驱动头、包括该驱动头的套件、以及离心机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及离心机，该离心机保持样品储存器并用于在离心机转子的转速高时分离容纳在样品储存器中的样品的成分。更具体地，本发明涉及用于驱动件和离心机转子的可拆卸连接的驱动头，该驱动头包括基体和至少两个联接元件，所述至少两个联接元件安装在基体上以便能在释放位置和锁定位置之间转动。联接元件在锁定位置处比在释放位置处更多地突起超出基体的外圆周并且抵靠住转子，从而将转子锁定到驱动头上，使得不能从驱动头上移除转子。本发明还涉及用于离心机的套件，所述套件包括驱动头和用于转子的至少一个轮毂。最后，本发明还涉及包括驱动头或所述套件的离心机。
【背景技术】
[0002]现有技术公开了多种解决方案，通过这些解决方案能够将离心机的转子牢固地安装在驱动轴上。例如，通过螺纹连接将转子压装在驱动轴的锥形座上是已知的。
[0003]例如还可从欧洲专利文献EP0911080A1中了解到自锁式附接件。但是，所述系统仅适于特定类型的转子，其不会产生任何与联接方向相反的作用力(例如浮力)。
[0004]德国专利文献DE102008045556A1在欧洲专利文献EP0911080A1的基本原理的基础上进行了改进，将转动式联接元件用于锁定，该联接元件由于倾斜的摩擦表面而在转子的空闲状态下就已产生自锁效果，从而能防止意外的轴向解锁。但是，在非常高的转速下，转子可能由于高离心力而被卡住，并且联接元件不能始终易于释放。
[0005]德国专利文献DE102012011531A1公开了适于以自锁方式将各种不同的转子安装在驱动头上的通用系统。驱动头具有各种类型的联接元件，根据要连接的相应的转子，所述联接元件单独地或相互组合地转动到转子上的相关凹部中。通过将倾斜面合适地布置在联接元件和转子上即可实现所述自锁。但是制造成本相对较高。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的是克服现有技术的上述缺点。更具体地，本发明的目的是提供包括可快速拆卸的自锁联接件的驱动头、用于离心机的套件、以及包括所述驱动头的离心机，其能够以低成本制造，而稳定性和操作简便性不会降低。
[0007]通过独立权利要求1、8、11中所述的主题可实现本发明的目的。从属权利要求中描述了本发明的特别有利的实施例。
[0008]根据第一方面，本发明涉及用于驱动件和离心机转子的可拆卸连接的驱动头，该驱动头包括基体和至少两个联接元件，基体可绕旋转轴线旋转，所述至少两个联接元件安装在基体上以便能向外转动。因此，联接元件可在释放位置和锁定位置之间移动，在锁定位置处比在释放位置处更多地突起超出基体的外圆周。出现锁定的情况大致与德国专利文献DE102012011531A1或DE102008045556A1中的情况相同，S卩，联接元件在其锁定位置处突起超出基体的外圆周，接合转子，并通过该接合将转子固定至驱动头。
[0009]与前述的公开文献相比，根据本发明的联接元件的取向不同。更具体地，联接元件的转动轴相对于旋转轴线的倾斜角不等于90°，驱动头绕所述旋转轴线旋转且所述旋转轴线通常竖直地取向。相应地，联接元件不水平地转动，而是在相对于水平面倾斜的平面中转动。位于联接元件的转动端处的抵靠表面设计成在垂直于旋转轴线的水平面上伸展；各联接元件通过该抵靠表面接触转子的轮毂并锁定转子的轮毂。因此，转子轮毂的锁定表面能够类似地设计成水平表面，这样就能显著地简化制造并降低成本。
