驅(qū)動(dòng)頭、包括該驅(qū)動(dòng)頭的套件、以及離心機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離心機(jī)，該離心機(jī)保持樣品儲(chǔ)存器并用于在離心機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高時(shí)分離容納在樣品儲(chǔ)存器中的樣品的成分。更具體地，本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)件和離心機(jī)轉(zhuǎn)子的可拆卸連接的驅(qū)動(dòng)頭，該驅(qū)動(dòng)頭包括基體和至少兩個(gè)聯(lián)接元件，所述至少兩個(gè)聯(lián)接元件安裝在基體上以便能在釋放位置和鎖定位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。聯(lián)接元件在鎖定位置處比在釋放位置處更多地突起超出基體的外圓周并且抵靠住轉(zhuǎn)子，從而將轉(zhuǎn)子鎖定到驅(qū)動(dòng)頭上，使得不能從驅(qū)動(dòng)頭上移除轉(zhuǎn)子。本發(fā)明還涉及用于離心機(jī)的套件，所述套件包括驅(qū)動(dòng)頭和用于轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)輪轂。最后，本發(fā)明還涉及包括驅(qū)動(dòng)頭或所述套件的離心機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)公開了多種解決方案，通過這些解決方案能夠?qū)㈦x心機(jī)的轉(zhuǎn)子牢固地安裝在驅(qū)動(dòng)軸上。例如，通過螺紋連接將轉(zhuǎn)子壓裝在驅(qū)動(dòng)軸的錐形座上是已知的。
[0003]例如還可從歐洲專利文獻(xiàn)EP0911080A1中了解到自鎖式附接件。但是，所述系統(tǒng)僅適于特定類型的轉(zhuǎn)子，其不會(huì)產(chǎn)生任何與聯(lián)接方向相反的作用力(例如浮力)。
[0004]德國專利文獻(xiàn)DE102008045556A1在歐洲專利文獻(xiàn)EP0911080A1的基本原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將轉(zhuǎn)動(dòng)式聯(lián)接元件用于鎖定，該聯(lián)接元件由于傾斜的摩擦表面而在轉(zhuǎn)子的空閑狀態(tài)下就已產(chǎn)生自鎖效果，從而能防止意外的軸向解鎖。但是，在非常高的轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子可能由于高離心力而被卡住，并且聯(lián)接元件不能始終易于釋放。
[0005]德國專利文獻(xiàn)DE102012011531A1公開了適于以自鎖方式將各種不同的轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動(dòng)頭上的通用系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)頭具有各種類型的聯(lián)接元件，根據(jù)要連接的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子，所述聯(lián)接元件單獨(dú)地或相互組合地轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)子上的相關(guān)凹部中。通過將傾斜面合適地布置在聯(lián)接元件和轉(zhuǎn)子上即可實(shí)現(xiàn)所述自鎖。但是制造成本相對(duì)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。更具體地，本發(fā)明的目的是提供包括可快速拆卸的自鎖聯(lián)接件的驅(qū)動(dòng)頭、用于離心機(jī)的套件、以及包括所述驅(qū)動(dòng)頭的離心機(jī)，其能夠以低成本制造，而穩(wěn)定性和操作簡便性不會(huì)降低。
[0007]通過獨(dú)立權(quán)利要求1、8、11中所述的主題可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例。
[0008]根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)件和離心機(jī)轉(zhuǎn)子的可拆卸連接的驅(qū)動(dòng)頭，該驅(qū)動(dòng)頭包括基體和至少兩個(gè)聯(lián)接元件，基體可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述至少兩個(gè)聯(lián)接元件安裝在基體上以便能向外轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，聯(lián)接元件可在釋放位置和鎖定位置之間移動(dòng)，在鎖定位置處比在釋放位置處更多地突起超出基體的外圓周。出現(xiàn)鎖定的情況大致與德國專利文獻(xiàn)DE102012011531A1或DE102008045556A1中的情況相同，S卩，聯(lián)接元件在其鎖定位置處突起超出基體的外圓周，接合轉(zhuǎn)子，并通過該接合將轉(zhuǎn)子固定至驅(qū)動(dòng)頭。
[0009]與前述的公開文獻(xiàn)相比，根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件的取向不同。更具體地，聯(lián)接元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角不等于90°，驅(qū)動(dòng)頭繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)且所述旋轉(zhuǎn)軸線通常豎直地取向。相應(yīng)地，聯(lián)接元件不水平地轉(zhuǎn)動(dòng)，而是在相對(duì)于水平面傾斜的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)。位于聯(lián)接元件的轉(zhuǎn)動(dòng)端處的抵靠表面設(shè)計(jì)成在垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的水平面上伸展；各聯(lián)接元件通過該抵靠表面接觸轉(zhuǎn)子的輪轂并鎖定轉(zhuǎn)子的輪轂。因此，轉(zhuǎn)子輪轂的鎖定表面能夠類似地設(shè)計(jì)成水平表面，這樣就能顯著地簡化制造并降低成本。
