WO2007134624A1 - Deckel zum verschliessen eines zentrifugenrotors - Google Patents

Deckel zum verschliessen eines zentrifugenrotors Download PDF

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rotor
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Eckhard Kopowski
Andreas Heilmann
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids
    • B04B2007/025—Lids for laboratory centrifuge rotors

Definitions

  • the present invention relates to a lid for closing a centrifuge rotor.
  • Centrifuges are devices with which containers can be exposed to centrifugal force. In the laboratory, for example, suspensions in test tubes can be treated to deposit the suspended solid at the bottom of the test tube. Centrifuges usually have a rotary drive with a vertical drive shaft on which a rotor can be placed. Fans are usually provided in the rotor, into which containers which are to be centrifuged can be inserted. Often the rotors of the centrifuge are interchangeable in order to centrifuge vessel contents in one of the rotors, while other rotors are first loaded with containers or can be prepared for further processing with already centrifuged containers.
  • test tubes are inserted openly into the rotors on the top side, among other things, it serves to ensure the reliability of keeping the containers in a liquid-tight space during centrifugation in the rotor.
  • this space should be as accessible as possible for easy loading.
  • centrifuges are in need of improvement.
  • the present invention has for its object to provide a lid for closing a centrifuge rotor, the handling is simplified.
  • a lid for closing a centrifuge rotor is characterized by a form-fitting, rotationally actuated closing mechanism which, pre-positioned on the centrifuge rotor, automatically moves into a closed position due to the self-weight of the lid.
  • a closure mechanism of the lid according to the invention the closed end position of the lid on the centrifuge rotor, in particular by a snapping or clicking sound, acoustically.
  • the closure mechanism is a movement thread with a sufficiently large pitch angle
  • the cover can automatically rotate into a closure position in the thread after pre-positioning at the entrance of the thread by the weight of the cover itself.
  • the locking mechanism comprises a locking of the fully closed position of the lid - for example at the end of the thread.
  • the lock can be positive, for example, by the lid before locking on its seals, which cause the tightness, and for example against the rubber-elastic deformability then comes to rest form-fitting manner via a Arret michsabsatz with a pin in a Arret michshinterrough.
  • a shutter mechanism can be provided - somewhat similar in function as a thread - a bayonet, such as the way it is known and widely used for interchangeable lenses on SLRs. Also, it is possible to take over the spring-preloaded detent known there, also with actuating lever for releasing the detent, in principle directly for the cover according to the invention.
  • Figure 1 shows a sectional side view of a centrifuge rotor and a
  • FIG. 2 shows a sectional side view of the centrifuge rotor according to FIG. 1 with the cover in the (almost) closed position
  • FIG. 3 shows a three-dimensional sectional view of the centrifuge rotor with dekel according to FIG. 1 and FIG. 3
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of the closure mechanism of the centrifuge rotor according to FIG. 1.
  • a centrifuge rotor 2 can be seen, above which a lid 4 is shown as it is placed by a hand (not shown) of a user on the centrifuge rotor 2.
  • the centrifuge rotor 2 has a row evenly on the rotor Circumferentially distributed bores or compartments 6, while test tubes (not shown) can be stuck obliquely outward oriented down.
  • the rotor is rotationally symmetrical overall about a vertical axis 8 and has in the center a vertical, central bore 9, through which the rotor 2 can be attached to a centrifuge drive shaft (not shown) for centrifuging.
  • the compartments 6 for test tubes are accessible through a large circular opening 10 in the upper side of the rotor 2. They are located on the radial outer wall of a cup-shaped space 11 which extends in a ring around a central hub 12.
  • the bore 9 is arranged for a centrifuge rotor drive shaft on the underside. Upwards, the hub 12 protrudes out of the opening 10 to a certain extent circular cylindrical and forms an essential element of a closure mechanism 14 of the lid 4:
  • the lid 4 which is circular in plan view, has a circular-cylindrical upwardly protruding handle knob 16 at its upper side, which is hollow on the underside , so to speak, has the shape of a mug or hat.
  • the knob 16 with the cover 4 can be gripped from above, can the knob 16 with the cover 4 in total put on the upper end 18 of the hub 12 and so pre-position. Without further rotational movement, the lid 4 falls vertically downwardly with the cup-shaped knob 16 over the upper end 18 of the hub 12 due to its own weight along the vertical axis 8 until three threaded studs 20 projecting radially inwards into the cup-shaped knob, which evenly the periphery of the interior 22 of the cup-shaped knob 16 are distributed to come to rest on the upper edge of the upper end 18 of the hub 12.
  • the cover 4 slips further down along the vertical axis 8 due to its own weight and is thereby offset by a three-start thread 24 in a rotary movement in a clockwise direction.
  • the three-start thread 24 in the hub 12 is particularly well recognizable in the spatial view of Figure 4.
  • the three-flighted thread 24, as viewed in FIG. 4, spirally extends downward in the form of three helical grooves 24 on the circumference of the hub 12.
  • the grooves 24 have such a width that the threaded pin 20 in the interior of the cup-shaped knob 16 out, but without clamping, can run in it.
  • the cover 4 moves automatically by its own weight, rotating about the vertical axis 8, down until its O-ring seal 26 (bottom side at the extreme edge of the lid) comes to rest on the upper edge of the rotor opening 10.
  • This position of the cover 4 on the rotor 2 can be seen in FIG.
  • the threaded studs 20 By actively turning the cover 4 further, guided by its threaded studs 20 in the threads 24, the threaded studs 20 now overcome the shoulders or “bosses" 28 against the prestressing of the rubber-elastic seal 26 which is liquid-tight in a sealing groove 30 on the outer edge of the rotor opening 10 Behind the bosses 28, the threaded pins 20 are then locked in a form-locking manner in the locking positions 27 at the end of the threads 24.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Deckel (4) zum Verschließen eines Zentrifugenrotors (2), gekennzeichnet durch einen formschlüssigen drehbetätigten Verschlussmechanismus (12, 16, 22, 24), der auf dem Zentrifugenrotor (2) vorpositioniert sich durch das Eigengewicht des Deckels (4) selbsttätig in eine Verschlussposition bewegt.

