將驅動器與離心機轉子可拆卸地連接的傳動頭,包括這種傳動頭的套件,和離心機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明的技術領域涉及一種離心機，所述離心機保持樣本容器，并且用于在離心機轉子的高轉速下分離包含在樣本中的成分。更加特別地，本發明涉及一種用于將驅動器與離心機轉子可拆卸地連接地傳動頭，所述傳動頭包括基座體和至少一個聯接元件，所述聯接元件安裝在基座體上，使得其能夠在釋放位置和鎖定位置之間運動。較之在釋放位置中，聯接元件在鎖定位置中進一步突伸超出基座體的外圓周，并且擱置成抵靠轉子，由此以使得轉子與傳動頭不會分離的方式將轉子鎖定到傳動頭。本發明還涉及一種用于離心機的套件，所述套件由傳動頭和至少一個用于轉子的輪轂構成。最后，本發明還涉及一種離心機，所述離心機包括傳動頭或套件。
【背景技術】
[0002]現有技術公開多種方案，憑借所述多種方案，離心機的轉子能夠牢固地安裝在驅動軸上。例如，已知通過螺釘螺紋將轉子按壓到驅動軸的圓錐形座上。
[0003]例如從EP O 911 080 Al還已知自鎖定附接件。然而，所描述的系統僅僅適于不能產生與聯接方向相反的任何力(例如，浮力)的特定轉子類型。
[0004]DE 10 2008 045 556 Al發展了 EP O 911 080 Al的原理，其明確規定反作用浮力為高達大約100N的力。在低于這個值的力地作用下，不可能沿著軸向方向解鎖。然而，這個系統在存在更高浮力和/或非常高的轉速時達到其極限。在高浮力且聯接元件同時扭轉的情況中或者在摩擦配對屬性減小的情況中，系統的自鎖定特征失效并且可發生沿著軸向方向解鎖。而且，轉子在非常高的轉速下因高離心力而卡住并且不能總是將聯接輕易地拆卸。
[0005]DE 10 2012 011 531 Al公開了一種通用系統，其適于將很多種不同地轉子以自鎖定的方式安裝在傳動頭上。傳動頭具有多種類型的聯接元件，根據待連接的相應轉子，所述聯接元件分別地或相互組合地旋轉到轉子中的相關凹陷部中。通過將傾斜斜坡面適當布置在聯接元件和轉子上來實現自鎖定。就制造而言，這相對昂貴。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的是克服上述現有技術的缺點。更加特別地，本發明的目的是提供一種傳動頭，所述傳動頭包括自鎖定和快速可拆卸聯接件，用于離心機的套件，和包括所述傳動頭的離心機，所述離心機可在對操作的可靠性和便捷性沒有任何損耗的情況下以更低的成本制造。
[0007]通過在獨立權利要求1、9和12中描述的主題來實現該目的。特別地，在附屬權利要求中描述了本發明的優選實施例。
[0008]根據第一方面，本發明涉及一種用于將驅動器與離心機的轉子可拆卸連接的傳動頭，所述傳動頭包括:基座體，所述基座體能夠圍繞旋轉軸線旋轉；和至少一個聯接元件，所述聯接元件安裝在基座體上，以能夠在釋放位置和鎖定位置之間運動。較之在釋放位置中，聯接元件在鎖定位置中進一步突伸超出基座體的外圓周。因此，基本如在DElO 2012011 531 Al或DE 10 2008 045 556 Al的情況中那樣發生鎖定，其中，在其鎖定位置中突伸超出基座體的外圓周的聯接元件接合轉子并且通過這種接合將轉子固定到傳動頭。然而，與上述現有技術文獻相反地，不借助于旋轉運動而是通過線性位移以下述方式實現聯接元件從轉子可與傳動頭分離的釋放位置到鎖定位置的轉移，該方式使得聯接元件相對于旋轉軸線和與旋轉軸線垂直相交的平面(在下文中所述平面被稱作截面)以一傾角發生位移運動。截面和發生相應聯接元件的位移運動的平面因此相對于彼此以一角度延伸。
[0009]經由線性運動建立聯接元件和轉子之間的接觸以實現鎖定。較之根據上述現有技術聯接元件的旋轉運動，這更易于實施。而且，在旋轉的情況中，根據公差，實踐中在接觸表面之間沒有實現表面接觸，而是通常僅僅實現了線接觸或點接觸，這產生非常高的接觸壓力，所述非常高的接觸壓力導致聯接元件和轉子的楔入連接。在根據本發明的線性運動的情況中，相反地，接觸表面沿著平行方向朝向彼此運動。因此，確保在較大表面面積上發生接觸并且不可能發生接觸表面楔入。而且，在旋轉運動的情況中，因聯接元件和轉子的接觸表面弄臟可能阻礙在聯接元件的期望端部位置中的旋轉，在該期望端部位置中，在轉子旋轉運動開始之前已經實現了牢固的自鎖定。例如，灰塵顆粒有時限制聯接元件完整旋轉并且因此防止聯接元件在期望端部位置中旋轉。在將聯接元件的擱置表面線性定位在轉子的接觸表面上的情況中，在實踐中避免了這種干擾。
