Zentrifugenbecher für Rotoren vom Schwenkbechertyp

Abstract

 Es sind Zentrifugenbecher für Rotoren vom Schwenkbechertyp mit zwei an gegenüberliegenden Außenseiten in der oberen Becherwandung ausgebildeten Aussparungen zur Aufnahme der Rotor-Tragebolzen bekannt, wobei jede Aussparung eine Bodenfläche aufweist und auf ihrer zur Becheröffnung zugekehrten Seite von einer bogenförmigen Fläche begrenzt ist. Um einen Zentri­fugenbecher so auszugestalten, daß mit diesem im Vergleich zu herkömmlichen Zentrifugenbechern höhere Lastwechsel-Zyklen erreichbar und höhere Schwerefelder fahrbar sind, ohne daß die bekannten Materialermüdungen im Bereich der die Tragbolzen aufnehmenden Aussparungen, insbesondere in Form von Rißbildungen, auftreten, weist die Bodenfläche eine kalottenartige Vertiefung auf, die im Bereich des Kammes der bogenförmigen Fläche an­grenzend an diese angeordnet ist und ist im Kammbereich der bogenförmigen Fläche wenigstens eine in die Vertiefung aus­laufende Nut ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugenbecher für Rotoren vom Schwenkbechertyp mit zwei an gegenüberliegenden Außenseiten in der oberen Becherwandung ausgebildeten Aus­sparungen zur Aufnahme der Rotor-Tragebolzen, wobei jede Aussparung eine Bodenfläche aufweist und auf ihrer zur Becher­öffnung zugekehrten Seite von einer bogenförmigen Fläche begrenzt ist.

[0002] Darartige Zentrifugenbecher sind beispielsweise aus der DE-AS 26 37 900 und der US-PS 4 531 652 bekannt. Diese Becher dienen beispielsweise zur Aufnahme von Probenbechern oder Proberöhrchen, wozu, falls erforderlich, gesonderte Aufnahme-Einsätze für solche Röhrchen in den Zentrifugenbecher eingesetzt werden können. Da solche Zentrifugenbecher beim Zentrifugieren hohen Kräften ausgesetzt sind, werden sie bevorzugt aus einem Spritz­guß, beispielsweise einem Aluminium-Spritzguß, gefertigt.

[0003] Darüber hinaus sind aus der DE-PS 29 38 317 solche Zentrifugen­becher aus einem Kunststoffmaterial bekannt, bei denen, zumindest im Bereich der Aufhängung, zur Verstärkung Metallteile eingesetzt sind.

[0004] Die vorstehend angesprochenen Zentrifugenbecher werden in Rotoren eingesetzt, wie sie unter anderem in der US-PS 4 147 294 oder dem DE-GM 77 22 184 beschrieben sind.

[0005] Infolge der ständigen Lastwechsel, denen solche Zentrifugenbecher unterliegen, und der hohen Spitzenbelastungen beim Zentrifu­gieren sind häufig nach höheren Zyklenzahlen, Rißbildungen im Bereich der Aussparungen, in denen die Rotor-Tragebolzen eingreifen, zu beobachten, solche Zentrifugenbecher müssen aus Sicherheitsgründen ausgewechselt werden. Um längere Lebens­dauern, das heißt höhere Zyklenzahlen, bei solchen Zentrifugen­bechern zu erreichen, wurden bereits die Bechervolumina und damit das Eigengewicht der Zentrifugenbecher verringert unter Inkaufnahme eines geringeren nutzbaren Bechervolumens. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugenbecher anzugeben, bei dem im Vergleich zu herkömm­lichen Zentrifugenbechern höhere Lastwechsel-Zyklen erreichbar und höhere Schwerefelder fahrbar sind, ohne daß die bekannten Materialermüdungen im Bereich der die Tragbolzen aufnehmenden Aussparungen, insbesondere in Form von Rißbildungen, auftreten.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Bodenfläche der Aussparung eine kalottenartige Vertiefung aufweist, die im Bereich des Kammes der bogenförmigen Fläche angrenzend an diese angeordnet ist und daß im Kammbereich der bogenförmigen Fläche wenigstens eine in die Vertiefung auslaufende Nut ausgebildet ist. Die erfindungsgemäß ausge­bildeten Zentrifugenbecher haben sich in Testläufen ausge­zeichnet bewährt. Sie zeichnen sich gegenüber den herkömmlichen Zentrifugenbechern durch höhere erreichbare Lastwechsel-Zyk­len ohne erkennbare Materialermüdungserscheinungen aus. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird das Bechergewicht nicht erhöht und trotzdem eine höhere Stabilität erreicht.

