EP0487915A1 - Winkelkopf für Zentrifugen - Google Patents

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EP0487915A1
EP0487915A1 EP91118465A EP91118465A EP0487915A1 EP 0487915 A1 EP0487915 A1 EP 0487915A1 EP 91118465 A EP91118465 A EP 91118465A EP 91118465 A EP91118465 A EP 91118465A EP 0487915 A1 EP0487915 A1 EP 0487915A1
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EP
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angle
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cup
angular
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EP91118465A
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Günter Eberle
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Andreas Hettich GmbH
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Andreas Hettich GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes

Definitions

  • the subject of the present innovation is an angular head for centrifuges according to the preamble of patent claim 1.
  • Such an angular head with fixed, non-swinging out beakers is usually manufactured with great manufacturing effort.
  • such an angle head is milled from a solid material, the receiving bores for receiving the cups likewise being produced by a large number of drilling and milling processes connected in series.
  • the present innovation is therefore based on the object of developing an angle head for centrifuges of the type mentioned in such a way that it can be manufactured much more cost-effectively and simply with conventional load-bearing capacities, such as comparable angle heads of the prior art.
  • the innovation is characterized in that the outer part on its outer periphery near the bottom of the cup has a radially inwardly bent bottom part which protrudes beyond the center of the cup bottom and that the radially inner support surface for the cup through the inner part is formed.
  • the two parts are preferably connected to one another in the region of the horizontal cover flange of the angle head, because there are favorable fastening surfaces here, after the two parts are preferably created in this region by means of rags and thereby a large fastening region.
  • a sheet metal material is preferably used as the material for the relatively highly stressed outer part, which is drawn in at the outer edge and thus forms a stable support for the bottom region of the cups inserted into the receiving openings of the angle head.
  • Beakers which are usually designed as plastic sleeves, are inserted into glass tubes with the test material.
  • the inwardly drawn collar on the outer edge of the outer part can be formed at a right angle or in a rounded shape and protrudes over the center of the tube base, in order to thus ensure a support surface for the tube base during the centrifuging process and also when standing.
  • the inner part can be injection-molded or cast from an inexpensive plastic material and the inner part essentially serves only as a radially inwardly directed support surface for the cups inserted into the receiving bores and therefore does not have to transmit any centrifugal forces.
  • the parting line between the inner part and the outer part is preferably provided in the base region of the cup, in order to ensure a practically closed angle head, which is therefore particularly aerodynamically designed.
  • the inner part thus essentially serves as a windbreak in the cup area.
  • the inner part also forms the rotor hub at the same time, and thus the rotational drive forces acting on the angular head are transmitted to the outer part via the fastening arranged in the vicinity of the rotor hub between the inner part and the outer part.
  • the inner and outer parts overlap in this area and large, load-transmitting surfaces can thus be created between the two parts, by means of which it opens it is easily possible, on the one hand, to transfer the centrifugal force of the outer part to the inner part and, on the other hand, to transfer the torque loads from the inner part to the outer part.
  • the recesses on the top of the outer part for receiving the corresponding cups are elliptical.
  • the plastic part is cylindrical to a certain extent in the upper and lower area, that is to say it is designed vertically, in order to be able to attach favorable balancing masses to it. This means that on the inner part annular spaces are formed on the inner circumference, which are not filled by the inserted cups, so that appropriate balancing weights can be introduced into these annular spaces.
  • the angle head 1 essentially consists of a cup-shaped, preferably made of a sheet metal outer part 2, which initially has an upper, horizontally extending cover ring 6.
  • elliptical recesses 10 are formed, into which cups 9 can be inserted, into which cups, in turn, glass tubes (not shown in more detail) with the examination liquid can be inserted.
  • the pot-shaped outer part 2 extends obliquely, directed radially outwards and forms a side ring 11 there, which near the bottom of the cup merges into an inwardly directed, cranked, annular bottom part 12.
  • the length of the base part 12 is such that the base part 12 extends beyond the longitudinal center axis 13 of the cup 9, so that the cup 9 rests on the base part 12 in all functional positions.
  • the bottom part 12 thus transfers the centrifugal load of the cup 9 to the side ring 11 and the side ring 11 transfers the centrifugal load to the horizontal cover ring 6 of the outer part 2.
  • the inner wall of the angle head 1 is formed by a likewise cup-shaped inner part 3, which is preferably formed from a plastic part.
