DE69514988T2

DE69514988T2 - Zentrifuge mit abnehmbarem Rotor und einer Einrichtung zur axialen Verriegelung des Rotors auf der Antriebswelle

Info

Publication number: DE69514988T2
Application number: DE69514988T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Letourneur
Original assignee: Jouan SA
Current assignee: Jouan SA
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: US5681257A; JP2957935B2; EP0712667B1; FR2727037B1; JPH08238443A; DE69514988D1; FR2727037A1; EP0712667A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge, die eine Antriebswelle, einen Rotor, der auf der Antriebswelle auf abnehmbare Weise montiert ist, sowie eine Vorrichtung, um den Antrieb sowie die axiale Feststellung des Rotors auf der Antriebswelle zu gewährleisten, umfaßt. Diese Feststellvorrichtung umfaßt ein männliches Element, das elastisch beaufschlagt wird und in ein weibliches Element, wie beispielsweise eine Halteaussparung, eingreifen kann.
Es ist eine Zentrifuge dieses Typs bekannt, bei der die Feststellvorrichtung nur dann eine wirksame axiale Feststellung des Rotors auf der Antriebswelle gewährleistet, wenn sich der Rotor mit großer Geschwindigkeit dreht. Diese Vorrichtung wird von einer Leiste gebildet, die beweglich in einem erweiterten Ende der Antriebswelle montiert und von einer Feder beansprucht wird und in der Lage ist, in eine Rille einzugreifen, die in dem Rotor vorgesehen ist. Bei der Drehung des Rotors mit großer Geschwindigkeit hält die auf die Leiste ausgeübte Zentrifugalkraft diese letztgenannte an die Rille gedrückt, was zu einer wirksamen axialen Feststellung des Rotors führt.
Allerdings weist die Rille eine geringe Tiefe auf, und die Leiste weist ein abgerundetes Profil auf, so daß im Stillstand der Rotor abgenommen werden kann.
Folglich bleibt bei geringen bzw. mittleren Drehgeschwindigkeiten des Rotors die axiale Feststellung des letztgenannten somit zufällig, was zu einer nicht vernachlässigbaren Gefahr eines Unfalles aufgrund einer zufälligen Lösung des Rotors während des Betriebs der Zentrifuge führt.
Daraus ergibt sich, daß diese bekannte Ausführung keine ausreichende Betriebssicherheit für die Zentrifugen, die mit ihr ausgestattet sind, bietet.
Ferner ist bei der Feststellvorrichtung dieser bekannten Ausführung aufgrund der geringen Tiefe der Halterille, wenn der Rotor auf der Welle montiert wird, der Eingriff der Leiste in die Rille nicht ausreichend frei, um ein ausreichend deutliches und lautes Klicken zu erzeugen, um den Benutzer zu informieren, daß dieser Eingriff unter zufriedenstellenden Bedingungen wirklich stattgefunden hat, so daß die Gefahr bestehen bleibt, daß der Benutzer die Drehung und das Hochfahren des Rotors auslöst, während der Eingriff der Feststellvorrichtung nicht stattgefunden hat. Dies erhöht noch die Unfallgefahren durch zufälliges Lösen des Rotors.
Überdies ist der Aufbau dieser bekannten Zentrifuge kompliziert, da er die Herstellung eines erweiterten Teils am Ende der Antriebswelle erfordert, um die Montage der Leiste zu ermöglichen.
Aus den Dokumenten DE-A-27 22 322 und WO-83/04379 sind Kupplungssysteme für eine axiale Feststellung des Rotors auf der Welle bekannt, die mit von außen entriegelbaren Mitteln zur axialen Feststellung versehen sind. DE-A-27 22 322 sieht auch eine Drehfeststellung des Rotors auf der Welle durch Eingreifen von axialen Rillen und Rippen vor. Diese Vorrichtungen erfordern jedoch von dem Benutzer genaue Handgriffe, da ansonsten die Feststellungen nicht gewährleistet sind, mit allen Konsequenzen, die sich daraus bei der Aufnahme der Drehung durch die Zentrifuge ergeben können.
Ziel der Erfindung ist zuerst die Beseitigung dieser Nachteile.
Sie soll ferner eine Zentrifuge mit abnehmbarem Rotor vorschlagen, die mit einer Vorrichtung versehen ist, die in der Lage ist, eine wirksame und sichere axiale Feststellung des Rotors zu gewährleisten, auch wenn sich dieser mit geringer Geschwindigkeit dreht.
Sie soll auch eine Feststellvorrichtung für den Rotor vorschlagen, dessen Eingreifen bei der Positionierung zu einem Lautsignal ausreichender Stärke führt, damit der Benutzer über das richtige Eingreifen der Vorrichtung bei der Montage des Rotors auf der Antriebswelle informiert wird. Ein Sichtkontrolle ist auch gewährleistet, da das Ende der Welle zu sehen ist, wenn der Rotor verriegelt ist.
