DE4305581A1 - Rotor für eine Schwenkbecherzentrifuge - Google Patents
Rotor für eine SchwenkbecherzentrifugeInfo
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- 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
- B04B5/0421—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes pivotably mounted
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Schwenk
becherzentrifuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Rotor ist mit dem auf den gleichen Anmelder
zurückgehenden DE 89 03 511 U1 bekannt geworden. Bei
diesem Rotor sind die Schwenkbecher als Probenröhrchen
ausgebildet, so daß diese unmittelbar mit einer Probe
flüssigkeit gefüllt sind und im übrigen aus Kunststoff
bestehen. Es sind radial vordere und hintere in radialer
Richtung hintereinander liegende Ausnehmungen in dem
im wesentlichen als horizontale Scheibe ausgebildeten
Rotor eingearbeitet, die ein Einschwenken des Schwenk
bechers in diese Ausnehmungen beim Ausschwingen der
Schwenkbecher ermöglichen sollen. Beim Ausschwingen
legen sich die bekannten Schwenkbecher mit ihren Boden
bereichen an einem umlaufenden radial äußeren Flansch
des Rotors an, wobei die als Schwenklager dienenden,
henkelartigen Schenkel, die in zugeordnete Ausnehmungen
der Scheibe eingreifen, nicht lastübertragend mehr
wirken sollen.
Es handelt sich also um Schwenklager,
die lediglich der Lagensicherung und der Drehsicherung
der aus schwingenden Schwenkbecher dienen und die
mindestens bei Erreichen der Solldrehzahl keine weitere
Zentrifugalkraft mehr übertragen sollen, weil diese
über den Bodenbereich des Schwenkbechers auf den radial
außen liegenden, umlaufenden Flansch des Rotors über
tragen wird.
Mit dem bekannten Rotor bestand also der Vorteil, daß
man relativ kostengünstige Probengefäße verwenden konnte,
die mit ihren henkelartigen, freien Schenkeln ohne
weitere Hilfsmittel in den Rotor eingehängt werden
konnten.
Wegen der Notwendigkeit der Lastübertragung der auf
die Schwenkbecher wirkenden Zentrifugalkraft über den
radial außen liegenden Flansch des Rotors ergab sich
jedoch ein erhöhter Herstellungsaufwand für den Rotor.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Rotor der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
daß der Rotor selbst einfach ausgebildet sein kann
und trotzdem hohe Zentrifugalkräfte von den Schwenkbechern
auf den Rotor übertragbar sind.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung
durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekenn
zeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun der
Rotor im wesentlichen als Scheibe ausgebildet ist,
die eine Reihe in Umfangsrichtung verteilt angeordneter
Schlitze trägt. Es entfällt nun die Notwendigkeit,
am Außenumfang des Rotors einen lastübertragenden,
radialen, abgekröpften Flansch vorzusehen, welcher
die Zentrifugalkraft der Schwenkbecher aufnimmt, wie
dies bei dem DE 89 03 511 U1 gefordert war.
Erfindungsgemäß wird die Zentrifugalkraft, welche auf
die Schwenkbecher wird, direkt von den Schwenkbechern
auf das jedem Schwenkbecher zugeordnete Trägerteil
übertragen, welches Trägerteil im wesentlichen aus
einem ringförmigen Metallteil besteht, welches in der
Hülse des Schwenkbechers eingebettet ist, wobei an
diesem Ringteil - bevorzugt werkstoffeinstückig -
mindestens ein Schenkel angeformt ist, mit dem dieses
Trägerteil durch den Schlitz im Rotor hindurchgreift
und dort schwenkbar gelagert ist.
Damit ergibt sich ein extrem einfacher Aufbau des Rotors,
weil lediglich eine Scheibe mit Schlitzen vorgesehen
werden muß, durch welche die einzelnen Schenkel der
Trägerteile der jeweiligen Schwenkbecher hindurchgreifen.
