Blick in die Technik
Was treibt die Zentrifuge an?
Geringe Vibrationen und wenig Geräusche, aber hohe Drehzahlen? Antriebe von Tisch- und Standzentrifugen müssen hohen Ansprüchen gerecht werden.
In Zentrifugen werden die Bestandteile von Suspensionen und Emulsionen durch Schleudern voneinander getrennt. Typischer Einsatzbereich ist die Probenvorbereitung für Untersuchungen u. a. von Blutproben und Zellkulturen in Labordiagnostik oder Forschung, z. B. in Mikro- und Molekularbiologie. "Für Anwendungen, die zwischen 10 000 bis 30 000 Umdrehungen pro Minute liegen, haben wir hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren entwickelt, die trotz hoher Geschwindigkeiten nicht zu heiß werden, um das empfindliche Material in der Zentrifuge nicht zu beschädigen", so Wolf Meyer, Produktmanager bei Groschopp. "Die Anforderungen in der Medizintechnik oder in Forschungslaboren sind vielfältig und lassen sich in den seltensten Fällen mit Motoren von der Stange abdecken." Für besondere Anforderungen sollte die Wicklung des Drehstrommotors individuell für das Gerät ausgelegt sein, wobei insbesondere magnetische Eigenschaften, der Wirkungsgrad und Leiungsfaktor von Induktionsmotoren sowie Umgebungstemperaturen zu berücksichtigen sind, um die Abwärme und den Energieverbrauch zu verringern. So entstehen anwendungs- bzw. gerätespezifische Antriebssysteme, die bei größtmöglicher Leistung leise arbeiten und sich über einen Frequenzumrichter regeln lassen.
Auch eine hohe Masse des Motorgehäuses und schwere Lagerflansche bewirken einen ruhigen Betrieb durch geringe Eigenschwingungen. Das ist vor allem bei Standzentrifugen in klinischen oder wissenschaftlichen Anwendungen erforderlich. Um Geräusche gut zu absorbieren, werden bei Groschopp Lagerschilde in Grauguss gefertigt. Hilfreich ist zudem eine geringe Wellendurchbiegung durch einen möglichst kleinen Lagerabstand. Da die Wellenlager die einzigen Verschleißteile sind, arbeiten die Motoren nahezu wartungsfrei. Durch eine definierte Wuchtgüte wird ein erhöhter Rundlauf erzeugt. Die Restunwucht sollte möglichst gering sein, so dass der Motor nicht das System anregt. Es ist auch möglich, elektronisch kommutierte Motoren mit integrierter Platine zur Drehzahl- und Unwuchterkennung zu verwenden. Auch besonders verlustarme Elektrobleche lassen sich einsetzen: Je präziser und feiner diese gefertigt werden, desto höher fallen auch die Wirkung bzw. die erreichbaren Drehzahlen aus.
Schmierung und Wälzlager
Die Kugellager hochdrehender Induktionsmotoren sind besonders hohen Belastungen ausgesetzt. So werden Induktionsmotoren von Groschopp laufend im hauseigenen Labor getestet und es wird daran gearbeitet, die Schmierung noch zu verbessern. Neben der Fettqualität wirkt sich auch die Auswahl der Wälzlager und die entsprechende Vorspannungs-Einstellung direkt auf die Lautstärke und Vibrationen der Zentrifuge aus. "Zudem spielt die Gestaltung der Lagersitze (Fest-/Loslager) sowie des Schiebesitzes eine entscheidende Rolle", so Meyer abschließend. Sollten Eigenschwingungen auftreten, seien gegebenenfalls Sonderlösungen beim Motorwellendesign erforderlich.
Groschopp AG Drives & More, Viersen
Tel.: 02162/374-0
[email protected]
www.groschopp.de
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