Diese Ziele werden erfindungsgemäß erreicht durch die Tatsache, daß das männliche Element der Feststellvorrichtung auf dem Rotor montiert ist und daß Entriegelungsmittel vorgesehen sind, die von außerhalb des Rotors betätigbar sind, die es dem Benutzer ermöglichen, das männliche Element in der aus der Halteaussparung losgelösten Position anzuordnen, und daß das freie Ende der Antriebswelle Führungsmittel aufweist, die mit komplementären Mitteln zusammenwirken, die mit dem Rotor verbunden sind, um den Rotor bei dem Eingreifen der Welle in den Rotor zum Drehen um seine Achse aus jeder beliebigen Ausgangswinkelposition und zum Absinken entlang der Welle bis zu einer Position zu bringen, in der der Rotor in Drehung mit der Welle verbunden ist und das männliche Element elastisch in das weibliche Element zurückgeschoben wird, um eine axiale Feststellung des Rotors zu gewährleisten.
Dank des Vorhandenseins dieser Entriegelungsmittel, die von außen betätigbar sind, können das männliche und das weibliche Element mit einem ausreichend tiefen Profil und einer derartigen Verlaufslinie ausgeführt werden, daß das Eingreifen des einen in das andere zu einer wirksamen Feststellung führt, auch wenn sich der Rotor im Stillstand befindet. Dies kann beispielsweise verwirklicht werden, indem dem männlichen Element und dem weiblichen Element ein rechteckiges Profil verliehen wird, so daß, wenn das männliche Element in das weibliche Element eingreift, eine feste axiale Feststellung des Rotors in bezug auf die Antriebswelle erzielt wird, eine Feststellung, die nur aufgehoben werden kann, indem auf den Rotor eine Kraft ausgeübt wird, die in die Richtung der Abnahme dieses letztgenannten von der Antriebswelle gerichtet ist.
Daraus ergibt sich eine größere Betriebssicherheit der Zentrifuge.
Überdies können das männliche und das weibliche Element mit einem Profil ausreichender Tiefe hergestellt werden, so daß zum Zeitpunkt, zu dem der Rotor seine Befestigungsposition erreicht, ein ausreichend lautes Klicken entsteht, um den Benutzer zu informieren, daß die Verriegelung richtig stattgefunden hat.
Ferner wird, da die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung auf dem Rotor montiert ist, die Konstruktion der Antriebswelle vereinfacht.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung mit Hilfe eines mit dem Rotor verbundenen Verriegelungsteils hergestellt, der zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Position beweglich ist und elastisch in seine verriegelte Position gedrückt wird und gleichzeitig einen Riegel bildet, um mit einer Halteaussparung der Antriebswelle und einem von außerhalb des Rotors betätigbaren Betätigungselement zusammenzuwirken, das es ermöglicht, durch ein mechanisches Drücken auf dieses Element den Verriegelungsteil gegen seine elastische Druckrichtung zu verschieben, um den Riegel in seine aus der Aussparung losgelöste Position zu bringen.
Nach einer derzeit bevorzugten Ausführungsart ist die Feststellvorrichtung folgendermaßen aufgebaut:
Der Verriegelungsteil ist derart ausgeführt, daß er einerseits einen Basisteil umfaßt, der in einer Gleitschiene geführt wird und den Riegel bildet, und andererseits einen Verlängerungsteil umfaßt, der das Betätigungselement bildet.
Die Gleitschiene ist in einem Verschlußkörper vorgesehen, der in einer axialen Aussparung des Rotors angeordnet und axial festgestellt ist.
Ebenfalls nach dieser bevorzugten Ausführungsart dient der Verschlußkörper ferner zur Herstellung der Drehkopplung des Rotors mit der Antriebswelle. Zu diesem Zweck umfaßt der Verschlußkörper einen Teil allgemeiner Ringform, Antriebsring genannt, der mit einer Profilaussparung versehen ist, durch die in der Befestigungsposition des Rotors ein Teil der Antriebswelle hindurchgeht, der einen Querschnitt entsprechender Form aufweist.
Dank dieser Ausführung wird die Konstruktion des Rotors erheblich vereinfacht, da die Feststellvorrichtung nicht in dem Material des Rotors selbst ausgeführt ist, sondern nur auf den Rotor aufgesetzt ist, wobei letztgenannter nur eine axiale Aussparung umfassen muß, die derart ausgeführt und dimensioniert ist, daß sie vorzugsweise ohne Spiel den Verschlußkörper aufnehmen kann, der mit dem Verriegelungsteil versehen ist. Die axiale Feststellung des Verschlußkörpers kann sehr einfach, beispielsweise mit Hilfe eines Sicherungsringes, erfolgen.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung umfaßt die Gleitschiene eine Rille, die in der Oberseite des Antriebsringes ausgespart ist. Der Verschlußkörper umfaßt ferner einen Hilfsteil, der in der Aussparung des Rotors angeordnet ist und an die Fläche angelegt wird, die mit einer Rille des Antriebsringes versehen ist, um als Halteelement für den Verriegelungsteil in der Rille zu dienen und somit die Ausführung der Gleitschiene zu ergänzen, die den Basisteil des Verriegelungsteils aufnimmt.