Description

Deckel zum Verschließen eines Zentrifuqenrotors
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Deckel zum Verschließen eines Zentrifugenrotors.
Zentrifugen sind Geräte, mit denen Behälter Fliehkraft ausgesetzt werden können. Im Labor können so zum Beispiel Suspensionen in Reagenzgläsern behandelt werden, um den schwebenden Feststoff am Boden des Reagenzglases abzusetzen. Zentrifugen weisen in aller Regel einen Drehantrieb auf mit einer senkrechten Antriebswelle, auf den ein Rotor aufsetzbar ist. In dem Rotor sind zumeist Fächer vorgesehen, in die sich Behälter, welche zentrifugiert werden sollen, einsetzen lassen. Oft sind die Roto- ren der Zentrifuge auswechselbar, um in einem der Rotoren Gefäßinhalte zu zentrifu- gieren, während andere Rotoren erst noch mit Behältern beladen werden oder mit schon zentrifugierten Behältern zur Weiterbearbeitung bereitstehen können.
Weil zum Beispiel Reagenzgläser oberseitig offen in die Rotoren gesteckt werden, dient es unter anderem der Betriebssicherheit, die Behälter beim Zentrifugieren in dem Rotor in einem flüssigkeitsdichten Raum zu halten. Dieser Raum sollte andererseits zur einfachen Beladung möglichst gut zugänglich sein. Weil insbesondere im Labor oft mehrere Handgriffe gleichzeitig ausgeführt und die Zentrifugen trotzdem sorgfältig verschlossen werden müssen, ist es besonders vorteilhaft, Geräte mit möglichst wenig Handgriffen, mit möglichst wenig Betätigungsbewegung und möglichst mit nur einer Hand betriebssicher benutzen zu können. Diesbezüglich sind bekannte Zentrifugen verbesserungsbedürftig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel zum Verschließen eines Zentrifugenrotors zu schaffen, dessen Handhabung vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Deckel mit den Merkmalen des An- Spruchs 1 oder 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Deckel zum Verschließen eines Zentrifugenrotors gekennzeichnet durch einen formschlüssigen drehbetätigten Verschlussmechanismus, der auf dem Zentrifugenrotor vorpositioniert sich durch das Eigengewicht des Deckels selbsttä- tig in eine Verschlussposition bewegt. Als bevorzugte Ausgestaltung dessen oder alternativ zeigt ein Verschlussmechanismus des erfindungsgemäßen Deckels die verschlossene Endposition des Deckels auf dem Zentrifugenrotor, insbesondere durch ein schnappendes oder klackendes Geräusch, akustisch an.
Zum Beispiel kann ein erfindungsgemäßer Deckel um eine im wesentlichen senkrechte Achse - vorzugsweise die Drehachse des Rotors - rotationssymmetrisch sein und
(ähnlich wie ein Kochtopfdeckel mit mittigem Knauf) einen zentralen Griffknauf aufwei- sen, mit dem sich der Deckel von oben auf den Rotor aufsetzen lässt. Wenn dann der Verschlussmechanismus zum Beispiel ein Bewegungsgewinde mit einem genügend großem Steigungswinkel ist, kann der Deckel nach dem Vorpositionieren am Eingang des Gewindes durch das Eigengewicht des Deckels selbsttätig in eine Verschlussposi- tion im Gewinde geführt rotieren. Vorzugsweise umfasst der Verschlussmechanismus eine Arretierung der vollständig verschlossenen Position des Deckels - zum Beispiel am Ende des Gewindes. Auf diese Weise genügt es also bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung, den Deckel mit einer Hand am Griffknauf von oben auf den Rotor vorzupositionieren, dann loszulassen, so dass er von selbst abwärts in eine fast ver- schlossene Position rotiert, und schließlich am selben Griffknauf noch um wenige Grad weiterzudrehen, so dass der Deckel in dann flüssigkeitsdicht verschlossener Position arretiert.
