專利名稱：用于實驗室離心機的轉子支承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分的用于實驗室離心機的轉子支承裝置。
背景技術：
這種實驗室離心機的轉子在殼體內可從上方套到一個軸的或與該軸固定連接的組件的端部上，該軸或組件與離心機驅動裝置連接。該轉子在周界面上設有容納部，所述容納部用于裝入容納有需要離心處理的物質的容器。鑒于高的回轉速度和隨之而來的事故危險，必須特別注意轉子在軸上可靠且運行安全的配合。在此可由于離心機殼體內的使轉子從軸上抬起的空氣動力學效應、但也由于側向撞擊離心機殼體而產(chǎn)生危險。由于使用不同的轉子，所以各轉子可更換地與軸連接，其中用于安裝和/或拆卸轉子的費用和所需時間可根據(jù)位于轉子和軸之間的鎖止裝置的結構設計而有所不同。文獻W02010/025922A1公開了一種類似的轉子支承裝置，其中，具有錐形內輪廓的套筒可套到具有互補的錐形外輪廓的垂直延伸的驅動頭上。該驅動頭設有軸向平行延伸的銷的布置結構，所述銷在套接狀態(tài)中伸入轉子的相應空隙中并用于圍繞轉子和驅動頭的共同軸線施加攜帶作用。該驅動頭還帶有兩個彼此徑向相對置的、可圍繞彼此的且與驅動頭的軸線平行的軸線克服復位彈簧的力轉動的耦合元件，所述耦合元件在轉子靜止狀態(tài)中安放在上述套筒的環(huán)形面上并且在該位置中已經(jīng)形成轉子的套接位置的軸向固定。環(huán)形面構造成錐形的，確切而言使得隨著轉子轉速的升高，所述內輪廓和外輪廓變得越來越牢固地貼靠彼此。雖然轉子的安裝可在沒有工具的情況下僅通過套到驅動頭上來進行，但為了拆卸需要設有按鍵的銷狀操作元件，以便將即使在靜止狀態(tài)中依然起作用的耦合元件轉移到復位位置，在該復位位置中耦合元件不再安放在所述環(huán)形面上。耦合元件、其復位彈簧以及操作元件的安裝也需要可觀的結構體積。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的任務在于，以結構上更加簡單的方式且在簡化轉子拆卸過程方面改善開頭所提類型的轉子支承裝置。該任務通過具有權利要求1特征部分的特征的這種轉子支承裝置得以解決。本發(fā)明的重點在于，轉子的安裝和拆卸通過將該轉子套到軸的或與該軸固定連接的構件的所面對的端部上和/或從該所面對的端部上拔下而實現(xiàn)，而且無需工具或集成到轉子支承裝置中的需要手動操作的切換機構。因此可以最簡單的方式且快速地更換轉子，在此僅以轉子的靜止狀態(tài)為前提。為此目的設置一種鎖止系統(tǒng)，該鎖止系統(tǒng)包括多個鎖止桿，所述鎖止桿可在包含轉子或軸的整個軸線的平面中在鎖止位置和解鎖位置之間轉動。鎖止桿的轉動運動被自動引入，確切而言與轉速相關地在作用于鎖止桿的離心力的共同作用下自動引入。根據(jù)權利要求2的特征，鎖止桿從鎖止位置到解鎖位置的轉動運動也根據(jù)作用于鎖止桿上的離心力與轉速相關地自動引入。
與轉速相關地自動形成從解鎖位置到鎖止位置以及從鎖止位置到解鎖位置的轉動運動在最簡單的情況下例如可通過每個鎖止桿相對于其轉動軸線的這樣的質量分布來實現(xiàn)，即，使解鎖位置因重力而成為穩(wěn)定的切換位置，在低于定義的轉速時鎖止桿自動轉入該切換位置中。根據(jù)權利要求3的特征，鎖止桿優(yōu)選支承在轉子上，并且鎖止桿與設置在軸上的或與軸固定連接的構件上的環(huán)形槽共同作用。由于鎖止桿與環(huán)形槽的嵌接防止轉子的軸向拔出。鎖止桿優(yōu)選均勻分布地設置在周界方向上，因此力均勻地從轉子傳遞到軸上。只要有足夠的安裝體積可供使用，鎖止桿系統(tǒng)也可設置在與軸固定連接的構件上并與在轉子的內輪廓中制出的環(huán)形槽共同作用。根據(jù)權利要求4和5的特征，設置加載所有鎖止桿的環(huán)形彈簧，借助該環(huán)形彈簧實現(xiàn)彈簧預緊，利用該彈簧預緊確保解鎖位置。因此所有鎖止桿在該位置中承受相同的機械應力。此外，環(huán)形彈簧與轉速相關地使所有鎖止桿從鎖止位置自動轉移到解鎖位置，在解鎖位置中可簡單地從軸上軸向拔下轉子。