Die genannten Schenkel greifen also kraftschlüssig
und lastübertragend in die zugeordneten Schlitze der
Scheibe des Rotors ein, während dies bei der älteren
Druckschrift vermieden werden sollte.
Die Schenkel sind bevorzugt schräg gestellt und sind
so dimensioniert (Länge, Breite und Dicke, sowie
Winkelstellung zur Längsachse der Hülse des Schwenk
bechers), daß sich in einem ersten bevorzugten Aus
führungsbeispiel ein annähernder Gewichtsausgleich
für den Schwenkbecher bei Erreichen der Solldrehzahl
des Rotors ergibt. Das heißt, die vom Schenkel ausgeübte
Zentrifugalkraft und die von der Hülse des Schwenkbechers
auf den Schlitz des Rotors ausgeübte Zentrifugalkraft
soll bei Erreichen der Solldrehzahl der Zentrifuge
etwa gleich sein, so daß sich der Schwenkbecher in
einer horizontalen Schwenklage einstellt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen,
daß ein beabsichtigtes Ungleichgewicht zwischen der
vom Schenkel auf den Schlitz ausgeübten Zentrifugalkraft
im Vergleich zu der von der Hülse auf den Schlitz aus
geübten Zentrifugalkraft ergibt, so daß eine beabsichtigte
Schrägstellung des gesamten Schwenkbechers bei Erreichen
der Solldrehzahl des Rotors gegeben ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Länge des Schenkels
so gewählt, daß das freie untere Ende des Schenkels
etwa mit dem Bodenbereich der Hülse des Schwenkbechers
abschließt, so daß der Schwenkbecher frei auf einer
Aufstellebene aufgestellt werden kann und der Schenkel
somit als Stützfuß dient.
In einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß
der Schenkel abgekröpft ausgebildet ist, wobei bevorzugt
eine etwa Z-förmige Formgebung bevorzugt wird, so daß
sich das freie, abgekröpfte Ende des Schenkels bei
ausschwingendem Schwenkbecher an bestimmten Anschlag
flächen des scheibenförmigen Rotors anlegt.
Damit kann die Winkellage des ausschwingenden Schwenk
bechers begrenzt werden.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es
vorgesehen, daß der Schenkel so abgekröpft ist, daß
sich in der Ruhelage des Gehänges, d. h. bei stillstehendem
Rotor, sich das freie äußere Ende des Schenkels an
dem Rotorkopf anlegt, um so die Schwenkstellung des
Schwenkbechers bei stillstehendem Rotor zu definieren.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt
sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan
sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen
Patentansprüche 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 darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung
weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der
Erfindung hervor.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Rotor in Arbeits-
und Ruhestellung;
Fig. 2 Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1;
Fig. 3 Schnitt durch die Rotorscheibe;
Fig. 4 Draufsicht auf die Rotorscheibe;
Fig. 5 Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei
spiels eines Schwenkbechers;
Fig. 6 die um 90° gedrehte Seitenansicht;
Fig. 7 Schnitt durch den Schwenkbecher nach Fig.
5;
Fig. 8 Draufsicht auf den Schwenkbecher nach Fig.
5;
Fig. 9 Schnitt durch das Trägerteil;
Fig. 10 Draufsicht auf das Trägerteil;
Fig. 11 das Trägerteil in Draufsicht vor Anbringung
einer Biegung;
Fig. 12 Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines Rotors.
Der Rotor 1 nach Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen
aus einer Scheibe 2, die bevorzugt aus einem hochfesten,
nicht rostenden Metallmaterial, z. B. einer Nickel-Chrom-
Legierung besteht.
In an sich bekannter Weise ist die Scheibe 2 über
Schrauben 5 mit einem Rotorkopf 4 verbunden, der über
die dargestellten Befestigungsmittel mit der Antriebs
welle eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors
verbunden ist.
Im übrigen ist die Scheibe 2 mit einer mittleren Aus
nehmung 3 versehen, durch welche Teile des Rotorkopfes
4 hindurchgreifen.