Es ist vorteilhaft, den Verriegelungsteil derart auszuführen und ihn derart in dem Verschlußkörper anzuordnen, daß sein Massezentrum in der verriegelten Position dieses Teils in bezug auf die Achse des Rotors in die Richtung des elastischen Drucks des letztgenannten versetzt ist.
Auf diese Weise verstärkt die Zentrifugalkraft, die sich in dem Verriegelungsteil entwickelt, wenn sich der Rotor mit großer Geschwindigkeit dreht, die elastische Beaufschlagung, die ständig auf diesen Teil einwirkt, und stellt das Hauptmittel für den Halt des Riegels in der Halteaussparung der Antriebswelle dar. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit der Zentrifuge noch erhöht.
Vorteilhafterweise weist der Basisteil des Verriegelungsteils eine Öffnung auf, bei der ein Randabschnitt den Riegel bildet, wobei diese Öffnung in der Befestigungsposition des Rotors von der Antriebswelle durchdrungen wird.
Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung umfaßt der Rotor einen Griff, und das Betätigungselement ist in der verriegelten Position des Verriegelungsteils in der Nähe des Griffes angeordnet, wobei zwischen diesen beiden Elementen ein ausreichender Bewegungsraum vorhanden ist, um es dem Benutzer, der mit einer Hand den Griff ergreift, zu ermöglichen, mit Hilfe eben dieser Hand eine Betätigung dieses Betätigungselements durchzuführen, die es ermöglicht, den Verriegelungsteil bis in seine entriegelte Position zu verschieben.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsart wird der Griff des Rotors durch eine Führungswand für einen Entriegelungsschlüssel ersetzt, und der Verriegelungsteil ist zur Wand so angeordnet, daß das Betätigungselement in verriegelter Position des Verriegelungsteils in der Nähe der Führungswand positioniert ist, wobei zwischen diesen beiden Elementen ein ausreichender Bewegungsraum vorhanden ist, um zu ermöglichen, daß der Schlüssel, der entlang der Führungswand gleitet, auf das Betätigungselement einwirkt, wodurch es möglich wird, den Verriegelungsteil bis zu seiner Entriegelungsposition zu verschieben.
Es ist vorteilhaft, den Griff oder die Führungswand mit einer Verlängerung nach oben zu dem Hilfsteil auszuführen, die dazu dient, mit dem Kupplungsteil die Befestigungsschiene für den Verriegelungsteil zu bilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus dem Studium der nachfolgenden Beschreibung hervor, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, wobei:
Fig. 1 eine schematische Ansicht im Aufriß und im Vertikalschnitt ist, die einen Rotor darstellt, der mit seiner Feststellvorrichtung versehen ist und in Ausrichtung und über seiner Antriebswelle angeordnet ist;
Fig. 1a ein Querschnitt der Antriebswelle entlang der Ebene A-A der Fig. 1 nach einer Ausführungsart der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Planansicht nach einer Drehung um 90º des Antriebsringes der Feststellvorrichtung des Rotors, der in Fig. 1 dargestellt ist, ist;
Fig. 3 ein Vertikalschnitt entlang der Ebene III-III aus Fig. 2 ist;
Fig. 4 eine Planansicht des Verriegelungsteils der Feststellvorrichtung des Rotors, der in Fig. 1 dargestellt ist, ist;
Fig. 5 eine schematische Teilansicht im Aufriß und im Vertikalschnitt ist, die den Rotor der Fig. 1 in Befestigungsposition auf seiner Antriebswelle zeigt, wobei sich seine Feststellvorrichtung in verriegelter Position befindet;
Fig. 5a eine schematische Teilansicht im Horizontalschnitt entlang der Ebene V-V der Fig. 5 ist;
Fig. 6 eine Ansicht analog zu Fig. 5 ist, die die Feststellvorrichtung des Rotors in entriegelter Position zeigt;
Fig. 6a eine schematische Teilansicht im Horizontalschnitt entlang der Ebene VI-VI aus Fig. 6 ist;
Fig. 7 eine identische Ansicht zu Fig. 6 in einem kleineren Maßstab ist, die ferner die Umrisse einer Hand zeigt, die den Griff des Rotors erfaßt und gleichzeitig die Feststellvorrichtung in die entriegelte Position bringt;
Fig. 8 eine Ansicht analog zu den Fig. 5 und 6 ist, die eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung des Rotors zeigt;
Fig. 9 eine identische Ansicht zu der Fig. 8 in einem kleineren Maßstab ist, die das Verriegelungswerkzeug in aktiver Position zeigt;
Fig. 10 eine Ansicht im Aufriß von einer Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebswelle ist, die die Führungsmittel in Drehung zeigt;
Fig. 10a ein Querschnitt der Antriebswelle entlang der Ebene A-A der Fig. 10 ist;
Fig. 11 eine Seitenansicht im Aufriß von der Antriebswelle ist, die in Fig. 10 dargestellt ist;
Fig. 12 eine Ansicht analog zu Fig. 2 ist, die eine zweite Ausführungsart des Antriebsringes der Zentrifuge darstellt, die der Ausführungsart der Antriebswelle entspricht, die in Fig. 10 dargestellt ist;
Fig. 13 eine Ansicht im Aufriß und im Vertikalschnitt entlang der Ebene XIII-XIII der Fig. 12 ist; und
Fig. 14 eine Ansicht im Aufriß und im Vertikalschnitt entlang der Ebene XIV-XIV der Fig. 12 ist.