[0010]联接元件在朝向转子的方向上向外转动以锁定联接元件和驱动头所处的平面优选地从转子的安装侧倾斜向下伸展。相应地，转动轴线(联接元件绕该转动轴线转动)相对于旋转轴线朝着转子的安装侧向外倾斜。因此，当向外转动到锁定位置时，联接元件的转动端倾斜远离转子的安装侧。抵靠表面(联接元件经由该抵靠表面接触转子轮毂)适当地定位在联接元件的背离安装侧的侧部上。
[0011 ] 根据联接元件和转子轮毂的材料来适当地选择相应的联接元件的转动轴线与旋转轴线之间的倾斜角。这种选择一方面要考虑联接元件的抵靠表面的摩擦系数，另一方面要考虑转子轮毂的相关联的锁定表面的摩擦系数，其中，联接元件的抵靠表面抵靠在转子轮毂的相关联的锁定表面上。通过联接元件的抵靠表面接触转子轮毂的相关联的锁定表面而得到的自锁的稳定性一方面取决于选定的材料组合，另一方面取决于两接触表面压靠彼此所成的角度。正如在德国专利文献DE102008045556A1中参照图3和4所述的那样，如果角度α小于arctanU。)，则会出现自锁，角度α描述了接触表面的倾斜程度，其中，μ。是所使用的材料组合的摩擦系数。通常，钢用于联接元件，也用于转子及其轮毂。对于钢/钢组合而言，用于干燥表面的摩擦系数μ。为0.3。这意味着，对于本发明而言，转动轴线相对于旋转轴线的特别优选的倾斜角α最大为17°，具体而言在13°至17°的范围内。但是，对于其他的材料组合而言，可以选择其他的倾斜角度α。总的来说，本发明的优选倾斜角度在5°至30°的范围内，更优选地在10°至20°的范围内。与现有技术中所述的水平转动相比，由于联接元件以总体更陡的角度抵靠在转子的锁定表面上，因此，能进一步增强自锁，并且降低了接触表面被卡住的风险。这就允许选择比现有的倾斜角更大的倾斜角并且没有自动解锁的风险。
[0012]联接元件的倾斜布置允许抵靠表面(联接元件通过该抵靠表面抵靠在转子上)被水平地设计。从而，转子的至少一个锁定表面同样可以被水平地构造，其中，联接元件的抵靠表面抵靠在转子的该至少一个锁定表面上。这样便于制造转子和显著降低成本。例如，转子的锁定表面可被制造成使得在径向方向上的截面形状为矩形的圆形凹槽可被铣削或以其他方式被加工到转子轮毂的侧表面中，该侧表面围绕转子上的用于容纳驱动头的中央开口。可选地，联接元件的抵靠表面能够仅抵靠在转子轮毂的顶部边缘上，以这种方式将转子锁定到驱动头上。在任何情况下，形成水平的锁定表面都比现有技术中所必须的形成具有特定倾斜度的锁定表面要简单得多。
[0013]除了倾斜转动轴线的倾斜式布置以外，联接元件在其他方面可以与德国专利文献DE102008045556A1和DE102012011531A1中所述的内容相同。例如，联接元件可以在朝向转动端的方向上渐缩，其中，更具体地，它们具有上覆盖面，上覆盖面指向朝着转子的安装侧的方向并在朝着转动端的方向上向下倾斜地延伸。从而形成大致为楔形的整体形状。
[0014]驱动头的至少两个联接元件可以相同或彼此不同。在本发明的一个变型中，两个或三个相同的联接元件均匀地分布在圆周方向上，特别地，它们环绕驱动头的外圆周位于驱动头的相同高度处，以便确保均匀、倾斜地释放转子的制动。但是，也可以使用如德国专利文献DE102012011531A1中所述的不同的联接元件。如果采用两个以上的联接元件，特别地采用三个以上的联接元件，其中至少一个联接元件在驱动头上的高度与其他的联接元件不同，那么，使用不同的联接元件将是特别优选的。如果至少两个联接元件彼此不同，那么它们优选地在下述特性中的至少一种特性上彼此不同:它们的外形、它们的质量、它们的材料或者它们相对于旋转轴线安装在基体上的安装高度。特别优选地，一个联接元件比另一个联接元件更大和