Die Arretierung kann formschlüssig sein, zum Beispiel, indem der Deckel vor dem Arretieren auf seinen Dichtungen, die die Dichtigkeit bewirken, aufsitzt und zum Beispiel gegen deren gummielastische Verformbarkeit dann über einen Arretierungsabsatz mit einem Zapfen in einem Arretierungshinterschnitt formschlüssig zu liegen kommt.
Als Verschlussmechanismus kann - gewissermaßen ähnlich in der Funktion wie ein Gewinde - auch ein Bajonett vorgesehen sein, etwa nach der Art, wie es für Wechselobjektive an Spiegelreflexkameras bekannt und weit verbreitet ist. Auch lässt sich die von dort bekannte Feder-vorgespannte Arretierung, auch mit Betätigungshebel zum Lösen der Arretierung, prinzipiell direkt für den erfindungsgemäßen Deckel übernehmen.
Diese und andere Merkmale der Erfindung und ihrer möglichen Ausgestaltungen werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Figur 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Zentrifugenrotors und eines
Deckels dafür,
Figur 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des Zentrifugenrotors gemäß Figur 1 mit dem Deckel in (fast) geschlossener Position,
Figur 3 zeigt eine räumliche geschnittene Ansicht des Zentrifugenrotors mit De- ekel gemäß Figur 1 und
Figur 4 zeigt eine räumliche Ansicht des Verschlussmechanismus des Zentrifugenrotors gemäß Figur 1.
In Figur 1 ist ein Zentrifugenrotor 2 erkennbar, über dem ein Deckel 4 abgebildet ist, wie er von einer Hand (nicht dargestellt) eines Benutzers auf den Zentrifugenrotor 2 aufgesetzt wird. Der Zentrifugenrotor 2 weist eine Reihe gleichmäßig auf dem Rotor- umfang verteilter Bohrungen oder Fächer 6 auf, wohinein sich Reagenzgläser (nicht dargestellt) schräg nach außen unten orientiert stecken lassen. Der Rotor ist insgesamt um eine senkrechte Achse 8 rotationssymmetrisch und weist mittig eine senkrechte, zentrale Bohrung 9 auf, durch die sich der Rotor 2 auf eine Zentrifugenantriebswelle (nicht dargestellt) für das Zentrifugieren aufstecken lässt.
Die Fächer 6 für Reagenzgläser sind durch eine große kreisrunde Öffnung 10 in der Oberseite des Rotors 2 zugänglich. Sie befinden sich auf der radialen Außenwand eines napfförmigen Raumes 11, der sich ringförmig um eine zentrische Nabe 12 herumerstreckt. In der Nabe 12 ist unterseitig die Bohrung 9 für eine Zentrifugenrotorantriebswelle angeordnet. Nach oben ragt die Nabe 12 gewissermaßen kreiszylindrisch aus der Öffnung 10 heraus und bildet dort ein wesentliches Element eines Verschlussmechanismus 14 des Deckels 4: Der in der Draufsicht kreisrunde Deckel 4 nämlich weist in seiner Mitte oberseitig einen kreiszylindrisch aufwärts ragenden Griffknauf 16 auf, welcher unterseitig hohl, also sozusagen die Form eines Bechers oder Hutes hat. Zum Beispiel von oben gegriffen, lässt sich der Knauf 16 mit dem Deckel 4 insgesamt auf das obere Ende 18 der Nabe 12 aufsetzen und so vorpositionieren. Ohne weitere Drehbewegung erst einmal fällt der Deckel 4 aufgrund seines Eigengewichts entlang der senkrechten Achse 8 senkrecht nach unten mit dem becherförmigen Knauf 16 über das obere Ende 18 der Nabe 12, bis drei radial nach innen in dem becherförmigen Knauf vorspringende Gewindezapfen 20, welche gleichmäßig auf dem Umfang des Innenraums 22 des becherförmigen Knaufs 16 verteilt sind, auf der Oberkante des oberen Endes 18 der Nabe 12 zu liegen kommen.