  • the inner part 3 has the receiving bore 5 for the rotor hub 4 and likewise forms a horizontal, disk-shaped area on which the cover ring 6 of the outer part 2 is arranged to overlap.
  • the cover ring 2 is connected to the inner part 3 in the area of the rotor hub 4 by means of screws 7 distributed around the circumference.
  • the inner part 3 forms a horizontally directed part 25, which in turn merges at its radially outer end via a part 26 which is bent obliquely outwards.
  • the part 26 forms a parting line 24 with the floor area 12, via which no load is transmitted.
  • the base part 12 is thus perpendicular to the longitudinal center axis of the cup 9 and, at position 14, absorbs the centrifugal force which is exerted by the cup base 21 on the base part 12 at position 14.
  • webs 20 are formed on the inner part 3, which are arranged parallel to each other in pairs on the outer circumference of the inner part 3, as shown in FIG.
  • the webs 20 are located approximately at half the height of the cup length below the circular ring region 8 of the elliptical recesses 10.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Ein Winkelkopf (1) für Zentrifugen dient zur Aufnahme von einer Anzahl von Bechern, die in einem festgelegten Winkel geneigt zur Vertikalen in Ausnehmungen des Winkelkopfes angeordnet sind.
Der Winkelkopf (1) ist mindestens zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem mechanisch belastbaren Außenteil (2) und einem weniger belastbaren Innenteil (3), wobei das Innenteil (3) mit dem Außenteil (2) wenigstens im Bereich der Rotornabe (4) verbunden ist und das Außenteil an seinem Außenumfang in Bodennähe der Becher (9) ein radial im Winkel einwärts gebogenes Bodenteil (12) aufweist, welches über die Mitte des Becherbodens (21) ragt und die Zentrifugalkraft während des Zentrifugalvorgangs aufnimmt.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Neuerung ist ein Winkelkopf für Zentrifugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Winkelkopf mit feststehenden, nicht-ausschwenkenden Bechern wird in der Regel unter großem Fertigungsaufwand hergestellt. In der Regel wird ein derartiger Winkelkopf aus einem Vollmaterial gefräst, wobei die Aufnahmebohrungen zur Aufnahme der Becher ebenfalls durch eine Vielzahl hintereinandergeschalteter Bohr- und Fräsvorgänge hergestellt werden.
  • Der vorliegenden Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Winkelkopf für Zentrifugen der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei herkömmlichen Lastaufnahmevermögen, wie vergleichbare Winkelköpfe des Standes der Technik, wesentlich kostengünstiger und einfacher hergestellt werden kann.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil an seinem Außenumfang in Bodennähe der Becher ein radial im Winkel einwärts abgebogenes Bodenteil aufweist, welches über die Mitte des Becherbodens ragt und daß die radial innen liegende Stützfläche für den Becher durch das Innenteil gebildet ist.
  • Bevorzugt werden die beiden Teile im Bereich des horizontalen Deckflansches des Winkelkopfes miteinander verbunden, weil hier günstige Befestigungsflächen bestehen, nachdem die beiden Teile sich in diesem Bereich bevorzugt über Lappen und hierdurch ein großer Befestigungsbereich geschaffen wird.
  • Als Material für das relativ hochbelastete Außenteil wird bevorzugt ein Blechmaterial verwendet, welches am äußeren Rand nach innen eingezogen ist und damit eine stabile Auflage für den Bodenbereich der in die Aufnahmeöffnungen des Winkelkopfes eingesetzten Becher bildet. In die Becher, die in der Regel als Kunststoffhülsen ausgebildet sind, werden Glasröhrchen mit dem Untersuchungsmaterial eingesetzt.
  • Der nach innen gezogene Kragen am äußeren Rand des Außenteils kann im rechten Winkel oder in abgerundeter Form ausgebildet sein und ragt über die Mitte des Röhrchenbodens, um somit eine Stützfläche für den Röhrchenboden während des Zentrifugiervorganges und auch im Stand zu gewährleisten.
  • Auf diese Weise ist es möglich, das Außenteil (als Blechteil) im Drück- oder Ziehverfahren herzustellen, was wesentliche Herstellungsvorteile bringt.
  • Andererseits kann das Innenteil aus einem kostengünstigen Kunststoffmaterial gespritzt oder gegossen werden und das Innenteil dient im wesentlichen nur als radial einwärts gerichtete Stützfläche für die in die Aufnahmebohrungen eingesetzten Becher und hat deshalb keine Zentrifugalkräfte zu übertragen.