[0010]本發明的另一個優勢在于:與上述現有技術相比，聯接元件的擱置表面是平面(與旋轉軸線垂直相交并且平行于截面行進)并且水平延伸。結果，轉子上的相關接觸表面同樣可設計成平坦且水平的，在鎖定位置中聯接元件的擱置表面擱置在所述相關接觸表面上。這極大地便于制造并且減小總體構造成本。
[0011]聯接元件沿著朝向轉子的方向滑動以便將轉子與傳動頭鎖定在一起的滑動優選地從轉子的安裝側沿著向下方向傾斜。適當地，根據聯接元件和轉子的材料，選擇聯接元件相對于截面移動所在平面的傾角，所述截面與傳動頭的旋轉軸線垂直相交。這在一方面考慮了聯接元件的擱置表面的摩擦系數而另一方面考慮聯接元件的擱置表面擱置所在轉子的相關鎖定表面來實施。因聯接元件的擱置表面與轉子的相關鎖定表面的接觸而產生的自鎖定的穩定性一方面取決于選擇的材料組合而另一方面取決于兩個接觸表面彼此壓抵在一起的角度。如參照圖3和圖4在DE 10 2008 045 556中描述的那樣，如果角度α小于反正切Utl，則發生自鎖定，所述角度α描述了接觸表面的斜度，其中，Utl是使用的材料組合的摩擦系數。通常，鋼用于聯接元件且用于轉子。針對干燥表面，鋼-鋼組合的摩擦系數為0.3。這意味著對于本發明，位移平面相對于截面的尤為優選傾斜角度至多為17°，并且特別地處于10°至17°的范圍內。然而，對于其它材料組合而言，可以選擇其它傾斜角度α。總體上，本發明的優選傾斜角度介于5°至30°的范圍內，并且更加優選地從10°至20。。
[0012]聯接元件的傾斜位移允許聯接元件擱置在轉子上的擱置表面設計成水平的。因此，可同樣水平地構造聯接元件的擱置表面擱置所在的轉子的至少一個鎖定表面。這便于制造轉子并且大幅減小成本。例如，可產生轉子中的鎖定表面，其中，用銑削或用其它加工方法在轉子輪轂的側向表面中產生沿徑向方向的矩形橫截面的圓形槽，所述圓形槽包圍轉子的中央開口，用于容納傳動頭。可替代地，至少一個聯接元件的擱置表面可簡單的擱置在轉子輪轂的頂部邊緣上，并且以這種方式將轉子鎖定到傳動頭。在每種情況中，形成水平鎖定表面均比在現有技術中所要求的那樣利用特定斜度來產生水平鎖定表面明顯簡單。
[0013]與現有技術相比，除了至少一個聯接元件的取向不同之外，其可類似于上述提及的聯接元件以另外方式構造而成。例如，聯接元件可具有面向轉子的安裝側的上覆蓋面和更加遠離轉子的安裝側的下覆蓋面。兩個覆蓋面優選是平坦的并且彼此平行地行進。覆蓋面適當地布置，使得它們也平行于聯接元件運動所在的平面。
[0014]優選地，每個傳動頭使用超過一個聯接元件。這些聯接元件可以彼此相同或不同。在本發明的優選變型中，兩個或三個相同的聯接元件沿著圓周方向平均分布并且特別地圍繞傳動頭的外圓周平均分布在相同高度處，以為了確保轉子的一致和傾斜，從而不會阻止轉子。然而，還可能使用不相同的聯接元件，如在DE 10 2012 011 531 A1中描述的那樣。對于多于兩個并且尤其多于三個聯接元件而言，后者是尤其優選的，所述聯接元件中的至少一個與其它聯接元件相比位于傳動頭的不同高度處。基本上還可能將可線性運動的聯接元件和旋轉聯接元件組合在一起。然而，僅僅使用可線性運動聯接元件是優選的。
[0015]為了在運動期間引導聯接元件，聯接元件適當地布置在基座體中的凹陷部中，使得上覆蓋面平貼地擱置在凹陷部的上邊界表面上，并且下覆蓋面抵靠下邊界表面。凹陷部的這些邊界表面還適當地定向成使得它們平行于運動平面行進，聯接元件在所述運動平面中線性運動。用于聯接元件的凹陷部優選地設計成槽，槽已經例如利用銑削將槽加工到基座體的外圓周中，并且槽優選地具有橫向于運動方向的矩形橫截面形狀。因此凹陷部向基座體的外側開口，使得聯接元件可輕易地插入到凹陷部中。聯接元件可安裝在相關的凹陷部中以使得其可移位。如從現有技術已知的那樣，優選地是通過諸如例如彈簧的彈性元件布置成處于預張力作用下，以使得聯接元件被推入到鎖定位置中。抵抗彈簧負荷進行從鎖定位置運動到釋放位置的運動，在釋放位置中，轉子與傳動頭可分離。
[0016]為了沿著移位方向引導聯接元件并且因此為了從釋放位置線性運動到鎖定位置且返回，還可以進一步設置諸如與引導槽相組合