EP3110557B1

EP3110557B1 - Zentrifuge

Info

Publication number: EP3110557B1
Application number: EP15712805.9A
Authority: EP
Inventors: Klaus-Günter Eberle; Erik Rainer Gerlach; Fritz Walter Bernd Fiedler; Christoph Pabst; Marcellus Geiselmann; Armin Brendle
Original assignee: Andreas Hettich GmbH and Co KG
Current assignee: Andreas Hettich GmbH
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP2017509475A; WO2015128296A1; CN106102922B; CN106102922A; US20170008013A1; JP6491219B2; US10335804B2; DE102014102472A1; EP3110557A1; DE102014102472B4; PL3110557T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art,
Es sind Zentrifugen in vielerlei Bauformen bekannt. Besonders bei Laborzentrifugen ist man seit jeher bestrebt, möglichst kompakte Geräte vorzuschlagen, da die Platzverhältnisse in Laboratorien oft begrenzt sind. Hinzu kommt, dass Laborzentrifugen in der Regel von oben be- und entladen werden und daher oberhalb der Geräte genügend Freiraum zum Öffnen des Deckels vorhanden sein muss.
Gleichzeitig ist es erforderlich, bei der Konstruktion einer Zentrifuge auf eine gute Dämpfung zu achten, um unweigerlich auftretenden Unwuchten entgegenwirken zu können. Allgemein ist es zum Beispiel bekannt, den Motor zu diesem Zweck auf Dämpfungselementen zu lagern, deren Federachsen parallel zur Längsachse des Motors liegen. Jedoch hat sich die bekannten Anordnung und Dämpfung in der Praxis häufig als unzureichend erwiesen. Die Dämpfungselemente in ihrer bisherigen Anordnung können zum einen die entstehenden Kräfte nur mangelhaft absorbieren. Zum anderen werden die Dämpfungselemente in einer Art und Weise belastet, die ihre Lebensdauer verkürzen.
Eine gattungsgemäße Zentrifuge ist aus der DE 39 22 744 A1 bekannt und weist einen Rotor zur Aufnahme von Behältern mit Zentrifugiergut auf. Über eine Antriebswelle wird der Rotor angetrieben, wofür die Antriebswelle mit einem Motor verbunden ist. Der Motor mit Antriebswelle und Rotor sind mit einer Lagereinheit verbunden, welche mehrere eine Federachse umfassenden Dämpfungselemente aufweist. Das Ganze ist mit einem Trägerelement zur Festlegung des Motors in der Zentrifuge verbunden. Die Federachsen der Dämpfungselemente können in einem spitzen Winkel σ zur Drehachse Y des Motors angestellt sein. Die Dämpfungselemente sind jeweils über eine Strebe mit der Lagereinheit verbunden. Die Streben so angestellt und angeordnet sind, dass sie mit der jeweiligen Federachse der Dämpfungselemente konzentrisch ausgerichtet sind. Die Lagereinheit umfasst eine Trägerplatte und wirkt neben den Dämpfungselementen mit Federelementen zusammen.
Aus der GB 739 666 A un der US 1 848 641 A ist jeweils eine Zentrifuge bekannt, bei der der Motor über Streben und Dämpfungselemente im Gehäuse gelagert ist.
Die DE 195 16 904 A1 offenbart ein Laborzentrifuge mit einer Vibrationsdämpfungseinrichtung,
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Zentrifuge, insbesondere eine Laborzentrifuge, zu schaffen, die so gelagert ist, dass die Dämpfungselemente optimal belastet werden und eine verbesserte Dämpfung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Unwucht keine Kippbewegung des Rotors stattfindet, sondern eine Taumelbewegung. Man ist aufgrund der beim Betrieb zu beobachteten Auf- und Abwärtsbewegung des Rotors bis jetzt immer von einer Auf- und Abbewegung ausgegangen. Tatsächlich wirken die auftretenden Kräfte jedoch nicht parallel zur Rotationsachse. Vielmehr handelt es sich um Kräfte, deren Vektoren schräg zur Rotationsachse angestellt sind. Durch eine Veränderung der Lage der Dämpfungselemente gegenüber dem Auflager des Rotors bzw. gegenüber dem Motor kann man nach der Erfindung nun eine effizientere Dämpfung erreichen und die Zentrifuge insgesamt stabilisieren.
