DE19749357A1

DE19749357A1 - Dynamic imbalance compensator for centrifuge

Info

Publication number: DE19749357A1
Application number: DE1997149357
Authority: DE
Inventors: Shinki Ohtsu; Mitsuyuki Ishikawa; Masanori Yoshioka
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2017-11-08
Also published as: DE19749357C2

Abstract

Dynamic imbalance compensator comprises cupped housing (20) containing a ring of balls (21) that rotate coaxially with the equipment, in particular a centrifuge. The balls normally rest on the base (24) when the rotational speed is less than, or equal to, the resonant speed of the system. As the speed increases the balls rise up the conical wall of the cup and bunch together in a position opposite the out of balance mass. Also claimed is a centrifuge on which the compensator is fitted.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine automatische Ausgleichsvorrichtung für eine rotierende Maschine und insbesondere auf eine verbesserte Konstruktion einer Kugelausgleichsvorrichtung, die zum automatisch Ausgleichen von Belastungen konstruiert ist, die auf einen sich bewegenden Teil einer rotierenden Maschine in einer Radialrichtung während der Drehung wirken.The present invention relates generally to an automatic balancing device for a rotating one Machine and in particular on an improved construction a ball balancing device that automatically Balancing loads that are constructed on one moving part of a rotating machine in one Act radial direction during rotation.

Herkömmliche automatische Ausgleichsvorrichtungen, die in einer rotierenden Maschine verwendet werden, sind von zwei unterschiedlichen Typen: eine Flüssigkeitsausgleichsvorrichtung, die ein ringförmiges Gehäuse hat, das mit der Flüssigkeit gefüllt ist, und eine Kugelausgleichsvorrichtung, die Kugeln hat, die im Inneren eines ringförmigen Gehäuses angeordnet sind.Conventional automatic balancing devices, which in one rotating machine are used by two different types: one Liquid balancing device, which is an annular Housing that is filled with the liquid, and one Ball balancer that has balls inside an annular housing are arranged.

Die Fig. 21 und 22 zeigen eine herkömmliche Kugelausgleichsvorrichtung, wie aus der zweiten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 56-130249 hervorgeht, die eine große Anzahl an Kugeln 21 umfaßt, die im Inneren eines ringförmigen Gehäuses 40 über 30% bis 60% des Umfangs des ringförmigen Gehäuses 40 angeordnet sind. Wenn das ringförmige Gehäuse 40 mit einer hohen Drehzahl schleudert, wird es die Kugeln 21 dazu bringen, zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse 15 zu drängen, um ein Gegengewicht zu der unausgeglichenen Masse 15 zu schaffen, wodurch eine Schwingung des Gehäuses 40 während der Drehung minimiert wird. Figs. 21 and 22 show a conventional ball balancer as from the second Japanese patent publication no. 56-130249 can be seen, which comprises a large number of balls 21, the inside of an annular housing 40 about 30% to 60% of the circumference of the annular Housing 40 are arranged. When the annular housing 40 spins at high speed, it will cause the balls 21 to urge to the opposite side of an unbalanced mass 15 to counterbalance the unbalanced mass 15 , thereby minimizing vibration of the housing 40 during rotation becomes.

