Medizintechnik Motoren für Tischzentrifugen

Groschopp entwickelt kundenspezifische Motoren für Zentrifugen. Das Ziel ist, eine größtmögliche Leistung bei leisem Lauf und geringem Energieverbrauch zu erreichen.

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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 – zum Beispiel 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.

Induktionsmotoren und Synchron-Reluktanzmotoren

Ein typischer Antrieb für Tischzentrifugen sind Induktionsmotoren. Denn deren Wellenlager sind die einzigen Verschleißteile, daher ist diese Antriebslösung nahezu wartungsfrei. Zudem lassen sich Induktionsmotoren einfach durch Frequenzumrichter regeln. Eine Alternative sind die ebenfalls wartungsfreien, sehr kompakten Synchron-Reluktanzmotoren. Sie erreichen hohe Beschleunigungen und besitzen einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings sind bei diesen Antriebsmodellen spezielle Umrichter für die Regelung nötig. Kommutatormotoren hingegen lassen sich einfach und kostengünstig regeln. Jedoch ist aufgrund des Bürstenverschleißes eine regelmäßige Wartung unabdingbar. Daher werden diese Antriebe heute nur noch selten eingesetzt.

Egal, welchen Motortyp der Anwender wählt – die Antriebslösung muss den speziellen Anforderungen der jeweiligen Zentrifuge entsprechen. Entscheidend ist, dass sie die benötigten Drehzahlen zuverlässig erreicht. In regulären Tischzentrifugen sind dies durchaus bis zu 26.000 min^–1. Dabei dürfen die Geräte jedoch nicht zu heiß werden, um die empfindlichen Proben nicht zu beschädigen. „Daher verfügen viele Zentrifugen über eine aktive Kompressorkühlung“, erklärt Wolf Meyer, Produktmanager bei der Groschopp Vertriebsgesellschaft. Auch durch eine individuelle Auslegung der Wicklung, die insbesondere die magnetischen Eigenschaften, Wirkungsgrad und Leistungsfaktor des Motors sowie Umgebungstemperaturen berücksichtigt, lässt sich die Motorerwärmung verringern und gleichzeitig der Energieverbrauch minimieren.

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Kompakte Motoren sind gefragt

Weil Tischzentrifugen in Bezug auf eine möglichst geringe Stellfläche konzipiert sind, sind kompakte Motoren gefragt. Dabei ist vor allem die Gerätehöhe ein kritischer Faktor – schließlich stehen die Zentrifugen oft erhöht auf einem La-bortisch, damit sie sich bequem be- und entladen lassen. Bei senkrechtem Einbau der Motoren bedeutet dies für die Bauform: kurz mit großem Durchmesser statt lang und schlank.

Ein Labor ist keine Produktionshalle – dementsprechend leise und vibrationsarm sollten die Motoren laufen. Erreichen lässt sich das unter anderem durch ein schweres, massives Motorgehäuse, das nur geringe Eigenschwingungen zulässt. Hierbei spielt auch die Materialverteilung – zum Beispiel die Ausbildung der Flansche – eine große Rolle. Hilfreich ist auch eine geringe Wellendurchbiegung. Sie wird durch einen möglichst kleinen Lagerabstand erreicht. Einen erhöhten Rundlauf gewährleisten die Experten von Groschopp beispielsweise durch eine definierte Wuchtgüte. Eine minimierte Restunwucht sorgt dafür, dass der Motor das System nicht zusätzlich anregt. „All diese Maßnahmen müssen durch Messungen in der Zentrifuge verifiziert werden“, so Wolf Meyer. „Nur so lässt sich der Motor für die jeweilige Zentrifuge optimieren.“

Die Anforderungen an Tischzentrifugen sind vielfältig und lassen sich in seltenen Fällen mit Motoren „von der Stange“ abdecken. Als Anbieter von Sonderantrieben verfügt Groschopp über das nötige Know-how, um passende Lösungen zu konzipieren. Das belegt die langjährige erfolgreiche Arbeit für renommierte Zentrifugen-Hersteller. (sh)

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