Nach der Erfindung weist die Zentrifuge einen Rotor zur Aufnahme von Behältern mit Zentrifugiergut, eine Antriebswelle, auf der der Rotor gelagert ist, einen Motor, der über die Antriebswelle den Rotor antreibt, eine Lagereinheit mit jeweils eine Federachse umfassenden Dämpfungselementen und ein Trägerelement zur Festlegung des Motors über die Lagereinheit in der Zentrifuge auf. Dabei sind die Federachsen der Dämpfungselemente in einem spitzen Winkel σ zur Drehachse des Motors angestellt. Da Kräfte, die aus von der Drehung des Rotors, insbesondere bei Auftreten von Unwuchten, herrührenden Vibrationen entstehen, ebenfalls in einem spitzen Winkel zur Drehachse des Motors wirken, hat diese Ausrichtung der Dämpfungselemente den Vorteil, dass die an den Dämpfungselementen angreifenden Kräfte dann hauptsächlich Zug- und Druckkräfte sind. Kräfte, die die Dämpfungselemente höher belasten und zu einem schnelleren Verschleiß führen, wie etwa Scherkräfte, werden durch diese Anordnung minimiert oder ganz beseitigt. So kann die Lebensdauer der Dämpfungselemente auf einfache Weise deutlich erhöht werden und die Dämpfung erheblich verbessert werden.
Dabei umfasst die Lagereinheit eine Mehrzahl von Streben, vorzugsweise 3 bis 21, die mit den Dämpfungselementen verbunden sind und die so angestellt und angeordnet sind, dass sie mit der jeweiligen Federachse konzentrisch ausgerichtet sind. Durch den vergrößerten Durchmesser an der Unterseite der Lagereinheit werden eine höhere Stabilität und damit ein verbesserter Dämpfungseffekt für den Rotor erzielt.
Zudem weist die Lagereinheit eine mit dem Motor fest verbundene obere Trägerplatte und eine mit dem Trägerelement fest verbundene untere Trägerplatte auf. Dadurch wird die Lagereinheit versteift und kann von der Zentrifuge herrührende Kräfte besser aufnehmen und ableiten.
Weiterhin sind die obere Trägerplatte und die Streben über erste Federelemente miteinander verbunden. Dadurch wird ein Teil der von der Zentrifuge herrührenden Kräfte von den Federelementen aufgenommen und auf Grund der gleichmäßigen Verteilung der Federelemente über den Umfang der oberen Trägerplatte gleichmäßig an diese abgegeben. Dies verbessert die Dämpfungswirkung der Lagereinheit deutlich.
Günstig ist es, wenn der Winkel σ im Bereich von 10° bis 42° liegt, da erfahrungsgemäß die zu absorbierenden von der Zentrifuge ausgehenden, auf einer Unwucht basierenden Kräfte, bezogen auf die Drehachse des Motors, in einem Winkel innerhalb dieses Bereichs wirken. So kann ein Großteil dieser Kräfte als Zug- oder Druckkräfte in die Dämpfungselemente geleitet werden, und Scher- und Biegekräfte werden erheblich reduziert. Dies verringert eine schädliche Belastung der Dämpfungselemente weiter und erhöht ihre Lebensdauer.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Winkel σ im Bereich von 15° bis 25° liegt, da, wie sich in zahlreichen Simulationen gezeigt hat, insbesondere bei Laborzentrifugen die von der Zentrifuge ausgehenden Kräfte gewöhnlich in einem innerhalb dieses Bereichs liegenden Winkel wirken. Dadurch werden der Lebensdauer der Dämpfungselemente abträgliche Scher- und Biegekräfte auf ein Minimum reduziert,
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Dämpfungselemente zwischen den Streben und der unteren Trägerplatte angeordnet. Durch die erhöhte Beabstandung der Dämpfungselemente und den vergrößerten Durchmesser ändern sich die Hebelverhältnisse in der Lagereinheit so, dass ein verbesserter Dämpfungseffekt erzielt wird.
Als Dämpfungselemente können prinzipiell alle Vorrichtungen verwendet werden, die Schwingungen dämpfen, beispielsweise Federlager, hydraulische Lager oder Magnetlager. Insbesondere hat sich jedoch der Einsatz von Gummi-Metall-Elementen als Dämpfer als vorteilhaft erwiesen, da sie platzsparend und kostengünstig sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die untere Trägerplatte und die Dämpfungselemente über zweite Federelemente miteinander verbunden. Auch hier erfolgt eine Aufnahme eines Teils der von der Zentrifuge herrührenden Kräfte durch die zweiten Federelemente, und auf Grund der gleichmäßigen Verteilung der Federelemente über den Umfang der unteren Trägerplatte werden die Kräfte gleichmäßig an diese abgegeben. Dies verbessert die Dämpfungswirkung des Lagerelements erneut.