權利要求6的特征涉及鎖止桿的一種變型方案，S卩，該鎖止桿雖然可與轉速相關地在離心力的共同作用下從解鎖位置轉移到鎖止位置，但鎖止位置無需彈簧力的共同作用而因重力構成穩(wěn)定的切換位置，并且解鎖位置因彈簧力而構成另一穩(wěn)定的切換位置。鎖止桿的這種雙穩(wěn)定的切換特性可通過相對于轉動軸線的相應質量分布結合加載鎖止桿的彈簧元件的適配于鎖止桿的尺寸和定位來實現(xiàn)。在轉子加速期間因離心力形成鎖止位置，該鎖止位置在制動期間保持直至靜止狀態(tài)。在此情況下僅通過拔下轉子即可引起向解鎖位置的轉動，由此可向鎖止桿施加攜帶作用并使鎖止桿轉入解鎖位置。根據(jù)權利要求7的特征，每個鎖止桿借助滾動軸承支承在轉子的空隙中。根據(jù)權利要求8的特征，每個鎖止桿設有控制體，其質量以如下方式確定并相對于其軸線設置，即，由于作用于該控制體上的離心力引起從由彈簧預緊確保的解鎖位置朝鎖止位置的方向的轉動。為此目的，鎖止桿以雙側杠桿的方式被支承，其中控制體位于鎖止桿的轉動軸線的一側上，通過鎖止桿的質量和相對于轉動軸線的質量分布，在考慮彈簧預緊的情況下可在結構上實現(xiàn)與轉速相關的轉動特征。權利要求9和10的特征涉及鎖止桿和所述環(huán)形槽的另一種方案。在任何情況下，環(huán)形槽具有用于貼靠到鎖止桿的鎖止邊緣上的區(qū)段，其中鎖止邊緣根據(jù)作用于控制體的離心力被壓緊到該區(qū)段上，在此在實驗室離心機運行時產(chǎn)生牽引轉子向下(即朝軸的或與該軸固定連接的構件的貼靠面)的力。權利要求11和12的特征涉及鎖止桿的用于容納環(huán)形彈簧的空隙的可替換實施方式。所述空隙應這樣構造，使得可簡單安裝環(huán)形彈簧并且還確?？煽勘苊猸h(huán)形彈簧意外脫出空隙。為此目的，空隙可設有插入縫槽，即構造成在周界方向上開口的輪廓。在此情況下，通過縫槽的位置和尺寸防止環(huán)形彈簧脫出空隙。但空隙也可構造成封閉的輪廓，從而在初始狀態(tài)中作為線性彈簧元件存在的彈簧被依次穿入這些空隙中，其中其端部最終彼此連接以構成一個環(huán)形彈簧?？梢钥闯觯柚景l(fā)明的轉子支承裝置實現(xiàn)一種操作特別簡單的實施方式，其允許在最短的時間內更換轉子。


下面參考附圖中所示實施例詳細說明本發(fā)明。附圖如下:圖1為根據(jù)本發(fā)明的轉子支承裝置的局部剖切透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的轉子支承裝置的垂直剖面?zhèn)纫晥D；圖3為根據(jù)圖2的轉子支承裝置的處于解鎖位置中的局部放大圖；圖4為根據(jù)圖2的轉子支承裝置的處于鎖止位置中的局部放大圖；圖5為圖3中的放大的局部V ；圖6為圖3中的放大的局部VI ；圖7為圖4中的放大的局部VII ；圖8為圖4中的放大的局部VIII ;圖9為圖5中的細節(jié)部分IX ；圖10為圖4中的細節(jié)部分X。
具體實施例方式圖1和2分別示出實驗室離心機的轉子1，該轉子可套到圍繞軸線2可旋轉地支承的軸3的上端部上。軸3以在附圖中未示出的方式與驅動裝置連接。轉子I以已知的方式在周界區(qū)域中設有空隙4，各空隙以一個角度朝軸線2的方向向上延伸并分別用于容納需要離心處理的混合物的容器。軸3在其用于套接轉子I的上端部5上具有多個沿軸向從上向下依次錐形擴大的區(qū)段，其中轉子I的內輪廓具有適配于上述區(qū)段的區(qū)段。尤其是，軸3的外輪廓具有環(huán)形槽6，該環(huán)形槽致力于與還將在下文說明的鎖止系統(tǒng)共同作用，該鎖止系統(tǒng)用于確保轉子I固定地配合在套接位置中，而且尤其是在實驗室離心機運行期間確保轉子I固定地配合在套接位置中。鎖止系統(tǒng)包括鎖止桿7的布置結構，各鎖止桿分別圍繞垂直于軸線2延伸的軸線8可轉動地支承在轉子I的內輪廓的空隙9中。在周界上均勻分布地設置多個這種鎖止桿7，其軸線全部在垂直于軸線2的共同的平面中延伸。因此，每個鎖止桿7可在亦包含軸線2的平面中轉動。為了實現(xiàn)鎖止桿7的可重復的平穩(wěn)的轉動運動，鎖止桿優(yōu)選通過滾動軸承15支承在空隙9內。每個鎖止桿7在其朝向軸3的端部上具有鎖止邊緣10，該鎖止邊緣以還將在下文說明的方式設置為和構造用于與環(huán)形槽6嵌接。