[0007] Gut bewährt hat sich ein Zentrifugenbecher, der im Kammbe­reich der bogenförmigen Fläche beidseitig der wenigstens einen Nut jeweils mindestens eine weitere Nut aufweist. Durch diese zusätzliche Nuten wird eine noch gleichmäßigere Lastvertei­lung in der den Tragbolzen aufnehmenden Aussparung erzielt.

[0008] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Zentrifugen­bechers ist die bogenförmige Fläche der Ausnehmung so ausge­bildet, daß sie sich zur Bodenfläche hin trichterförmig erweitert. Durch diese Maßnahme liegt der Zentrifugenbecher im Ruhe­zustand nur mit der vorderen Kante der bogenförmigen Fläche auf. Im Betrieb ist, mit wachsender Belastung, ein geringfügiges Verbiegen des Bechers festzustellen, so daß es zu einer linien­förmigen Auflage der bogenförmigen Fläche in axialer Richtung des Tragebolzens auf diesen kommt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß sich die Fläche unter einem Winkel zwischen 15' (Minuten) bis 1° zur Schwenkachse des Bechers erweitert. Mit dieser linienförmigen Auflage wird der Becher optimal auf den Rotor-Tragebolzen gelagert.

[0009] In einer bevorzugten Ausgestaltung des Zentrifugenbechers sollte das Ende der mindestens einen, in der bogenförmigen Fläche ausgebildeten Nut einen Teil der kalottenförmigen Ausnehmung in der Bodenfläche der Aussparung bilden.

[0010] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 einen Schnitt durch einen Doppelblutbeutelbecher entlang der Schnittlinie I - I in Figur 2,

Figur 2 eine Draufsicht auf den Zentrifugenbecher nach Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III in Figur 2, wobei die Bechertrennwand im unteren Bereich nicht dargestellt ist,

Figur 4 eine Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes IV in Figur 3,

Figur 5 eine Sicht in Richtung des Pfeiles V in Figur 4 mit einer gegenüber Figur 4 abgewandelten Ausnehmung und

Figur 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI - VI in Figur 5.

[0011] Bei dem in den Figuren dargestellten Zentrifugenbecher handelt es sich um einen Doppelblutbecherbeutel, dessen Bechervolumen, wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, durch eine Trennwand 1 ein zwei Becherbereiche 2 unterteilt ist. Im oberen Bereich der Becherwandung 3, etwa um ein Drittel der Becherhöhe vom oberen Becherrand 4 zur Bechermitte hin versetzt, sind an gegenüberliegenden Außenseiten Aussparungen 5 zur Aufnahme von nicht dargestellten Rotor-Tragebolzen ausgebildet. Diese Aussparungen 5 weisen eine ebene Boden­fläche 6 auf und sie werden nach oben, d.h. zum Becherrand 4 bzw. zur Becheröffnung 7 hin, durch eine bogenförmige Fläche 8 begrenzt. Nach unten, d.h. zum Boden 9 des Zentrifugenbechers hin, ist die Aussparung 5 offen, so daß der Doppleblutbeutel­becher von oben auf die Tragbolzen des Zentrifugenrotors aufgesetzt werden kann. Damit der Becher auf den Tragebolzen des Rotors frei schwenken kann, sind die beiden gegenüber­liegenden Außenseiten, in denen die Aussparungen 5 ausgebildet sind, parallel zueinander verlaufend abgeflacht.

[0012] Bei herkömmlichen Zentrifugenbechern sind, infolge der ständigen Lastwechsel nach größen Zyklenzahlen feine Risse im Bereich des Zenites der Aussparungen 5 zu beobachten, so daß diese Becher aus Sicherheitsgründen dann ersetzt werden müssen. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen Zentrifugenbecher wird nunmehr in der Bodenfläche 6 jeder Aussparung 5 eine kalottenartige Vertiefung 11 vorgesehen, die angrenzend an die bogenförmige Fläche 8 angeordnet ist.

[0013] Weiterhin ist im Bereich des Kammes 10 der bogenförmigen Fläche 8 eine Nut 12 ausgebildet, und zwar in Richtung der Schwenkachse 19 der Rotor-Tragebolzen verlaufend, die in die kalottenartige Vertiefung 11, in Figur 4 durch die Bezugs­ziffer 13 angedeutet, übergeht. Diese Maßnahmen, d.h. die Nut 12 und die kalottenartige Vertiefung 11, wirken sich vorteilhaft auf die Spannungsverhältnisse des Bechers im Bereich der Bolzenaufhängung auf, so daß derartig ausgestaltete Zentrifugenbecher höher belastbar sind, ohne daß die bisher beobachteten Risse auftreten.