Gemäß den Fig. 3 und 4 sind gleichmäßig verteilt
am Umfang des Rotors Schlitze 9 in die Scheibe 2
eingearbeitet, wobei bevorzugt die radial außen liegenden
Kanten 10 der Schlitze 9 bearbeitet sind, etwa
rundprofiliert ausgebildet sind, um ein Schwenklager
für die ausschwingenden Trägerteile 11 der Schwenkbecher
6 zu bilden.
Jeder Schwenkbecher 6 besteht aus einer Hülse 7, die
bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial besteht, in
deren oberen, kragenförmig erweiterten Rand das Träger
teil 11 eingebettet ist. Das Trägerteil 11 besteht
aus einem Ring 14 aus einem hochfesten Metallmaterial,
an dem werkstoffeinstückig ein Teil 13 angeformt ist,
welches in einen nach unten abgebogenen Schenkel 12
über eine Biegekante übergeht.
Die Teile 12, 13, 14 bestehen bevorzugt aus einem
werkstoffeinstückig miteinander verbundenen Material.
An der dem Schenkel 12 gegenüberliegenden Seite der
Hülse 7 ist eine Rippe 15 angeformt, um eine Stabili
sierung der Hülse 7 in diesem Bereich zu gewährleisten.
In die Hülse 7 wird ein Probenröhrchen 8 eingestellt,
welches die Probenflüssigkeit aufnimmt.
Je nach der Dimensionierung des Probenröhrchens
(Füllvolumen, Länge, Durchmesser usw.) ist die Hülse
7 dem Probenröhrchen 8 angepaßt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß den
Fig. 5 bis 7 ist das freie Ende des Schenkels 12
so lang gewählt, daß es etwa eine Linie 17 mit dem
Bodenbereich der Hülse 7 bildet, wobei am Bodenbereich
der Hülse noch zusätzlich eine Rippe 16 angeformt sein
kann. Auf diese Weise dient der Schenkel 12 als Stütz
fuß für den Schwenkbecher 6, der damit frei auf einer
Aufstellfläche aufgestellt werden kann.
Im Ruhezustand des Rotors 1 greifen somit alle
Schwenkbecher 6 mit ihren Schenkeln 12 durch die
zugeordneten Schlitze 9 in der Scheibe 2 hindurch.
Bei Erreichen der Nenndrehzahl des Rotors verschwenken
die Schwenkbecher 6 nach außen, wie dies in Fig. 1,2
auf der linken Seite dargestellt ist. Hierbei dienen
die Kanten 10 der Schlitze 9 als Schwenklager und das
Ausschwingen erfolgt im Übergangsbereich zwischen dem
geraden Teil 13 und dem nach unten abgebogenen Schenkel
12 des Trägerteils 11.
Bei der Erfindung ist demzufolge wichtig, daß das
Trägerteil 11 lastübertragend die Zentrifugalkraft
auf den Schlitz 9 über die Kante 10 auf die Scheibe
2 überträgt. Der Rotor kann somit einfachst ausge
bildet sein und es bedarf keiner aufwendigen Anlage
flächen am Rotor, um Zentrifugalkräfte aufzunehmen.
In Fig. 12 ist ein weiterer Rotor 20 dargestellt,
der Schwenkbecher 6 hält, die mit anders ausgebildeten
Trägerteilen 21 verbunden sind. Jedes Trägerteil weist
hierbei einen Schenkel 22 auf, der etwa Z-förmig
abgekröpft ist und der sich in der Ruhelage des
Schwenkbechers 6 mit seiner Stirnkante 23 an dem
Rotorkopf 4 anlegt. Auf diese Weise wird in der Ruhe
stellung des Rotors eine bestimmte, gewünschte und
durch die Formgebung der Schenkel 22 einstellbare
Schräglage der Schwenkbecher erreicht.