Wenn zudem das Masseelement durch dritte Federelemente mit den Streben verbunden ist, kann das Masseelement einerseits die Dämpfungselemente durch seine Masse stabilisieren und andererseits, ähnlich wie die obere und die untere Trägerplatte, horizontal verlaufende Kräfte und Amplitudenausschläge aufnehmen und von Strebe zu Strebe weiterleiten. Dadurch wird die Steifigkeit des Lagerelements weiter erhöht und die Dämpfung des Systems weiter verbessert.
Es ist vorteilhaft, wenn das Masseelement zwei scheibenförmig ausgebildete Masseplatten und eine dazwischenliegende Fixierplatte umfasst. Die scheibenförmige Ausbildung gewährleistet eine optimale Verteilung der Masse und einen geringen Platzbedarf. Die bauliche Trennung zwischen Masseplatten und Fixierplatte bewirkt eine einfachere Konstruktion, da die Streben nur mit der vergleichsweise dünnen Fixierplatte verbunden werden müssen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die ersten, zweiten und/oder dritten Federelemente als Laschen ausgebildet, welche von der zugeordneten Platte, wie der oberen Trägerplatte, der unteren Trägerplatte und/oder der Fixierplatte, abstehen und elastisch beweglich sind. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Platten und den Streben bzw. den Dämpfungselementen vereinfacht. Dies erleichtert insbesondere die Montage der Lagereinheit,
Günstig ist es, wenn die Laschen und die zugeordneten Platten aus Metall sind. Bei der Herstellung kann somit aus einer Vielzahl von Metallen und Legierungen gewählt und gut auf die jeweiligen baulichen Anforderungen der Zentrifuge eingegangen werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die obere Trägerplatte, die untere Trägerplatte und/oder Fixierplatte als Ringscheibe ausgebildet sind. Ringscheiben sind leicht herzustellen, und eine gleichmäßige Verteilung der Streben bzw. der Dämpfungselemente über ihren Umfang ist leicht zu realisieren. Daraus resultiert eine gute Verteilung der über die Laschen auf die jeweiligen Platten umgelenkten Kräfte. Das Lagerelement gewinnt dadurch an Stabilität und Dämpfungsleistung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist von der oberen Trägerplatte, der unteren Trägerplatte und der Fixierplatte zumindest eine Platte mit den ihr zugeordneten Laschen einstückig ausgebildet ist und insbesondere aus Metall gebildet ist, vorzugsweise aus Stahlblech. Dadurch wird die Herstellung des Lagerelements einfacher und kostengünstiger, da die Anzahl seiner Bauteile erheblich geringer ist. Die Laschen können dabei in einem Stanz- und Biegeverfahren mit der Trägerplatte hergestellt werden. Ferner ergibt sich aus der einstückigen Ausbildung von Platte und Laschen eine verbesserte Stabilität des Lagerelements.
Um die Stabilität des Systems weiter zu erhöhen, kann der Motor vom Motorgehäuse abstehende Befestigungsfüße aufweisen, die gleichmäßig voneinander beabstandet um das Motorgehäuse herum angeordnet sind und über die der Motor mit der Lagereinheit fest verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Motor über die Befestigungsfüße mit der oberen Trägerplatte verbunden, wobei zwischen den Befestigungsfüßen Laschen der oberen Trägerplatte vorgesehen sind. So sind eine feste Verbindung zwischen Motor und Lagereinheit und eine gleichmäßige Verteilung der angreifenden Kräfte auf der oberen Trägerplatte bei einer kompakten Bauform der Zentrifuge gewährleistet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1: eine Seitenansicht der Zentrifuge ohne Gehäuse;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht der Zentrifuge mit Trägerelement, ohne Gehäuse;
Fig. 3: eine Seitenansicht der Lagereinheit;
Fig. 4: eine Draufsicht auf die Lagereinheit, und
Fig. 5: eine vertikale Schnittansicht der Zentrifuge ohne Rotor und Gehäuse.