In den verschiedenen Figuren sind die identischen oder gleichartigen Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Nach dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel umfaßt die Zentrifuge einen Rotor 1, bestehend aus Lagerungen 2 für Ampullen oder andere Behälter, die dazu bestimmt sind, zu zentrifugierende Produkte zu enthalten. Sie umfaßt auch eine Welle 3 für den Drehantrieb des Rotors 1. Die Welle 3 weist zylindrische Form mit einem kreisförmigen Querschnitt auf. Sie ist in einem an ihr freies Ende angrenzenden Bereich mit zwei symmetrischen Abflachungen 3a versehen, die ihrem Querschnitt in diesem Bereich eine im wesentlichen rechteckige Form verleihen (siehe Fig. 1a). Die Welle 3 weist ein konisches freies Ende auf, das in Form einer Spitze 3b endet. Die Funktionen der Abflachungen 3a und des konischen Endes 3b werden nachstehend erklärt.
Eine vertikale Bohrung allgemeiner Gegenbohrungsform 4 ist in dem Rotor 1 koaxial zu seiner Achse 5 vorgesehen. Diese Bohrung ist dazu bestimmt, die Antriebswelle 3 aufzunehmen. Der Teil mit dem größten Querschnitt 4a der Gegenbohrung 4 ist nach oben gerichtet und nimmt eine Feststellvorrichtung 6 auf, die im Detail nachstehend beschrieben wird. Der Teil mit dem kleinsten Querschnitt 4b der Bohrung 4 ist dazu bestimmt, die Welle 3 aufzunehmen.
Die Feststellvorrichtung 6 umfaßt einen Verriegelungsteil 7, der mit dem Rotor 1 verbunden montiert ist und zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Position beweglich ist. Der Verriegelungsteil 7 wird elastisch in seine verriegelte Position durch eine Druckfeder 8 gedrückt, die auf der Wand des Teils 4a der Gegenbohrung 4 aufliegt und in eine Lagerung 9 des Verriegelungsteils 7 eingreift.
Der Verriegelungsteil 7 bildet gleichzeitig einen Riegel 10, der dazu bestimmt ist, mit einer Halterille 11 der Antriebswelle 5 zusammenzuwirken, wobei ein Betätigungsfinger 12 von außerhalb des Rotors betätigt werden kann.
Der Riegel 10 und die Halteaussparung 11 weisen beide ein Profil mit rechteckigem Querschnitt auf, das eine ausreichende Tiefe besitzt, damit, wenn der Rotor 1 seine Befestigungsposition erreicht, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, die Einführung des Riegels 10 in die Aussparung 11 ein ausreichend lautes Klicken hervorruft, um den Benutzer über das richtige Eingreifen der Verriegelungsvorrichtung zu informieren.
Der Verriegelungsteil 7 umfaßt einerseits einen Basisteil 7a von im wesentlichen ebener Form mit einer etwas kleineren Dicke als die Höhe der Halterille 11 der Welle 3, der mit einer kreisförmigen Öffnung 7b versehen ist, und andererseits einen Verlängerungsteil, der sich im wesentlichen senkrecht auf die Ebene des Basisteils 7a erstreckt, der den Betätigungsfinger 12 darstellt.
Die Öffnung 7b des Basisteils 7a weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich jenem der Welle 3 ist. Der Riegel 10 wird von einem Randabschnitt der Öffnung 7b gebildet.
Der Basisteil 7a wird in einer zu der Achse 5 des Rotors 1 querliegenden Gleitschiene geführt. Diese Gleitschiene wird von einer Rille mit rechteckigem Querschnitt 13 gebildet, die in der Oberseite eines Teils allgemeiner Ringform 14 ausgespart ist, der in dem Teil mit größerem Durchmesser 4a der Bohrung 4 des Rotors angeordnet ist.
