AKTUELLE PROBLEMSTELLUNGEN ZUR DYNAMIK VON LABORZENTRIFUGEN

Abstract

Moderne Laborzentrifugen sind Universalmaschinen, weil sie mit einer Vielzahl unterschiedlicher Rotoren lauffähig sein müssen. Aus Sicht der Dynamik ist dies eine Problem, weil Lagerung, Antrieb und die Verbindung zwischen Motor und Rotor für alle Rotore unverändert bleiben, obwohl die Rotore sich bezüglich Masse und Trägheitsmoment erheblich unterscheiden. Neben klassischen Problemen der Resonanz ergeben sich bei schnell drehenden Rotorsystemen häufig Fragestellungen durch innere Reibung. Der Beitrag behandelt Ergebnisse Untersuchungsergebnisse einer speziellen werkzeugfreien Rotor-Welle-Verbindung. Diese erlaubt zwar einen einfachen Wechsel von Rotoren, bietet aber auch eine Vielzahl von Entstehungsmöglichkeiten für interne Dämpfung vor allem auch im Zusammenhang mit Nichtlinearitäten. Es werden aktuellen Entwicklungen und Anforderungen an moderne Laborzentrifugen und deren Auswirkungen auf die Rotordynamik präsentiert.

Modern Laboratory centrifuges are characterized as being designed like universal machines, so a wide variety of different rotors could run on one drive. From the perspective of the rotor dynamic, that is a crucial point because the spring suspension elements, the entire drive and the shaft connecting the motor and the rotor are the same for all rotors with a wide range of mass and moment of inertia. This lead to a compromise design solution. Beside classical problems of resonance the main problem in high speed rotor systems occurs due to internal damping effects. In this paper we present results from an investigation of stability problems in a special rotor shaft joint of a centrifuge which is designed tool free with a plug and lock mechanism. It enables an easy change of rotors, but generates a couple of mechanisms for internal damping in combination with nonlinear stiffness. The paper shows current trend in the design of laboratory 
centrifuges and point out arising dynamic problems.