In Fig. 1 ist eine Laborzentrifuge 10 in Seitenansicht dargestellt. Zur besseren Erkennbarkeit der erfindungswesentlichen Elemente wird in dieser und den weiteren Figuren auf die Darstellung des Zentrifugengehäuses verzichtet.
Entlang einer Längs- und Drehachse Y eines Motors 18, welche zugleich die Drehachse der Zentrifuge 10 ist, befindet sich am oberen Ende ein Rotor 12, der Behälter mit Zentrifugiergut aufnimmt. Der Rotor 12 ist auf einer Motorwelle 14 gelagert, die von dem darunterliegenden Motor 18 angetrieben wird. Der Motor 18 ist von einem Motorgehäuse 24 umgeben. Die Motorwelle 14 ist über ein oberes Lager 16 und auf der zum Lager weisenden Seite ein die Motorwelle 14 umschließendes unteres Lager 22, siehe Fig. 5, drehbar im Motorgehäuse 24 gelagert. Die Motorwelle 14 ist in bekannter Weise drehfest mit dem Rotor 12 verbunden, beispielsweise über ein hier nicht dargestelltes Vielnutprofil.
Auf der vom Rotor 12 abgewandten Seite des Motors 18 ist das Motorgehäuse 24 mit gleichmäßig voneinander beabstandeten Befestigungsfüße 20 versehen, über die der Motor 18 fest mit einer oberen Trägerplatte 32 einer Lagereinheit 30 verbunden ist. Die Lagereinheit 30 dient der Lagerung des Motors 18 sowie der Dämpfung von Kräften, die von der Drehung des Rotors 12 herrühren.
Auf der vom Motor 18 abgewandten Seite der Lagereinheit 30 befindet sich eine untere Trägerplatte 38. Auf der unteren Trägerplatte 38 sind als Dämpfungselemente schräg angestellte Gummi-Metall-Elemente 36 angebracht, die wiederum über im selben Winkel angestellte Streben 34 mit der oberen Trägerplatte 32 fest verbunden sind. Bezogen auf die Längsachse Y sind als Anstellwinkel σ für die Gummi-Metall-Elemente 36 und die damit verbundenen Streben 34 prinzipiell Winkel zwischen 10° und 42° vorteilhaft, da die Kräfte, die auf Unwucht basieren, bei Rotation des Rotors 12 im Bereich dieser Winkel wirken. Für die vorliegende Ausführungsform der Zentrifuge 10 hat sich ein Anstellwinkel σ von 21° als besonders geeignet erwiesen.
Ferner ist es denkbar, die Lagereinheit 30 beispielsweise ohne die Streben 34 auszuführen und die Gummi-Metall-Elemente 36 direkt mit der oberen Trägerplatte 32 zu verbinden. Es hat sich aber gezeigt, dass durch den vergrößerten Durchmesser an der Unterseite der Lagereinheit 30 eine höhere Stabilität und damit ein verbesserter Dämpfungseffekt erzielt werden. Als Dämpfungselemente kommen im Übrigen beispielsweise auch Federlager, Magnetlager oder hydraulische Lager in Frage. Ein besonders günstiges Preis-/Leistungsverhältnis weisen jedoch die für diese Zentrifuge 10 gewählten Gummi-Metall-Elemente 36 auf.
Schließlich ist zwischen der oberen Trägerplatte 32 und der unteren Trägerplatte 38 ein Masseelement 40 vorgesehen, das mit den Streben 34 und den Gummi-Metall-Elementen 36 fest verbunden ist. Durch die Anstellung der Gummi-Metall-Elemente 36 und durch die Beabstandung der Gummi-Metall-Elemente 36 vom Motor 18 mittels der Streben 34 ist zwar bereits eine gute Dämpfungswirkung erreicht, so dass auf das Masseelement 40 auch verzichtet werden könnte. Durch das Hinzufügen eines Masseelements 40 wird die Dämpfungswirkung jedoch noch weiter deutlich verbessert.