  • Die Trennfuge zwischen dem Innenteil und dem Außenteil wird bevorzugt im Bodenbereich des Bechers angebracht, um somit einen praktisch geschlossenen Winkelkopf zu gewährleisten, der damit besonders strömungsgünstig ausgebildet ist. Das Innenteil dient somit im Becherbereich im wesentlichen als Windschutz.
  • Wichtig hierbei ist, daß das Innenteil jedoch gleichzeitig auch die Rotornabe ausbildet, und somit die Drehantriebskräfte, die auf den Winkelkopf wirken, über die im Umgebungsbereich der Rotornabe angeordnete Befestigung zwischen dem Innenteil und dem Außenteil auf das Außenteil zu übertragen.
  • Wie bereits schon eingangs erwähnt, überlappen sich in diesem Bereich das Innen- und das Außenteil und es können somit große, lastübertragende Flächen zwischen den beiden Teilen geschaffen werden, über die es auf einfache Weise möglich ist, einerseits die Zentrifugalkraft des Außenteils auf das Innenteil zu übertragen und andererseits die Drehmomentlasten vom Innenteil auf das Außenteil zu übertragen.
  • Die Ausnehmungen an der Oberseite des Außenteils zum Aufnehmen der entsprechenden Becher sind elliptisch ausgebildet. Das Kunststoffteil ist im oberen und unteren Bereich jeweils ein Stück weit zylindrisch, also senkrecht ausgebildet, um daran günstige Auswuchtmassen befestigen zu können. Das heisst, am Innenteil sind am Innenumfang Ringräume ausgeformt, die nicht von den eingesteckten Bechern ausgefüllt werden, so daß in diese Ringräume entsprechende Auswuchtgewichte eingebracht werden können.
  • Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Schutzansprüche untereinander.
  • Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    Schnitt durch einen Winkelkopf nach der Neuerung,
    Figur 2:
    Draufsicht auf den Winkelkopf nach Figur 1.
  • Der Winkelkopf 1 besteht im wesentlichen aus einem topfförmigen, bevorzugt aus einem Metallblech gefertigten Außenteil 2, welches zunächst einen oberen, horizontal verlaufenden Deckring 6 aufweist.
  • Im Bereich des Deckringes 6 sind elliptische Ausnehmungen 10 eingeformt, in welche Becher 9 einsetzbar sind, in welche Becher wiederum nicht näher dargestellte Glasröhrchen mit der Untersuchungsflüssigkeit einsteckbar sind.
  • Von dem Außenumfang des oberen, horizontalen Deckringes 6 erstreckt sich das topfförmige Außenteil 2 schräg, radial nach außen gerichtet und bildet dort einen Seitenring 11, der in Bodennähe der Becher in ein nach innen gerichtetes, abgekröpftes, ringförmiges Bodenteils 12 übergeht.
  • Wichtig ist, daß die Länge des Bodenteils 12 so ist, daß sich das Bodenteil 12 über die Längsmittenachse 13 der Becher 9 hinaus erstreckt, so daß die Becher 9 in allen Funktionsstellungen auf dem Bodenteil 12 aufsitzen. Das Bodenteil 12 überträgt also die Zentrifugallast des Bechers 9 auf den Seitenring 11 und der Seitenring 11 überträgt die Zentrifugallast auf den horizontalen Deckring 6 des Außenteils 2.
  • Die Innenwandung des Winkelkopfes 1 wird durch ein ebenfalls topfförmiges Innenteil 3 gebildet, welches bevorzugt aus einem Kunststoffteil ausgebildet ist. Das Innenteil 3 weist die Aufnahmebohrung 5 für die Rotornabe 4 auf und bildet ebenso einen horizontalen, scheibenförmigen Bereich, auf dem überlappend der Deckring 6 des Außenteils 2 angeordnet ist. Der Deckring 2 ist mit dem Innenteil 3 im Bereich der Rotornabe 4 über am Umfang verteilt angeordnete Schrauben 7 verbunden.
  • Ausgehend von der horizontalen Fläche der Rotornabe 4 geht diese in eine radial nach außen geneigte Innenscheibe 15 über, wobei im Bereich der Innenscheibe 15 Abkröpfungen 16,18 angeordnet sind, welche jeweils einen Ringraum 17,19 bilden, in den Auswuchtgewichte eingebracht werden können.