[0014] In einer weiteren Optimierung des Zentrifugenbechers wird beidseitig der wenigstens einen Nut 12, wie diese in Figur 4 gezeigt ist, jeweils mindestens eine weitere Nut 14 in die bogenförmige Fläche 8 eingefräst, wie dies anhand der Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Während die Nut 12 in die kalottenartige Vertiefung 11 ausläuft, enden die beiden weiteren Nuten 14 in diesem Ausführungsbeispiel im Eckbereich der Aussparung 5, der durch die Bodenfläche 6 und die bogenförmige Fläche 8 gebildet wird. Anstelle dieser drei Nuten ist auch eine Ausführungsform möglich, in der zwei Nuten in der bogen­förmigen Fläche 8 ausgebildet sind, wobei diese beiden bogen­förmigen Nuten dann, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4, in die kalottenartige Vertiefung 11 übergehen sollten.

[0015] Besonders vorteilhaft auf die Spannungsverhältnisse des Zen­trifugenbechers wirkt sich eine Ausgestaltung der Aussparung 5 aus, bei der die bogenförmige Fläche 8 trichterförmig zur Bodenfläche 6 hin sich erweiternd verläuft. Durch diese Hinter­schneidung der bogenförmigen Fläche 8 wird bewirkt, daß zu Beginn des Zentrifugiervorganges der Becher nur mit der äußeren Kante 15 auf dem Tragebolzen, durch die strichpunktierte Linie 16 in Figur 4 angedeutet, aufliegt. Mit zunehmender Drehzahl und damit zunehmender Belastung tritt eine Verformung des Bechersauf, bis sich eine linienförmige Auflage entlang der Oberseite des Bolzens einstellt. Je nach Belastung (Beladung, Drehzahl etc.) und der damit zusammenhängenden Verformung des Bechers sollte der Winkel der Hinterschneidung, durch Bezugsziffer 17 bezeichnet, zwischen 15' (Minuten) bis 1° liegen.

[0016] In bevorzugten Ausführungsformen verläuft die Achse 18 der kalottenartigen Vertiefung (siehe Figur 6) in Richtung der Schwenkachse 19 (siehe Figur 3) des Zentrifugenbechers. Außer­dem bildet das Nutende zumindest der einen Nut 12 einen Teil der kalottenförmigen Ausnehmung 11, d.h. die Nut 12 weist im Querschnitt einen der kalottenartigen Vertiefung 11 ent­sprechenden Radius auf. Diese Maßnahme hat insbesondere den Vorteil, daß die Nut 12 und die kalottenartige Vertiefung 11 in einem Arbeitsgang eingefräst werden können.

Ansprüche

1. Zentrifugenbecher für Rotoren vom Schwenkbechertyp mit zwei an gegenüberliegenden Außenseiten in der oberen Becher­wandung ausgebildeten Aussparungen zur Aufnahme der Rotor-­Tragebolzen, wobei jede Aussparung eine Bodenfläche aufweist und auf ihrer zur Becheröffnung zugekehrten Seite von einer bogenförmigen Fläche begrenzt ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bodenfläche (6) eine kalottenartige Vertiefung (11) aufweist, die im Bereich des Kammes (10) der bogenförmigen Fläche (8) angrenzend an diese angeordnet ist und daß im Kammbereich (10) der bogenförmigen Fläche (8) wenigstens eine in die Vertiefung (11) auslaufende Nut (12) ausgebildet ist.

2. Zentrifugenbecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kammbereich (10) der bogenförmigen Fläche (8) beid­seitig der wenigstens einen Nut (12) jeweils mindestens eine weitere Nut (14) ausgebildet ist.

3. Zentrifugenbecher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bogenförmige Fläche (8) trichter­förmig zur Bodenfläche (6) hin erweitert.

4. Zentrifugenbecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutende einen Teil der kalotten­artigen Vertiefung (11) bildet.

5. Zentrifugenbecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18) der Vertiefung (11) in Richtung der Schwenkachse (19) des Bechers verläuft.

6. Zentrifugenbecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bogenförmige Fläche (8) unter einem Winkel (17) zwischen 15' bis 1° zur Schwenkachse (19) des Bechers erweitert.

Zeichnung