Umgekehrt kann auch eine Schwenklage willkürlich durch
Formgebung der Schenkel 22 bei ausgeschwungenem
Schwenkbecher eingestellt werden. Hierbei schlägt dann
(nicht dargestellt) die Stirnkante 23 des Schenkels
22 an zugeordneten Anschlagflächen des Rotors an.
Bezugszeichenliste
1 Rotor
2 Scheibe
3 Ausnehmung
4 Rotorkopf
5 Schraube
6 Schwenkbecher
7 Hülse
8 Probenröhrchen
9 Schlitz
10 Kante
11 Trägerteil
12 Schenkel
13 Teil
14 Ring
15 Rippe
16 Rippe
17 Linie
20 Rotor
21 Trägerteil
22 Schenkel
23 Stirnkante.
2 Scheibe
3 Ausnehmung
4 Rotorkopf
5 Schraube
6 Schwenkbecher
7 Hülse
8 Probenröhrchen
9 Schlitz
10 Kante
11 Trägerteil
12 Schenkel
13 Teil
14 Ring
15 Rippe
16 Rippe
17 Linie
20 Rotor
21 Trägerteil
22 Schenkel
23 Stirnkante.
Claims (11)
1. Rotor für eine Schwenkbecherzentrifuge mit Halterungen
für mehrere Schwenkbecher, wobei der Rotor im wesentlichen
als horizontale Scheibe ausgebildet ist und die Schwenk
becher mit henkelartigen, einseitig freien Schenkeln
in zugeordnete Ausnehmungen der Schreibe greifen und
dort schwenkbar gehalten sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in
der Scheibe (2) als Schlitze (9) ausgebildet sind,
in welche die Schenkel (12, 22) der Schwenkbecher (6)
eingreifen und daß die auf die Schwenkbecher (6) wirkende
Zentrifugalkraft lastübertragend von den Schenkeln
(12) auf die radial äußere Kante (10) des Schlitzes
(9) in der Rotorscheibe übertragen wird.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwenkbecher
(6) aus einem Kunststoffmaterial besteht und daß der
Schenkel (12, 22) aus einem Metallmaterial besteht,
welches mit einem Ringteil (13, 14) verbunden ist, das
in dem oberen, kragenförmigen Bereich des Schwenkbechers
(6) eingebettet ist.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge des Schenkels
(12) so gewählt ist, daß das freie untere Ende des
Schenkels (12) etwa auf einer horizontalen Linie (17)
mit der Bodenfläche der Hülse (7) des Schwenkbechers
(6) ist.
4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gewichtsverteilung des Schenkels (12, 22) bedingt durch
seine Dimension (Länge, Breite, Dicke) so gewählt ist,
daß ein Gewichtsausgleich (vertikale Stellung des
Schwenkbechers) im Vergleich zu der Dimension der Hülse
(7) des Schwenkbechers (6) bei der Solldrehzahl des
Rotors (1) gegeben ist.
5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gewichtsverteilung des Schenkels (12, 22) bedingt durch
seine Dimension (Länge, Breite, Dicke) so gewählt ist,
daß ein Ungleichgewicht (beabsichtigte Schrägstellung
des Schwenkbechers) im Vergleich zu der Dimension der
Hülse (7) des Schwenkbechers (6) bei der Solldrehzahl
des Rotors (1) gegeben ist.
6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 2 und 4 oder
5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Schenkels (12, 22) kürzer ist als die
axiale Länge der Hülse (7).
7. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder und 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schenkel (22) etwa Z-förmig abgekröpft ist.
8. Rotor nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das freie Ende
(23) des Schenkels (22) am Rotorkopf (4) anlegt.
9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwenkbecher (6) selbst zur Aufnahme der Probenflüssig
keit bestimmt ist.
10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwenkbecher (6) ein Probenröhrchen (8) aufnimmt.
11. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Längsachse des Schenkels (12) einen Winkel zur Längsachse
der Hülse (7) des Schwenkbechers (6) bildet.
Priority Applications (4)
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