[0010]聯(lián)接元件在朝向轉(zhuǎn)子的方向上向外轉(zhuǎn)動(dòng)以鎖定聯(lián)接元件和驅(qū)動(dòng)頭所處的平面優(yōu)選地從轉(zhuǎn)子的安裝側(cè)傾斜向下伸展。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(聯(lián)接元件繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng))相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線朝著轉(zhuǎn)子的安裝側(cè)向外傾斜。因此，當(dāng)向外轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置時(shí)，聯(lián)接元件的轉(zhuǎn)動(dòng)端傾斜遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的安裝側(cè)。抵靠表面(聯(lián)接元件經(jīng)由該抵靠表面接觸轉(zhuǎn)子輪轂)適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诼?lián)接元件的背離安裝側(cè)的側(cè)部上。
[0011 ] 根據(jù)聯(lián)接元件和轉(zhuǎn)子輪轂的材料來適當(dāng)?shù)剡x擇相應(yīng)的聯(lián)接元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與旋轉(zhuǎn)軸線之間的傾斜角。這種選擇一方面要考慮聯(lián)接元件的抵靠表面的摩擦系數(shù)，另一方面要考慮轉(zhuǎn)子輪轂的相關(guān)聯(lián)的鎖定表面的摩擦系數(shù)，其中，聯(lián)接元件的抵靠表面抵靠在轉(zhuǎn)子輪轂的相關(guān)聯(lián)的鎖定表面上。通過聯(lián)接元件的抵靠表面接觸轉(zhuǎn)子輪轂的相關(guān)聯(lián)的鎖定表面而得到的自鎖的穩(wěn)定性一方面取決于選定的材料組合，另一方面取決于兩接觸表面壓靠彼此所成的角度。正如在德國專利文獻(xiàn)DE102008045556A1中參照?qǐng)D3和4所述的那樣，如果角度α小于arctanU。)，則會(huì)出現(xiàn)自鎖，角度α描述了接觸表面的傾斜程度，其中，μ。是所使用的材料組合的摩擦系數(shù)。通常，鋼用于聯(lián)接元件，也用于轉(zhuǎn)子及其輪轂。對(duì)于鋼/鋼組合而言，用于干燥表面的摩擦系數(shù)μ。為0.3。這意味著，對(duì)于本發(fā)明而言，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的特別優(yōu)選的傾斜角α最大為17°，具體而言在13°至17°的范圍內(nèi)。但是，對(duì)于其他的材料組合而言，可以選擇其他的傾斜角度α?？偟膩碚f，本發(fā)明的優(yōu)選傾斜角度在5°至30°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在10°至20°的范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)中所述的水平轉(zhuǎn)動(dòng)相比，由于聯(lián)接元件以總體更陡的角度抵靠在轉(zhuǎn)子的鎖定表面上，因此，能進(jìn)一步增強(qiáng)自鎖，并且降低了接觸表面被卡住的風(fēng)險(xiǎn)。這就允許選擇比現(xiàn)有的傾斜角更大的傾斜角并且沒有自動(dòng)解鎖的風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]聯(lián)接元件的傾斜布置允許抵靠表面(聯(lián)接元件通過該抵靠表面抵靠在轉(zhuǎn)子上)被水平地設(shè)計(jì)。從而，轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)鎖定表面同樣可以被水平地構(gòu)造，其中，聯(lián)接元件的抵靠表面抵靠在轉(zhuǎn)子的該至少一個(gè)鎖定表面上。這樣便于制造轉(zhuǎn)子和顯著降低成本。例如，轉(zhuǎn)子的鎖定表面可被制造成使得在徑向方向上的截面形狀為矩形的圓形凹槽可被銑削或以其他方式被加工到轉(zhuǎn)子輪轂的側(cè)表面中，該側(cè)表面圍繞轉(zhuǎn)子上的用于容納驅(qū)動(dòng)頭的中央開口。可選地，聯(lián)接元件的抵靠表面能夠僅抵靠在轉(zhuǎn)子輪轂的頂部邊緣上，以這種方式將轉(zhuǎn)子鎖定到驅(qū)動(dòng)頭上。在任何情況下，形成水平的鎖定表面都比現(xiàn)有技術(shù)中所必須的形成具有特定傾斜度的鎖定表面要簡單得多。
[0013]除了傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的傾斜式布置以外，聯(lián)接元件在其他方面可以與德國專利文獻(xiàn)DE102008045556A1和DE102012011531A1中所述的內(nèi)容相同。例如，聯(lián)接元件可以在朝向轉(zhuǎn)動(dòng)端的方向上漸縮，其中，更具體地，它們具有上覆蓋面，上覆蓋面指向朝著轉(zhuǎn)子的安裝側(cè)的方向并在朝著轉(zhuǎn)動(dòng)端的方向上向下傾斜地延伸。從而形成大致為楔形的整體形狀。
[0014]驅(qū)動(dòng)頭的至少兩個(gè)聯(lián)接元件可以相同或彼此不同。在本發(fā)明的一個(gè)變型中，兩個(gè)或三個(gè)相同的聯(lián)接元件均勻地分布在圓周方向上，特別地，它們環(huán)繞驅(qū)動(dòng)頭的外圓周位于驅(qū)動(dòng)頭的相同高度處，以便確保均勻、傾斜地釋放轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。但是，也可以使用如德國專利文獻(xiàn)DE102012011531A1中所述的不同的聯(lián)接元件。如果采用兩個(gè)以上的聯(lián)接元件，特別地采用三個(gè)以上的聯(lián)接元件，其中至少一個(gè)聯(lián)接元件在驅(qū)動(dòng)頭上的高度與其他的聯(lián)接元件不同，那么，使用不同的聯(lián)接元件將是特別優(yōu)選的。如果至少兩個(gè)聯(lián)接元件彼此不同，那么它們優(yōu)選地在下述特性中的至少一種特性上彼此不同:它們的外形、它們的質(zhì)量、它們的材料或者它們相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線安裝在基體上的安裝高度。特別優(yōu)選地，一個(gè)聯(lián)接元件比另一個(gè)聯(lián)接元件更大和