Abgesehen von seiner Rolle als Gleitschienenkörper dient der ringförmige Teil 14 dazu, die Drehkopplung des Rotors 1 mit der Antriebswelle 3 herzustellen und wird nachstehend Antriebsring genannt.
Zu diesem Zweck ist der Ring 14 einerseits in dem Rotor derart angeordnet, daß er drehfest mit letztgenanntem verbunden ist, und andererseits ist er mit einer Mittelöffnung mit einem Querschnitt allgemeiner rechteckiger Form 15 versehen, die derart dimensioniert ist, daß sie im wesentlichen ohne seitliches Spiel einen Endteil aufnimmt, der mit Abflachungen 3a der Welle 3 versehen ist. Um die drehfeste Verbindung des Ringes 14 mit dem Rotor 1 zu erzielen, ist letztgenannter mit zwei Haken 16 versehen, die in Lagerungen (nicht dargestellt) eingreifen, die in der Wand der Bohrung 4 des Rotors vorgesehen sind.
Ein Hilfsteil in Form einer an beiden Enden 17 offenen Röhre ergänzt die Ausführung der Feststellvorrichtung des Rotors 1. Dieser Teil 17 wird mit seinem unteren Ende 17a an die Fläche angelegt, die mit der Rille 13 des Antriebsringes 14 versehen ist. Der Teil 17 spielt somit aus diesem Grund die Rolle des Halteelements für den Verriegelungsteil 7 in der Rille 13; er ergänzt somit die Ausführung der Gleitschiene für die Befestigung des Verriegelungsteils 7.
Ein Sicherungsring 18 stellt die Elemente 14, 7 und 17a fest, die in der Aussparung 4a des Rotors 1 angeordnet sind.
Es ist vorteilhaft, den Verriegelungsteil 7 derart auszuführen und derart in dem Verschlußkörper 14, 17 anzuordnen, daß sein Massezentrum in der verriegelten Position des Teils 7 in bezug auf die Achse 5 des Rotors 1 in die Richtung der elastischen Beanspruchung der Feder 8 versetzt ist.
Auf diese Weise gewährleistet die Zentrifugalkraft, die sich in dem Verriegelungsteil 7 entwickelt, wenn sich der Rotor 1 mit großer Geschwindigkeit dreht, den Halt des Riegels 10 in der Halterille 11 der Antriebswelle 3, wobei die elastische Beanspruchung der Feder 8 auch ständig auf diesen Teil einwirkt. Somit wird die Betriebssicherheit der Zentrifuge weiter erhöht.
Nach der Ausführung der Fig. 1, 5 und 6 stellt der Hilfsteil 17 mit seinem oberen Ende 17b einen Griff des Rotors 1 dar. Wie in den Fig. 1 und 5 zu sehen ist, ist der Betätigungsfinger 12 in der verriegelten Position des Verriegelungsteils 7 in der Nähe des Griffes 17b angeordnet, wobei zwischen diesen beiden Elementen ein ausreichender Bewegungsraum verbleibt, um es einem Benutzer, der mit einer Hand den Griff 17b ergreift, zu ermöglichen, mit Hilfe eben dieser Hand den Betätigungsfinger 12 zu betätigen, wodurch es möglich ist, den Verriegelungsteil 7 bis in seine entriegelte Position (siehe Fig. 7) zu bringen.
Die Befestigung des Rotors 1 auf der Welle 3 erfolgt durch Einsetzen des letztgenannten in den Teil mit dem kleineren Querschnitt 4b der axialen Bohrung 4 des Rotors 1. Da das obere Ende 3b der Welle 3 konisch ist, schiebt dieses, wenn es die Feststellvorrichtung 6 erreicht, den Verriegelungsteil 7, um ihn in die entriegelte Position zu bringen.
Wenn der Teil 7 gegenüber der Rille 11 der Welle 3 ankommt, wird er von der Feder 8 nach rechts verschoben, wobei der Riegel 10, der in der Rille 11 angeordnet ist, somit die axiale Feststellung des Rotors 1 gewährleistet. Das Eingreifen des Riegels 10 in die Rille 11 erzeugt ein ausreichend lautes Klicken, daß der Benutzer informiert wird, daß die axiale Verriegelung des Rotors 1 auf der Welle 3 gut eingerastet ist.
Überdies ist die Welle 3 derart ausgeführt und dimensioniert, daß in der Befestigungsposition des Rotors 1 ihr Ende in Form einer konischen Spitze 3b über den Hilfsteil 17 hinausragt, wobei dieses Hinausragen dem Benutzer die Information liefert, daß die axiale Verriegelung des Rotors 1 tatsächlich erfolgt ist. Um den Rotor 1 abzunehmen, reicht es aus, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, auf den Finger 12 zu drücken, um den Riegel 10 aus der Rille 11 zu lösen, und den Griff 17b nach oben zu ziehen, um den Rotor 1 zu entnehmen.
