastung tritt eine Verformung des Bechersauf, bis sich eine linienförmige Auflage entlang der Oberseite des Bolzens einstellt. Je nach Belastung (Beladung, Drehzahl etc.) und der damit zusammenhängenden Verformung des Bechers sollte der Winkel der Hinterschneidung, durch Bezugsziffer 17 bezeichnet, zwischen 15' (Minuten) bis 1° liegen.A design of the
In bevorzugten Ausführungsformen verläuft die Achse 18 der kalottenartigen Vertiefung (siehe Figur 6) in Richtung der Schwenkachse 19 (siehe Figur 3) des Zentrifugenbechers. Außerdem bildet das Nutende zumindest der einen Nut 12 einen Teil der kalottenförmigen Ausnehmung 11, d.h. die Nut 12 weist im Querschnitt einen der kalottenartigen Vertiefung 11 entsprechenden Radius auf. Diese Maßnahme hat insbesondere den Vorteil, daß die Nut 12 und die kalottenartige Vertiefung 11 in einem Arbeitsgang eingefräst werden können.In preferred embodiments, the axis 18 of the dome-like depression (see FIG. 6) runs in the direction of the pivot axis 19 (see FIG. 3) of the centrifuge cup. In addition, the groove end of at least one
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