Die Verbindungen zwischen den bisher erläuterten Elementen werden nachfolgend anhand von Fig. 2 und Fig. 5 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Zentrifuge 10, die hier auf einem Trägerelement 54 angeordnet ist. Auf der oberen Trägerplatte 32 ist zwischen jedem Paar von Befestigungsfüßen 20 eine erste elastische Lasche 48 erkennbar, die jeweils das der oberen Trägerplatte 32 zugewandte Ende einer Strebe 34 aufnimmt und die jeweilige Strebe 34 federnd mit der oberen Trägerplatte 32 verbindet. Die ersten elastischen Laschen 48 können auch separate Bauteile sein, die mit der oberen Trägerplatte 32 beispielsweise verschweißt werden. Es erhöht jedoch die Stabilität der Lagereinheit 30, wenn die ersten elastischen Laschen 48, wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, einstückig mit der oberen Trägerplatte 32 und aus demselben Material wie die obere Trägerplatte 32 gebildet sind, beispielsweise durch ein Stanz- und Biegeverfahren.
Die untere Begrenzung des Lagerelements 30 wird von einer unteren Trägerplatte 38 gebildet, die über zweite elastische Laschen 50 mit den Gummi-Metall-Elementen 36 verbunden ist. Zwischen der unteren Trägerplatte 38 und der oberen Trägerplatte 32 befindet sich das Masseelement 40. Das Masseelement 40 besteht aus drei übereinanderliegenden Platten. In der Mitte ist eine Fixierplatte 44 angeordnet, die über dritte elastische Laschen 52 mit den Gummi-Metall-Elementen 36 und mit den Streben 34 federnd verbunden ist. Oberhalb und unterhalb der Fixierplatte 44 sind eine scheibenförmige obere Masseplatte 42 und eine scheibenförmige untere Masseplatte 46 angeordnet, die beide mit der Fixierplatte 44 fest verbunden sind. Die zweiten elastischen Laschen 50 und die dritten elastischen Laschen 52 sind in diesem Ausführungsbeispiel analog zu den ersten elastischen Laschen 48 einstückig mit der jeweils zugeordneten unteren Trägerplatte 38 bzw. der Fixierplatte 44 und aus demselben Material wie die jeweilige zugeordnete Platte gebildet.
Die Lagereinheit ist über die untere Trägerplatte 38 durch Schraubverbindungen 56 fest mit dem Trägerelement 54 verbunden. Das Trägerelement 54 weist an seinen vier Ecken Standbeine 58 auf, mit denen die Zentrifuge 10 auf dem Untergrund steht.
Anhand von Fig. 3, in der die Lagereinheit 30 in Seitenansicht dargestellt wird, soll nun die Dämpfungswirkung der Lagereinheit 30 erläutert werden. Der besseren Übersichtlichkeit halber wird das Masseelement 40 ohne die beiden Masseplatten 42 und 46 gezeigt.
Wie zuvor beschrieben wirken Kräfte von den rotierenden Teilen der Zentrifuge 10, die zum Beispiel aus Unwuchten entstehen, in einem spitzen Winkel bezogen auf die Drehachse Y. In Simulationen wurde ermittelt, dass dieser Winkel für die erfindungsgemäße Zentrifuge im Bereich von 10 bis 21° liegt. Um die Kräfte möglichst effizient zu absorbieren und die Belastung der Dämpfungselemente möglichst schonend zu gestalten, sind die Gummi-Metall-Elemente 36, welche die hauptsächliche Dämpfung leisten, in einem entsprechenden Anstellwinkel σ von 21° angeordnet. Die Gummi-Metall-Elemente 36 sind über die zweiten elastischen Laschen 50 fest mit dem unteren Trägerelement 38 verbunden. Dabei fungieren die zweiten elastischen Laschen 50 als Federelemente und erhöhen die Dämpfungswirkung der Lagereinheit 30.
In einer anderen Ausführungsform der Zentrifuge 10 können die Gummi-Metall-Elemente 36 beispielsweise auch direkt an der oberen Trägerplatte 32 befestigt werden. Um jedoch einen vergrößerten Durchmesser an der Unterseite der Lagereinheit zu erhalten und dadurch eine höhere Stabilität und einen zudem auch noch verbesserten Dämpfungseffekt zu erzielen, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Gummi-Metall-Elemente 36 durch die Streben 34 von der oberen Trägerplatte 32 beabstandet. Zusätzlich ist zur Stabilisierung des Lagerelements 30 zwischen den Gummi-Metall-Elementen 36 und den Streben 34 das Masseelement 40 (in Fig. 3 nur durch die Fixierplatte 44 dargestellt) vorgesehen. Die in der oberen Trägerplatte 32 ausgebildeten ersten elastischen Laschen 48, die die Streben 34 fest mit der oberen Trägerplatte 32 verbinden, und die in der Fixierplatte 44 ausgebildeten dritten elastischen Laschen 52, die die Fixierplatte 44 fest mit den Streben 34 und den Gummi-Metall-Elementen 36 verbinden, fungieren wie die zweiten elastischen Laschen 50 als Federelemente und erhöhen die Dämpfungswirkung der Lagereinheit 30 nochmals. Dabei werden insbesondere über die dritten elastischen Laschen 52 die zu absorbierenden Kräfte zum Teil zwischen den Streben 34 in eine horizontale Ebene, in das Masseelement 40, eingebracht.