Die Ausführungsart der Fig. 8 und 9 unterscheidet sich von jener der Fig. 1, 5 und 6 durch die Tatsache, daß der Hilfsteil 17 mit seinem oberen Ende nicht einen Griff bildet, sondern ein Führungsrohr 170 für ein röhrenförmiges Werkzeug 19, das dazu dient, die Entriegelung der Feststellvorrichtung des Rotors 1 zu steuern.
Diese Ausführungsart wird insbesondere in den Fällen angewandt, in denen der Rotor mit einem dichten Deckel versehen ist, der die Anordnung eines Griffes auf der Oberseite des Rotors nicht ermöglicht.
Auch hier ist der Verriegelungsteil 7 in bezug auf das Führungsrohr 170 derart angeordnet, daß der Betätigungsfinger 12 in der verriegelten Position des Verriegelungsteils 7 in der Nähe des Führungsrohres angeordnet wird, wobei zwischen diesen beiden Elementen ein ausreichender Bewegungsraum verbleibt, um es dem röhrenförmigen Werkzeug, das entlang des Führungsrohres gleitet, zu ermöglichen, den Betätigungsfinger zu betätigen, wodurch es möglich ist, den Verriegelungsteil bis in seine entriegelte Position zu verschieben, wie dies nachstehend erklärt wird.
Das röhrenförmige Werkzeug 19 ist derart dimensioniert, daß es sich genau auf das Führungsrohr 170 einrichtet. Ferner ist anzumerken, daß der Betätigungsfinger 12 ein freies Ende 12a in Form einer Schrägkante aufweist. Überdies weist das röhrenförmige Werkzeug 19 einen abgeschrägten Wandungsrand 19a auf.
So ruft, wie in Fig. 9 zu sehen, der Vorschub des Werkzeugs 19 auf dem Rohr 170 eine Verschiebung des Verriegelungsteils 7 nach links bis zu seiner entriegelten Position hervor.
Da das Werkzeug 19 sich von selbst in der aktiven Entriegelungsposition auf dem Führungsrohr 170 hält, hat der Benutzer beide Hände frei, um den Rotor 1 von der Welle 3 abzunehmen.
Wenn die Zentrifuge eine Sicherheitsvorrichtung besitzt, die das Starten der Drehung des Rotors verhindert, wenn der Deckel auf dem Rotor nicht geschlossen ist, reicht es aus, die axiale Länge des Werkzeugs 19 derart zu dimensionieren, daß der Deckel nicht geschlossen werden kann, wenn dieses Werkzeug auf dem Rohr 170 montiert ist, um eine totale Betriebssicherheit zu gewährleisten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 wird ein Beispiel der Führungsmittel für die Anordnung beschrieben, die eine automatische Feststellung unter allen Umständen gewährleisten. Nach dieser Ausführungsart sind diese Elemente speziell dafür ausgeführt, daß sie eine zusätzliche Führungsfunktion gewährleisten, die ermöglicht, daß bei dem Einsetzen der Welle 3 in die axiale Bohrung 4 des Rotors 1 letztgenannter nicht axial festgestellt und auf dem oberen Ende der Welle 3 im Gleichgewicht bleiben kann, sondern dazu veranlaßt wird, automatisch um seine Achse 5 zu schwenken und abzusinken, bis er seine Befestigungsposition erreicht, und dies unabhängig von der Ausgangswinkelposition des Rotors. Die Welle 30, die in den Fig. 10, 10a und 11 dargestellt ist, unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 5 bis 7 dargestellten dadurch, daß einerseits ihr freies Ende durch eine doppelte Schrägkante, die eine obere Kante 30b bildet, und zwei geneigte Flächen 30c begrenzt wird, die zueinander in bezug auf eine Axialfläche 30d der Welle symmetrisch sind, und andererseits die Abflachungen durch zwei Längsrillen 31, die diametral entgegengesetzt zueinander symmetrisch in bezug auf die Ebene 30d sind, ersetzt werden. Die Rillen 31 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und erstrecken sich jeweils bis zum unteren Ende der angrenzenden geneigten Fläche 30c.
Der Antriebsring 140, der in den Fig. 12 bis 14 dargestellt ist, unterscheidet sich von jenem der Fig. 2 und 3 durch die Form seiner Mittelöffnung 150, die nicht mehr rechteckig sondern kreisförmig ist und von zwei Rippen 32 begrenzt wird, die einander diametral gegenüberliegen und sich parallel zur Achse des Ringes 140 erstrecken und auf der Innenwand der Mittelöffnung 150 des Ringes 140 vorspringen. Die Rippen 32 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und sind derart angeordnet und dimensioniert, daß sie sich jeweils im wesentlichen ohne Querspiel in einer entsprechenden Rille 31 der Welle 30 anpassen können.
Der Querschnitt der Öffnung 150, die mit den Rippen 32 versehen ist, ist derart dimensioniert, daß er im wesentlichen ohne Querspiel den Querschnitt des Teils der Welle 30 aufnehmen kann, der mit den Rillen 31 versehen ist.