每個鎖止桿7在其與鎖止邊緣10相對的端部上具有柱形的控制體11。最后，所有鎖止桿7通過一個環(huán)形彈簧12連接，所述環(huán)形彈簧裝入每個鎖止桿7的一個相應的空隙13中。鎖止桿7的空隙13相對于軸線8這樣設置，使得在轉子I的靜止狀態(tài)中可通過環(huán)形彈簧12向鎖止桿7施加將所有鎖止桿7保持在圖3所示的解鎖位置中的力。該位置的特征是，鎖止邊緣10貼靠在空隙9的底部區(qū)域14上(就此而言底部區(qū)域實現(xiàn)止擋功能)并且同時轉出與環(huán)形槽6嵌接的嵌接區(qū)域。因此通過環(huán)形彈簧12確保解鎖位置。如果轉子I通過軸3而圍繞軸線2旋轉，在超過定義的由環(huán)形彈簧12的力在結構上規(guī)定的轉速時，鎖止桿7由于作用于所有控制體11上的離心力而圍繞其軸線8偏轉，更確切地說，從圖3所示的解鎖位置偏轉到圖4所示的鎖止位置中，在鎖止位置中鎖止邊緣10與環(huán)形槽6嵌接。在借此與轉速相關地自動形成的鎖止位置中形鎖合地確保轉子I在軸3上的軸向位置。尤其如圖5至8所示，環(huán)形槽6的橫截面輪廓包括向上且關于軸3的軸線向內至少近似直線延伸的第一下側的區(qū)段16，在該區(qū)段上連接一個彎曲的區(qū)段17，該彎曲的區(qū)段構成用于鎖止桿7的鎖止邊緣10的貼靠邊緣。在轉子I的運行狀態(tài)中，轉子因離心力而使鎖止桿7從圖5所示的解鎖位置順時針圍繞軸線8旋轉直至以鎖止邊緣10貼靠在區(qū)段17上為特征的鎖止位置中，產(chǎn)生使轉子I向下沿箭頭18的方向牽引到軸3上的力，因此轉子I的錐形內輪廓區(qū)段可靠地無間隙地貼靠在軸3的互補的錐形外輪廓區(qū)段上。如圖9、10所示，每個鎖止桿7的空隙13的特征在于插入縫槽19，通過該插入縫槽可將環(huán)形彈簧12裝入每個鎖止桿7的空隙13中。環(huán)形彈簧12在此可作為環(huán)形結構來安裝。在圖9所示的解鎖位置中，環(huán)形彈簧12貼靠在空隙13的徑向內側20上并向鎖止桿施加將貼靠在轉子I的空隙9的底部區(qū)域14上的鎖止桿7固定在該位置中的力。相反，在圖10所示的鎖止位置中，環(huán)形彈簧12向外偏轉直至貼靠在空隙13的徑向外側21上。在每種情況下，空隙13的橫截面輪廓因插入縫槽19而在該位置上構成橫截面減小部，該橫截面減小部的尺寸使得可靠避免環(huán)形彈簧12因離心力而意外或偶然脫出空隙13。在實踐中，環(huán)形彈簧12可被設計為蠕蟲彈簧22 (Wurmfeder)，其在內側引導彈簧鋼絲芯23以進行穩(wěn)定。這種彈簧可用作線性結構元件，其端部在安裝時被彼此連接以形成環(huán)形結構。這樣做的優(yōu)點是，僅使用用于容納蠕蟲彈簧22的孔或類似的在周界面上封閉的空隙輪廓來代替插入縫槽19。由此可靠避免環(huán)形彈簧12因離心力而徑向脫出。借助上述實施方式可以看出，根據(jù)本發(fā)明的轉子支承裝置允許將轉子I從上方軸向套到軸3上，在此因轉子I的旋轉而自動形成形鎖合的固定、尤其是鎖止，即通過鎖止桿7與環(huán)形槽6嵌接而自動形成形鎖合的固定。當?shù)陀谧钚∞D速時，鎖止狀態(tài)同樣自動解開，即由于環(huán)形彈簧12的復位力而自動解開，從而鎖止桿7自動轉移到解鎖位置中，并且隨后可取下轉子I。附圖標記列表I 轉子2 軸線3 軸4 空隙5 上端部6 環(huán)形槽7 鎖止桿8 軸線9 空隙10 鎖止邊緣
11控制體12環(huán)形彈簧13空隙14底部區(qū)域15滾動軸承16區(qū)段17區(qū)段18箭頭19插入縫槽20內側21夕卜側22蠕蟲彈簧23彈 簧鋼絲芯
權利要求