In Fig. 4 ist eine Ansicht von oben auf das Lagerelement 30 dargestellt. Die aus dieser Perspektive nicht deutlich erkennbaren fünf Streben 34 sind mit den ersten elastischen Laschen 48 durch Sechskantschrauben 60 verschraubt. Die Zahl der Streben 34 kann allerdings entsprechend den jeweiligen Anforderungen variiert werden. Ferner weist die obere Trägerplatte 32 fünf Bohrungen 62 für die Verschraubung der Befestigungsfüße 20 des Motors 18 mit der oberen Trägerplatte 32 auf. Dies wird in Fig. 5 erläutert.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt der Zentrifuge 10. Im Unterschied zu Fig. 1 sind hier der Rotor 12 und zwei Streben 34 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. In dieser Schnittansicht werden einzelne Verbindungen verdeutlicht.
Die Befestigungsfüße 20 des Motors 18 sind über Schrauben-Mutter-Verbindungen 64 mit der oberen Trägerplatte 32 verschraubt. Dazu sind in den Befestigungsfüßen 20 Bohrungen 66 und in der oberen Trägerplatte 32 Bohrungen 62 vorgesehen, die einander zugeordnet sind.
Die feste Verbindung zwischen der oberen Trägerplatte 32 und den Streben 34 wird durch das Verschrauben der Sechskantschrauben 60 durch einander zugeordnete Bohrungen 70 in den ersten elastischen Laschen 48 und Bohrungen 72 hindurch in die der oberen Trägerplatte 32 zugewandten Enden der Streben 34 erreicht.
Die feste Verbindung zwischen der Fixierplatte 44 und den Streben 34 sowie den Gummi-Metall-Elementen 36 wird dadurch hergestellt, dass jeweils ein auf der dem Motor 18 zugewandten Seite der Gummi-Metall-Elemente 36 vorgesehener Zapfen 74 durch eine zugeordnete Bohrung 76 in der dritten elastischen Lasche 52 hindurch und in eine zugeordnete Bohrung 78 in die Strebe 34 eingreift. Durch das Eigengewicht der Zentrifuge 10 und die schräge Anstellung der Streben 34 und der Gummi-Metall-Elemente 36 ist die formschlüssige Verbindung zwischen Zapfen 74 und Bohrungen 76 und 78 ausreichend stabil.
Die feste Verbindung zwischen den Gummi-Metall-Elementen 36 und der unteren Trägerplatte 38 wird durch Verschrauben von Schrauben 80 durch einander zugeordnete Bohrungen 82 in den zweiten elastischen Laschen 50 und Bohrungen 84 in den Gummi-Metall-Elementen 36 erreicht.
Die feste Verbindung zwischen der Fixierplatte 44, der oberen Masseplatte 42 und der unteren Masseplatte 46 wird durch Schrauben-Mutter-Verbindungen 86 hergestellt, wobei jeweils eine Schraube eine in der oberen Masseplatte 42 vorgesehene Bohrung 88, eine in der Fixierplatte 44 vorgesehene Bohrung 90 und eine in der unteren Masseplatte 46 vorgesehene Bohrung 92 durchgreift und mit der zugeordneten Mutter fixiert wird.