In der Befestigungsposition des Rotors 1 sind die Rippen 32 in den Rillen 31 angeordnet und bilden somit Keile für die drehfeste Verbindung des Rotors 1 in bezug auf die Antriebswelle 30.
Wie insbesondere in Fig. 14 zu sehen ist, weist jede Rippe 32 ein doppelt abgeschrägtes unteres Ende, das eine untere Kante 32a bildet, und zwei zueinander symmetrische geneigte Flächen 32b auf.
Dank der soeben beschriebenen Ausführung der Welle 30 und des Antriebsringes 140 kann der Rotor 1 niemals im Gleichgewicht auf der Welle 30 bleiben zu dem Zeitpunkt, zu dem das abgeschrägte Ende der letztgenannten auf die Ebene des Ringes 140 kommt.
Wenn der Rotor 1 nämlich abgesenkt ist, um entlang der Welle 30 befestigt zu werden, rufen die doppelt abgeschrägten Enden 32a, 32b der Rippen 32, die mit dem doppelt abgeschrägten Ende 30b, 30c der Welle 30 zusammenwirken, eine Drehung des Rotors 1 um seine Achse 5 hervor, bis die Rippen 32 mit den Rillen 31 der Welle 30 ausgerichtet sind und beginnen, in die Rillen 31 einzugreifen. Sodann senkt sich der Rotor 1 weiter ab, bis er seine Befestigungsposition erreicht, in der der Riegel 10 in der Rille 11 der Welle 30 im Eingriff ist.
Wenn der Rotor 1 auf der Welle 30 zur Befestigung angeordnet wird, wird er praktisch niemals derart positioniert, daß die unteren Kanten 32a der Rippen 32 mit der oberen Kante 30b der Welle 30 in Ausrichtung sind. Jedoch auch wenn dies der Fall ist, ist diese Position nicht eine stabile Position, und das Gleiten der geneigten Flächen 32b auf den geneigten Flächen 30c bewirkt, daß der Rotor 1 um seine Achse 5 schwenkt und sich entlang der Welle 30 absenkt, bis er die Position erreicht, in der die Rippen 32 mit den Rillen 31 in Ausrichtung sind und beginnen, in die Rillen einzugreifen.
Der Antriebsring 140 wird vorteilhafterweise aus einem zerbrechlicheren Material als das Material, das die Welle 30 bildet, hergestellt, beispielsweise aus Kunststoff, so daß im Falle eines plötzlichen Anhaltens der Drehung des Rotors 1 oder im Falle von anderen mechanischen Gebrechen die beiden Rippen, die Keile 32 bilden, sich schneiden, ohne die Motorwelle 30 zu beschädigen.

Claims

1. Zentrifuge der Art, die eine Antriebswelle (3; 30), einen Rotor (1), der auf der Antriebswelle in abnehmbarer Weise in einer Befestigungsposition befestigt werden kann, in der er mit der Antriebswelle während der Drehung verbunden ist, und eine Einrichtung (6) umfaßt, um eine axiale Verriegelung des Rotors (1) auf der Antriebswelle (3; 30) sicherzustellen, wobei diese Einrichtung ein auf dem Rotor befestigtes männliches Element (10), das elastisch beansprucht wird und mit einem weiblichen Element zusammenwirkt, dargestellt durch die Antriebswelle, und Entriegelungsmittel (12, 12a; 19) umfaßt, die von der Außenseite des Rotors her bedienbar sind, wodurch es möglich wird, das männliche Element (10) in eine freie Position vom weiblichen Element (11) zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Antriebswelle Führungsmittel (30b, 30c) aufweist, die mit den ergänzenden Mitteln (32a, 32b), welche mit dem Rotor einstückig sind, zusammenwirken, um den Rotor (1) zum Zeitpunkt des Eingreifens der Antriebswelle (30) in den Rotor (1) dazu zu bringen, sich um seine Achse (5) aus einer beliebigen Ausgangswinkelposition zu drehen und entlang der Antriebswelle nach unten zu verlaufen, bis zu einer Position, in welcher sich der Rotor in Drehung mit der Antriebswelle (30) zusammenschließt, und das männliche Element (10) elastisch in das weibliche Element gedrückt wird, um eine axiale Verriegelung des Rotors zu gewährleisten.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das männliche und das weibliche Element (10, 11) ein im wesentlichen rechtwinkeliges Profil aufweisen.

3. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsmittel einen Abschnitt umfassen, der ein Betätigungsorgan (12, 12a) bildet, das von der Außenseite des Rotors (1) her über ein Verriegelungsstück (7) bedienbar ist, das einstückig mit dem Rotor befestigt ist, beweglich zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position, elastisch beansprucht (8) zur verriegelten Position hin, und des weiteren einen Riegel (10) bildet, um mit einer Rückhalteaussparung (11) der Antriebswelle (3; 30) zusammenzuwirken.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsstück (7) im Rotor (1) so konzipiert und angeordnet ist, daß sein Massenmittelpunkt in verriegelter Position gegenüber der Achse (5) des Rotors (1) in die Richtung der elastischen Beanspruchung versetzt wird.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsstück (7) so konzipiert ist, daß es einerseits einen Basisabschnitt (7a) umfaßt, der in einer Führungsschiene (13) geführt wird, die in einem Verschlußkörper (14, 17a; 140, 17a) angeordnet ist, und der den Riegel (10) bildet, und andererseits einen Verlängerungsabschnitt, der das Betätigungsorgan (12) bildet, und dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (14, 17a; 140, 17a) axial (18) in einer axialen Aussparung (4a) des Rotors (1) angeordnet und blockiert ist.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper ein ringförmiges Stück (14; 140) umfaßt, dessen Mittelöffnung (15; 150) in der Befestigungsposition des Rotors (1) von der Antriebswelle (3; 30) durchdrungen wird, und dadurch, daß das ringförmige Stück ein Verbindungsorgan in Drehung zwischen dem Rotor (1) und der Antriebswelle (3; 30) darstellt und auf einer seiner Flächen eine Nut aufweist, die quer zur Rotorachse (13) verläuft, wodurch die Führungsschiene gebildet wird, welche gleitend den Basisabschnitt (7a) des Verriegelungsstücks (7) aufnimmt.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsstück (7) eine Öffnung (7b) aufweist, bei der ein Randabschnitt den Riegel (10) bildet, wobei diese Öffnung in der Befestigungsposition des Rotors von der Antriebswelle (3) durchdrungen wird.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) einen Griff (17b) umfaßt, mit dessen Hilfe er erfaßt werden kann, und dadurch, daß das Verriegelungsstück (7) zum Griff so angeordnet ist, daß in der verriegelten Position das Betätigungsorgan (12) in der Nähe des Griffs (17b) angeordnet ist, und daß zwischen den beiden Elementen (12, 17b) ein Bewegungsraum vorhanden ist, der ausreicht, um einem Bediener, der mit einer Hand den Griff (17b) faßt, zu ermöglichen, mit Hilfe dieser Hand das Betätigungsorgan (12) so zu betätigen, daß das Verriegelungsstück bis in seine entriegelte Position (Fig. 7) verschoben wird.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) eine Führungswand (170) für einen Entriegelungsschlüssel (19) umfaßt, und dadurch, daß das Verriegelungsstück (7) zur Wand (170) so angeordnet ist, daß das Betätigungsorgan (12) in verriegelter Position des Verriegelungsstücks (7) in der Nähe der Führungswand (170) positioniert ist, und daß zwischen den beiden Elementen (12, 170) ein Bewegungsraum vorhanden ist, der ausreicht, um zu ermöglichen, daß der Schlüssel (19), der in die Führungswand (170) eingreift, auf das Betätigungsorgan (12) wirkt, wodurch es möglich wird, das Verriegelungsstück (7) bis zu seiner Entriegelungsposition zu verschieben.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 8 und 9 und Anspruch 6, in Verbindung genommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper unter anderem einen Abschnitt (17a) eines Hilfsstücks (17) umfaßt, wobei dieser Abschnitt auf der Oberfläche angebracht ist, welche die Nut (13) des Verbindungsstücks (14) aufweist, um ein Halteorgan des Verriegelungsstücks (7) in der Nut (13) zu bilden und so die Bildung der Führungsschiene zu vervollständigen, und dadurch, daß der Griff (17b) oder die Führungswand (170) durch ein Ende des Hilfsstücks (17) gebildet wird.

11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das männliche Element (10) zum Zeitpunkt der Blockierung ein akustisches Signal auslöst.

12. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Rippe, die einen Nutkeil (32) bildet, auf der Wand der Mittelöffnung (150) des ringförmigen Stücks (140) vorgesehen ist, um in der Befestigungsposition des Rotors (1) mit einer Längsnut (31) der Antriebswelle (30) zusammenzuwirken und dadurch, daß das untere Ende der Rippe (32) und das obere Ende der Antriebswelle (30) sich verjüngen und eine äußerste Kante (30b beziehungsweise 32a) und zwei geneigte Oberflächen (30c beziehungsweise 32b) bilden, wobei die verjüngten Enden dazu bestimmt sind, miteinander zusammenzuwirken, um den Rotor (1) zum Zeitpunkt des Eingreifens der Antriebswelle (30) in die zweite axiale Aussparung (4b) dazu zu bringen, sich aus einer beliebigen Ausgangswinkelposition um seine eigene Achse (5) zu drehen, bis hin zu einer Position, in welcher sich der Rotor in Drehung mit der Antriebswelle (30) zusammenschließt.