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Zentrifugen-G-Kraft-Rechner (RCF)
Drehzahl der Zentrifuge in relative Zentrifugalkraft (×g) umrechnen oder Drehzahl aus der gewünschten relativen Zentrifugalkraft berechnen. Umfangsgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit werden berücksichtigt.
Vibromera-Ingenieure verwenden diese Umrechnung von RPM in g bei der Vorbereitung von Zentrifugenrotoren für das Vor-Ort-Auswuchten mit dem tragbaren Auswuchtgerät Balanset-1A.
Ergebnisse
Relative Zentrifugalkraft (RCF)
RCF ist die effektive Kraft auf die Probe, ausgedrückt als Vielfaches der Erdbeschleunigung:
- n — Geschwindigkeit (U/min)
- R — Rotorradius in mm (Rotationszentrum bis Probenposition)
- 1.118 × 10⁻⁶ — kombinierte Konstante aus (2π/60)²/(9,81×1000)
Rückrechnung: Drehzahl aus RCF
Typische RCF-Werte
| Anwendung | Typischer RCF (×g) | Typische Drehzahl |
|---|---|---|
| Blutstrennung | 1.000–3.000 | 2.000–5.000 |
| Zellpelletierung | 300–500 | 1.000–2.000 |
| Proteinfällung | 10.000–20.000 | 10.000–15.000 |
| Subzelluläre Fraktionierung | 20.000–100.000 | 15.000–50.000 |
| Ultrazentrifugation | 100.000–1.000.000 | 40.000–100.000 |
| Industrielle Separatoren | 1.000–10.000 | 3.000–10.000 |
Praktisches Beispiel
Gegeben: R = 100 mm, Drehzahl = 5000 U/min
RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × 5000² × 100 = 2.795 ×g
ω = 2π × 5000 / 60 = 523,6 rad/s
Umfangsgeschwindigkeit = 0,1 × 523,6 = 52,4 m/s
💡 Tipp: In wissenschaftlichen Protokollen werden die Zentrifugationsbedingungen stets in relativer Zentrifugalkraft (RZB, × g) und nicht in Umdrehungen pro Minute (RPM) angegeben. Dies gewährleistet die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse über verschiedene Zentrifugenmodelle mit unterschiedlichen Rotorgrößen hinweg.
Die relative Zentrifugalbeschleunigung (RCF) ist die wirksame Beschleunigung auf die Probe in einer Zentrifuge, ausgedrückt als Vielfaches der Erdbeschleunigung (×g). RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × n² × R, wobei n die Drehzahl in U/min (RPM) und R der Rotorradius in mm ist. Im Gegensatz zur bloßen Drehzahl berücksichtigt die RCF den Rotordurchmesser, sodass Ergebnisse zwischen verschiedenen Zentrifugen vergleichbar sind.
Die Drehzahl in U/min (RPM) allein sagt noch nichts über die tatsächlich auf die Probe wirkende Fliehkraft aus — diese hängt vom Rotorradius ab. Zwei Zentrifugen mit gleicher Drehzahl (RPM), aber unterschiedlichem Rotordurchmesser erzeugen unterschiedliche g-Kräfte. Geben Sie in wissenschaftlichen und technischen Protokollen für reproduzierbare Ergebnisse stets die relative Zentrifugalbeschleunigung RCF (×g) an.
Verwenden Sie den maximalen Radius (rmax) — den Abstand von der Drehachse bis zum Boden des Probengefäßes. Dies liefert die maximale g-Kraft, der die Probe ausgesetzt ist. Einige Sedimentationsprotokolle geben stattdessen ravg (mittlerer Radius) an.
Typische Bereiche:
- Tisch-Mikrozentrifuge: bis 20.000 ×g
- Allgemeine Laborzentrifuge: 3000–15.000 ×g
- Hochgeschwindigkeitszentrifuge: 25.000–100.000 ×g
- Ultrazentrifuge: bis 1.000.000 ×g
- Industrielle Separatoren: 1000–10.000 ×g
Verwenden Sie die Umkehrformel: n = √(RCF / (1.118 × 10⁻⁶ × R)), wobei RCF die gewünschte relative Zentrifugalbeschleunigung und R der Rotorradius in mm ist. Nutzen Sie den Modus-Umschalter "RCF → RPM" oben in diesem Rechner für die automatische Umrechnung.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Schwingungsanalyse- und Auswuchtgeräte für Zentrifugen, Separatoren und alle rotierenden Maschinen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