So vorpositioniert, rutscht der Deckel 4 aufgrund seines Eigengewichtes weiter entlang der senkrechten Achse 8 nach unten und wird dabei von einem dreigängigen Gewinde 24 in eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn versetzt. Das dreigängige Gewinde 24 in der Nabe 12 ist besonders gut in der räumlichen Ansicht von Figur 4 erkennbar. Das dreigängige Gewinde 24 mit Blick auf Figur 4 erstreckt sich in Form von drei spiralförmigen Nuten 24 auf dem Umfang der Nabe 12 spiralförmig nach unten. Die Nuten 24 haben eine solche Weite, dass die Gewindezapfen 20 im Innenraum des becherförmigen Knaufs 16 geführt, aber ohne zu klemmen, darin laufen können. So bewegt sich also der Deckel 4 durch sein Eigengewicht selbsttätig, sich um die senkrechte Achse 8 drehend, nach unten, bis seine O-Ring-Dichtung 26 (unterseitig am äußersten Deckelrand) auf dem oberen Rand der Rotoröffnung 10 zu liegen kommt. Diese Position des Deckels 4 auf dem Rotor 2 ist in Figur 2 erkennbar.
Erst in dieser Position muss der Benutzer zum abschließenden flüssigkeitsdichten Verschließen des Deckels 4 auf dem Rotor 2 den Knauf 16 nochmals (oberseitig am De- ckel) greifen und um wenige Grad drehen, um den Deckel 4 auf dem Rotor 2 zu arretieren: Denn wieder mit Blick auf Figur 4 ist erkennbar, dass als Verschlussmechanismus die Nuten 24 des dreigängigen Gewindes an ihrem unteren Ende eine Arretierposition 27 für den Gewindestift 20 hinter einem Absatz 28 aufweisen. Durch aktives Wei- terdrehen des Deckels 4, geführt durch seine Gewindezapfen 20 in den Gewindegängen 24 überwinden nun die Gewindezapfen 20 die Absätze oder „Buckel" 28 gegen die Vorspannung der gummielastischen Dichtung 26, die in eine Dichtungsnut 30 am äußeren Rand der Rotoröffnung 10 flüssigkeitsdicht gedrückt wird. Hinter den Buckeln 28 liegen die Gewindezapfen 20 dann formschlüssig arretiert in den Arretierpositionen 27 am Ende der Gewindegänge 24.

Claims

Ansprüche
1. Deckel zum Verschließen eines Zentrifugenrotors, gekennzeichnet durch einen formschlüssigen drehbetätigten Verschlussmechanismus, der auf dem Zentrifugenrotor vorpositioniert sich durch das Eigengewicht des Deckels selbsttätig in eine Verschlussposition bewegt.
2. Deckel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus um eine im wesentlichen senkrechte Achse drehbetätigt ist.
3. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus ein Gewinde ist.
4. Deckel nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus ein mehrgängiges Gewinde ist.
5. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus eine Arretierung der vollständig verschlossenen Position des Deckels aufweist.
6. Deckel nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierung formschlüssig ist.
7. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus ein Bajonett ist.
8. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus mittig auf dem Deckel angeordnet ist.
9. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus einen Drehknauf aufweist.
10. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus einhändig betätigbar ist.
11. Deckel zum Verschließen eines Zentrifugenrotors, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verschlussmechanismus, der die verschlossene Endposition des Deckels auf dem Zentrifugenrotor a- kustisch anzeigt.
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