antriebstechnik 6/2017

ELEKTROMOTOREN
Leise und
vibrationsarm
Individuell konzipierte Sondermotoren für
Tischzentrifugen in medizinischen Laboren
Tischzentrifugen für klinische und wissenschaftliche
Anwendungen zeichnen sich vor allem durch ihre
besonders kompakte Bauform aus. Bei
größtmöglicher Leistung müssen die Systeme aber
auch möglichst leise arbeiten und wenig Energie
verbrauchen. Die eingesetzte Antriebstechnik muss
diesen Anforderungen entsprechen – eine
Herausforderung, der sich ein Viersener
Unternehmen gerne stellt.
Die grundsätzliche Funktionsweise einer
Zentrifuge ist schnell erklärt: Durch
schnelles Schleudern trennt sie die Bestandteile
von Suspensionen und Emulsionen.
Benötigt werden solche Geräte sowohl
in medizinischen Laboren als auch in der
Forschung – z. B. für die Untersuchung von
Blutproben und Zellkulturen oder in der
Mikro- und Molekularbiologie. Auf dem
Markt erhältlich sind größere Standzentrifugen
oder Tischmodelle mit einer kleinen
Stellfläche. „Wir beliefern seit vielen Jahren
Hersteller von Tischzentrifugen mit passenden
Antriebslösungen“, erläutert Wolf
Meyer, Produktmanager bei der Groschopp
Vertriebsgesellschaft. „Über die Zeit haben
wir in diesem Bereich einen großen Erfahrungsschatz
angesammelt.“
Bei besagten Herstellern kommen insbesondere
Induktionsmotoren von Groschopp
zum Einsatz – ein für Zentrifugen besonders
beliebter Motorentyp mit wesentlichen
Vorteilen: Weil die einzigen Verschleißteile
die Lager der Welle sind, ist diese Antriebslösung
nahezu wartungsfrei. Zudem lassen
Thomas Georg Wurm ist Vertriebs- und Marketingleiter
der Groschopp AG & Geschäftsführer der
Groschopp Vertriebsgesellschaft mbH in Viersen
sich Induktionsmotoren einfach durch Frequenzumrichter
regeln. Eine Alternative
sind Synchron-Reluktanzmotoren: Sie sind
ebenfalls wartungsfrei, erzielen hohe Beschleunigungen
und haben einen hohen
Wirkungsgrad. Der Antrieb wird kompakter,
was in der Praxis Vorteile hat. Allerdings
sind bei diesen Antriebsmodellen spezielle
Umrichter für die Regelung nötig. Kommutatormotoren
hingegen lassen sich einfach
und kostengünstig regeln. Aufgrund des
Bürstenverschleißes ist eine regelmäßige
Wartung aber unabdingbar, deshalb werden
sie heute immer seltener eingesetzt.
Zahlreiche Anforderungen
an die Antriebstechnik
Egal für welchen Motortyp sich der Anwender
jeweils entscheidet – die Antriebslösung
muss immer den speziellen Anforderungen
von Zentrifugen entsprechen. Besonders
wichtig ist, dass sie die benötigten Drehzahlen
ermöglicht. In regulären Tischzentrifugen
können diese bis ca. 26 000 min -1 gehen.
Trotz dieser vergleichsweise hohen Drehzahl
dürfen die Geräte jedoch keinesfalls zu
heiß werden, um nicht die empfindlichen
Proben zu beschädigen. „Zentrifugen sind
zwar zumeist luftgekühlt, verfügen aber aus
eben genanntem Grund auch oft über eine
aktive Kompressorkühlung“, erklärt Meyer.
Durch eine individuelle Auslegung der
Wicklung, die insbesondere die magnetischen
Eigenschaften, Wirkungsgrad und
Leistungsfaktor des Motors sowie Umgebungstemperaturen
berücksichtigt, lässt
sich nicht nur die Motorerwärmung verringern,
sondern auch der Energieverbrauch
so niedrig wie möglich halten.
Weil Tischzentrifugen in Bezug auf eine
möglichst geringe Stellfläche konzipiert
sind, müssen die eingesetzten Motoren zudem
möglichst kompakte Abmessungen
aufweisen. Dabei ist vor allem die Gerätehöhe
ein kritischer Faktor – schließlich stehen
die Zentrifugen oft erhöht auf einem
Labortisch, damit sie sich bequem be- und
entladen lassen. Für die Bauform der Motoren
bei senkrechtem Einbau bedeutet das:
Lieber kurz und mit einem großen Durchmesser
als lang und dünn.
Ein leiser und
vibrationsarmer Betrieb
Ein Labor ist keine Produktionshalle – dementsprechend
sollten die Motoren möglichst
leise und vibrationsarm laufen. Erreichen
lässt sich das u. a. durch eine hohe
Masse des Motorgehäuses, wodurch nur
geringe Eigenschwingungen auftreten. Hierbei
spielt auch die Materialverteilung – z. B.
die Ausbildung der Flansche – eine große
Rolle. Hilfreich ist auch eine geringe Wellendurchbiegung,
die durch einen möglichst
kleinen Lagerabstand erreicht wird.
Einen erhöhten Rundlauf gewährleistet
Groschopp durch eine definierte Wuchtgüte.
Eine minimierte Restunwucht sorgt
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