Bezugszeichenliste

10: Zentrifuge
12: Rotor
14: Motorwelle
16: Lager
18: Motor
20: Befestigungsfüße
22: unteres Lager
24: Motorgehäuse
30: Lagereinheit
32: obere Trägerplatte
34: Streben
36: Gummi-Metall-Elemente
36a: Federachse
38: untere Trägerplatte
40: Masseelement
42: obere Masseplatte
44: Fixierplatte
46: untere Masseplatte
48: erste elastische Laschen
50: zweite elastische Laschen
52: dritte elastische Laschen
54: Trägerelement
56: Schraubverbindungen
58: Standbeine
60: Sechskantschrauben
62: Bohrungen
64: Schrauben-Mutter-Verbindungen
66: Bohrungen
70: Bohrungen
72: Bohrungen
74: Zapfen
76: Bohrungen
78: Bohrungen
80: Schrauben
82: Bohrungen
84: Bohrungen
86: Schrauben-Mutter-Verbindungen
88: Bohrungen
90: Bohrungen
92: Bohrungen

Claims

Zentrifuge (10), insbesondere Laborzentrifuge, aufweisend
a) einen Rotor (12) zur Aufnahme von Behältern mit Zentrifugiergut,

b) eine Antriebswelle (14), auf der der Rotor (12) gelagert ist,

c) einen Motor (18), der über die Antriebswelle (14) den Rotor (12) antreibt,

d) eine Lagereinheit (30) mit jeweils eine Federachse (36a) umfassenden Dämpfungselementen (36), und

e) ein Trägerelement (54) zur Festlegung des Motors (18) über die Lagereinheit (30) in der Zentrifuge,
wobei die Federachsen (36a) der Dämpfungselemente (36) in einem spitzen Winkel σ zur Drehachse Y des Motors (18) angestellt sind, wobei die Lagereinheit (30) eine Mehrzahl von Streben (34), vorzugsweise 3 bis 21, umfasst, die mit den Dämpfungselementen (36) verbunden sind, wobei die Streben (34) so angestellt und angeordnet sind, dass sie mit der jeweiligen Federachse konzentrisch ausgerichtet sind, und wobei die Lagereinheit (30) zumindest eine Trägerplatte (32, 38) aufweist, welche mit Federelementen (48, 50) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Motor (18) fest verbundene obere Trägerplatte (32) und eine mit dem Trägerelement (54) fest verbundene untere Trägerplatte (38) vorgesehen ist und die obere Trägerplatte (32) und die Streben (34) über erste Federelemente (48) miteinander verbunden sind.
Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel σ in einem Bereich von 10° bis 42°, vorzugsweise in einem Bereich von 15° bis 25°, liegt.
Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (36) zwischen den Streben (34) und der untere Trägerplatte (38) angeordnet sind.
Zentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (36) als Federlager, hydraulische Lager, Magnetlager oder insbesondere als Gummi-Metall-Elemente ausgebildet sind.
Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Trägerplatte (38) und die Dämpfungselemente (36) über zweite Federelemente (50) miteinander verbunden sind.
Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Masseelement (40) zwischen der oberen Trägerplatte (32) und den Dämpfungselementen (36) angeordnet und mit den Streben (34) fest verbunden ist.
Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseelement (40) durch dritte Federelemente (52) mit den Streben (34) verbunden ist.
Zentrifuge nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseelement (40) zwei scheibenförmig ausgebildete Masseplatten (42,46) und eine dazwischenliegende Fixierplatte (44) umfasst.
Zentrifuge nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass erste (48), zweite (50) und/oder dritte Federelemente (52) als Laschen ausgebildet sind, welche von der zugeordneten Platte, wie der oberen Trägerplatte (32), der untere Trägerplatte (38) und/oder der Fixierplatte (44), abstehen, sich senkrecht zur Federachse (36a) erstrecken und elastisch beweglich sind.
Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (48, 50,52) und die zugeordneten Platten (32, 38, 44) aus Metall sind.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Trägerplatte (32), die untere Trägerplatte (38) und/oder Fixierplatte (44) als Ringscheibe ausgebildet sind.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass von der oberen Trägerplatte (32), der unteren Trägerplatte (38) und der Fixierplatte (44) zumindest eine Platte (32, 38, 44) mit den ihr zugeordneten Laschen (48, 50, 52) einstückig ausgebildet ist und insbesondere aus Metall gebildet ist, vorzugsweise aus Stahlblech.
Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (18) vom Motorgehäuse (24) abstehende Befestigungsfüße (20) aufweist, die gleichmäßig voneinander beabstandet um das Motorgehäuse (24) herum angeordnet sind und über die der Motor (18) mit der Lagereinheit (30) fest verbunden ist.
Zentrifuge nach Anspruch 13 in Verbindung mit einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (18) mit der oberen Trägerplatte (32) verbunden ist, wobei zwischen den Befestigungsfüßen (20) Laschen (48) der oberen Trägerplatte (32) vorgesehen sind.