  • Im Bodenbereich bildet das Innenteil 3 einen horizontal gerichteten Teil 25, der seinerseits an seinem radial äußeren Ende über einen schräg auswärts abgekröpftes Teil 26 übergeht. Das Teil 26 bildet mit dem Bodenbereich 12 eine Trennfuge 24, über die keine Last übertragen wird.
  • Entsprechend der Winkelstellung der Längsmittenachse 13 des Bechers 9 liegt somit das Bodenteil 12 senkrecht zur Längsmittelachse des Bechers 9 und nimmt bei Position 14 die Zentrifugalkraft auf, die vom Becherboden 21 auf das Bodenteil 12 bei Position 14 ausgeübt wird.
  • Zur Verschiebungssicherung der in die elliptischen Ausnehmungen 10 eingesetzten Becher 9 sind am Außenumfang des Innenteils 3 gemäss Figur 2 jeweils paarweise zueinander parallel angeordnete Stege 20 am Innenteil 3 angeformt, welche die seitliche Verschiebungsbegrenzung für die in die Aufnahmebohrungen 10 eingesetzten Becher 9 bilden.
  • Die Stege 20 liegen hierbei etwa auf halber Höhe der Becherlänge unterhalb des Kreisringbereichs 8 der elliptischen Ausnehmungen 10.
    • ZEICHNUNGS-LEGENDE
    • 1
    Winkelkopf
    2
    Außenteil
    3
    Innenteil
    4
    Rotornabe
    5
    Aufnahmebohrung
    6
    Deckring
    7
    Schraube
    8
    Kreisringbereich
    9
    Becher
    10
    Ausnehmung
    11
    Seitenring
    12
    Bodenteil
    13
    Längsmittenachse
    14
    Position
    15
    Innenscheibe
    16
    Abkröpfung
    17
    Ringraum
    18
    Abkröpfung
    19
    Ringraum
    20
    Steg
    21
    Becherboden
    22
    Winkel
    23
    Vertikale
    24
    Trennfuge
    25
    Teil
    26
    Teil

Claims (10)

  1. Winkelkopf für Zentrifugen zur Aufnahme von einer Anzahl von Bechern, die in einem festgelegten Winkel geneigt zur Vertikalen in Ausnehmungen des Winkelkopfes angerodnet sind, wobei sich der Beckenboden des jeweiligen Beckens an Stützflächen des Winkelkopfes abstützt, wobei der Winkelkopf (1) mindestens zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mechanisch belastbaren Außenteil (2), sowie aus einem weniger belastbaren Innenteil (3) besteht, daß das Innenteil (3) mit dem Außenteil (2) wenigstens im Bereich der Rotornabe (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) an seinem Außenumfang in Bodennähe der Becher (9) ein radial im Winkel einwärts abgebogenes Bodenteil (12) aufweist, welches über die Mitte des Becherbodens (21) ragt und daß die radial innen liegende Stützfläche für den Becher (9) durch das Innenteil (3) gebildet ist.
  2. Winkelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (12) im Bereich der Stützfläche für den Becherboden (21) konkav ausgebildet ist.
  3. Winkelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (12) gerade ausgebildet ist.
  4. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene des Bodenteils (12) einen Winkel (22) mit zur Vertikalen (23) bildet.
  5. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) aus einem Blechteil besteht.
  6. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (3) aus einem Kunststoffteil besteht.
  7. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (3) die Aufnahmebohrung (5) für die Antriebsachse des Rotors aufweist.
  8. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) einen horizontalen Deckring (6) aufweist, der mit dem Innenteil (3) im Umgebungsbereich der Rotornabe (4) verbunden ist.
  9. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (3) am Innenumfang eine oder mehrere Ringräume (19) ausbildet.
  10. Winkelkopf nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur seitlichen Begrenzung der Aufnahmebohrungen (5) im Winkelkopf (1) am Innenteil (3) seitliche Stege (20) in gegenseitigem Abstand am Umfang verteilt angeordnet sind, welche die Becher (9) gegen Verschiebung in der Aufnahmebohrung (5) in Umfangsrichtung sichern.
EP91118465A 1990-11-30 1991-10-30 Winkelkopf für Zentrifugen Expired - Lifetime EP0487915B1 (de)

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