1.一種用于實驗室離心機的轉子支承裝置，包括能套到圍繞軸線(2)可旋轉地支承的軸(3 )上的轉子(I)和用于軸向固定轉子(I)的鎖止系統(tǒng)，其特征在于，鎖止系統(tǒng)包括多個鎖止桿(7)的布置結構，各鎖止桿分別在包含所述軸線(2)的平面中在鎖止位置和解鎖位置之間圍繞垂直于所述軸線(2)延伸的軸線(8)被可轉動地支承，所述鎖止桿在鎖止位置中使轉子(I)相對于軸(2)軸向固定，并且所述鎖止桿(7)能與轉速相關地至少從解鎖位置自動地轉移到鎖止位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉子支承裝置，其特征在于，所述鎖止桿(7)能與轉速相關地從鎖止位置自動地轉移到解鎖位置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的轉子支承裝置，其特征在于，所述鎖止桿(7)支承在轉子(I)上；并且在軸(3)上設置環(huán)形槽(6)，在鎖止位置中該環(huán)形槽用于與所述鎖止桿(7)共同作用。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，所述鎖止桿(7)在彈簧預緊下處于解鎖位置中。
5.根據(jù)權利要求4所述的轉子支承裝置，其特征在于，為了形成彈簧預緊，設有環(huán)形彈簧(12)，該環(huán)形彈簧容納在所述鎖止桿(7)的空隙(13)中。
6.根據(jù)權利要求1和3至5中之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，每個鎖止桿(7)相對于所述軸線(8)的質量分布這樣構造，使得鎖止位置因重力而是穩(wěn)定的，并且能夠通過從軸(3 )上軸向拔下轉子(I)從而向鎖止桿(7 )施加攜帶作用而形成解鎖位置。
7.根據(jù)權利要求1至6之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，每個鎖止桿(7)借助滾動軸承(15)可轉動地支承在轉子(I)的空隙(9)中。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，在每個鎖止桿(7)上設置控制體(11)，用于產(chǎn)生為了引起朝鎖止位置的方向的轉動運動所需的離心力。
9.根據(jù)權利要求3至8之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，在每個鎖止桿(7)上模制有鎖止邊緣(10 )，該鎖止邊緣在鎖止位置中與環(huán)形槽(6 )嵌接。
10.根據(jù)權利要求3至9之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，環(huán)形槽(6)包括一個直線區(qū)段(16)和一個與該直線區(qū)段連接的彎曲區(qū)段(17)，所述直線區(qū)段用于導入所述鎖止桿(7)的所面對的端部，所述彎曲區(qū)段用于貼靠該所面對的端部。
11.根據(jù)權利要求5至10之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，每個用于容納環(huán)形彈簧(12)的空隙(9)具有插入縫槽(19)。
12.根據(jù)權利要求5至10之一所述的轉子支承裝置，其特征在于，每個用于容納環(huán)形彈簧(12)的空隙具有在周界面上封閉的輪廓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于軸向固定實驗室離心機的可套到一個垂直延伸的可旋轉支承的軸(3)上的轉子(1)的鎖止系統(tǒng)，其特征在于多個鎖止桿(7)的布置結構，各鎖止桿分別在包含所述軸線(2)的平面中在鎖止位置和解鎖位置之間圍繞垂直于軸(3)延伸的軸線(8)可轉動地支承，鎖止桿可分別與轉速相關地自動從解鎖位置轉移到鎖止位置和從鎖止位置轉移到解鎖位置。鎖止桿(7)支承在轉子(1)上，在軸(3)上設置環(huán)形槽(6)，環(huán)形槽在鎖止位置中與鎖止桿(7)嵌接，鎖止桿(7)在預緊時處于解鎖位置。與現(xiàn)有技術相比優(yōu)點是，在沒有工具的情況下，轉子的安裝和拆卸都可僅通過套到軸(3)上和/或從軸上取下進行，而且分別與轉速相關地進行。
文檔編號B04B9/08GK103180049SQ201180050208
公開日2013年6月26日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2010年11月1日
發(fā)明者B·彼得斯 申請人:希格瑪實驗室離心機有限公司