Als Beispiel rotierender Maschinen ist eine Zentrifuge konstruiert, um einen Rotor mit einer hohen Drehzahl zu drehen, um eine Mischung, wie eine flüssige Lösung, die in den Rotor eingesetzt wurde, in eine Komponente mit höherer Dichte und eine Komponente mit niedrigerer Dichte zu trennen, so daß sich die Komponente mit der höheren Dichte von der Mitte des Rotors entfernt absetzt, während sich die Komponente mit der niedrigeren Dichte um die Mitte des Rotors herum absetzt. Eine plötzliche Veränderung der Drehzahl des Rotors während der Beschleunigung oder der Verlangsamung wird bewirken, daß die getrennten Komponenten im Inneren des Rotors verrührt werden, so daß diese gemischt werden. Um dieses Problem zu vermeiden, wird die Beschleunigung oder die Verlangsamung so gesteuert, daß sie sich während der Drehung des Rotors langsam verändert. Im allgemeinen rotiert die Zentrifuge mit einer Drehzahl, die größer als eine Resonanzdrehzahl ist, die eine Schwingung des Rotors veranlaßt. Wenn die Resonanzdrehzahl während einer langsamen Veränderung bei der Beschleunigung oder der Verlangsamung des Rotors erreicht wird, wird eine große Vibration in der Resonanzfrequenz produziert. Um diese Vibration zu unterdrücken, wird im allgemeinen ein Dämpfer zwischen einem Antriebsmechanismus für den Rotor und dem Gehäuse eingebaut. Wenn die Zentrifuge jedoch betätigt wird, um den Rotor zu drehen, der nicht im Gleichgewicht ist, ist es schwierig, die Vibration nur unter Verwendung des Dämpfers zu absorbieren, womit eine Vibration oder ein Geräusch durch die Resonanz des Rotors in einem großen Maßstab resultiert. Wenn desweiteren ein dynamisches Ungleichgewicht des Rotors während einer Rotation mit hoher Drehzahl beibehalten wird, wird dies zu einer exzentrischen Rotation des Rotors führen, wodurch die Belastungen ansteigen, die eine Rotorwelle biegen und wodurch ein Lager der Rotorwelle beschädigt wird. Um dieses Problem zu vermeiden, wird eine Gewichtsdifferenz zwischen Mischungen, die an entgegengesetzten Seiten eines Rotors angeordnet sind, minimiert, um den Rotor während der Rotation auszugleichen. Diese Ausgleichseinstellung erfolgt üblicherweise durch Einstellen der Mengen der Mischungen oder durch Zufügen eines Ausgleichsgewichts an den Rotor und verschwendet die Zeit eines Bedienungspersonals unerwünscht. A centrifuge is an example of a rotating machine designed to make a high speed rotor turn to a mixture, like a liquid solution, in the rotor was inserted into a component with a higher one To separate density and a lower density component so that the component with the higher density differs from the Center of the rotor settles away while the Lower density component around the center of the rotor settles around. A sudden change in the speed of the Rotor during acceleration or deceleration cause the separated components inside the Rotors are stirred so that they are mixed. Around Avoiding this problem will be the acceleration or the Slowdown controlled so that it turns during rotation of the rotor slowly changed. Generally the rotates Centrifuge with a speed greater than one Resonance speed is a vibration of the rotor prompted. If the resonance speed during a slow Change in acceleration or deceleration of the If a rotor is reached, there will be a large vibration in the Produces resonance frequency. To this vibration too suppress, is generally a damper between one Drive mechanism for the rotor and the housing installed. However, when the centrifuge is operated, the rotor closes turn that is out of balance, it is difficult to Absorb vibration only using the damper, with which a vibration or a noise by the resonance of the Rotors on a large scale results. If further a dynamic rotor imbalance during a High speed rotation is maintained, this becomes too eccentric rotation of the rotor, causing the Loads increase that bend a rotor shaft and thereby a bearing of the rotor shaft is damaged. To this problem avoiding a weight difference between Mixtures on opposite sides of a rotor are arranged to minimize the rotor during rotation balance. This adjustment is made usually by adjusting the amounts of the mixtures or by adding a balance weight to the rotor and undesirably wastes operator time.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß ein Rotationssystem, das einen Rotor umfaßt, große Vibrationen erzeugt, wenn die Drehzahl des Rotors eine Resonanzdrehzahl erreicht (das heißt, wenn die Rotordrehzahl mit einer natürlichen Frequenz des Rotationssystems übereinstimmt). Wenn die Rotordrehzahl niedriger als die Resonanzdrehzahl ist, wird der Schwerpunkt des Rotationssystems aus der Mitte des Rotors versetzt. Wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl übersteigt, wird die Phase einer Schwingung des Rotationssystems um 180° verschoben, so daß der Schwerpunkt des Rotationssystems von der Mitte des Rotors zur Mitte der Rotation verschoben wird.It is known from the prior art that a Rotation system that includes a rotor, large vibrations generated when the speed of the rotor is a resonance speed reached (i.e. if the rotor speed with a natural frequency of the rotation system matches). If the rotor speed is lower than the resonance speed is the center of gravity of the rotation system from the center of the rotor. If the rotor speed is the Exceeds resonance speed, the phase of an oscillation of the rotation system shifted by 180 °, so that the Center of gravity of the rotation system from the center of the rotor to Middle of the rotation.

Wenn eine Zentrifuge, die mit einer Kugelausgleichsvorrichtung ausgestattet ist, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, betrieben wird, um einen Rotor zu beschleunigen, schleudert der Rotor deshalb langsam, während er zu einer unausgeglichenen Masse hin schwingt, bis die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl erreicht, so daß die Kugeln zu der unausgeglichenen Masse bewegt werden, woraus ein Anstieg des dynamischen Ungleichgewichts des Rotors resultiert. Im speziellen wird die Resonanzvibration größer als es der Fall ohne der Kugelausgleichsvorrichtung wäre, was den Rotor dazu bringen könnte, mit einem Außengehäuse in Kontakt gebracht zu werden, woraus ein unerwünschtes mechanisches Geräusch resultiert.Therefore, when a centrifuge equipped with a ball balancer, as shown in Figs. 21 and 22, is operated to accelerate a rotor, the rotor spins slowly while swinging towards an unbalanced mass until the rotor speed reaches that Resonance speed is reached so that the balls are moved to the unbalanced mass, resulting in an increase in the dynamic imbalance of the rotor. In particular, the resonance vibration becomes greater than would be the case without the ball balancer, which could cause the rotor to be brought into contact with an outer case, resulting in undesirable mechanical noise.

Wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl übersteigt, schwingt der Rotor in einer Richtung entgegengesetzt zu der unausgeglichenen Masse, wodurch die Kugeln dazu gebracht werden, auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse gesammelt zu werden, um die unausgeglichene Masse zu verringern. Dies resultiert in einer schnellen Reduzierung der Vibration des Rotors, um ein dynamisches Gleichgewicht des Rotors zu erhalten.If the rotor speed exceeds the resonance speed, the rotor vibrates in a direction opposite to that unbalanced mass, causing the balls to do so be on the opposite side of the unbalanced Mass to be gathered to the unbalanced mass reduce. This results in a quick reduction the vibration of the rotor to create a dynamic balance of the rotor.

Eine Zunahme des Gesamtgewichts der Kugeln oder des Durchmessers des ringförmigen Gehäuses, um eine erlaubte unausgeglichene Masse zu erhöhen, bewirkt, daß die Resonanzvibration des Rotors durch die Kugelausgleichsvorrichtung erhöht wird, sogar wenn eine unausgeglichene Masse gering ist. Im speziellen ist es schwierig, die Vibration des Rotors durch Erhöhen des Gesamtgewichts der Kugeln oder des Durchmessers des ringförmigen Gehäuses zu reduzieren.An increase in the total weight of the balls or Diameter of the annular housing to an allowed Increasing unbalanced mass causes the Resonance vibration of the rotor through the Ball balancer is increased even if one unbalanced mass is low. In particular it is difficult to reduce the vibration of the rotor by increasing the Total weight of the balls or the diameter of the to reduce annular housing.

Dementsprechend ist die herkömmliche Kugelausgleichsvorrichtung, wie sie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, wirksam, um ein dynamisches Gleichgewicht des Rotors zu erreichen, wenn die Rotordrehzahl über der Resonanzdrehzahl liegt, aber sie hat den Nachteil, daß die Kugelausgleichsvorrichtung arbeitet, um die Vibration des Rotors zu erhöhen, wenn die Rotordrehzahl niedriger als die Resonanzdrehzahl ist.Accordingly, the conventional ball balancer as shown in Figs. 21 and 22 is effective to achieve dynamic balance of the rotor when the rotor speed is above the resonance speed, but has the disadvantage that the ball balancer works to achieve that Increase the vibration of the rotor when the rotor speed is lower than the resonance speed.

Es ist deshalb eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.It is therefore a fundamental task of the present one Invention, the disadvantages of the prior art avoid.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine automatische Ausgleichsvorrichtung zu schaffen, die konstruiert ist, um ein dynamisches Gleichgewicht eines sich bewegenden Teils eines Rotationsmechanismus über einen weiten Bereich an Drehzahlen des sich bewegenden Teils zu erreichen.It is an object of the present invention to be automatic To create compensation device that is designed to a dynamic balance of a moving part of a rotation mechanism over a wide range To achieve speeds of the moving part.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kugelausgleichsvorrichtung zur Steuerung eines dynamischen Gleichgewichts eines sich bewegenden Teils einer rotierenden Maschine vorgesehen, die folgende Bauteile aufweist: (a) ein Drehausgleichsvorrichtungsgehäuse, das auf einer Rotationsachse koaxial zur Achse der Rotation des sich bewegenden Teils der rotierenden Maschine montiert ist, wobei das Rotationsausgleichsvorrichtungsgehäuse eine zylindrische innere Seitenwand und einen Boden umfaßt, und eine ringförmige Laufbahn auf dem Boden entlang eines Umfangs der zylindrischen inneren Seitenwand hat; (b) Kugeln, die auf der ringförmigen Laufbahn des Rotationsausgleichsvorrichtungsgehäuse über einen ersten Winkelbereich angeordnet sind; und (c) eine Vorrichtung zum Halten der Kugeln, die über den ersten Winkelbereich auf der ringförmigen Laufbahn angeordnet sind, innerhalb einer Rotation des sich bewegenden Teils der rotierenden Maschine in einem niedrigeren Drehzahlbereich, niedriger als oder gleich einer Resonanzdrehzahl, das heißt einer Rotationsdrehzahl des sich bewegenden Teils) wenn sie mit einer natürlichen Frequenz eines Rotationssystems übereinstimmt, das die Kugelausgleichsvorrichtung und den sich bewegenden Teil umfaßt, und die eine Schwingung des Rotationssystems dazu bringt, zuzunehmen, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils aus dem unteren Drehzahlbereich heraus ansteigt, wobei die Vorrichtung die Kugeln zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse des sich bewegenden Teils drängt, die eine Schwingung des sich bewegenden Teils initiiert, innerhalb eines zweiten Winkelbereichs, der kleiner als der erste Winkelbereich ist, um ein dynamisches Ungleichgewicht des sich bewegenden Teils, das durch die unausgeglichene Masse hervorgerufen wurde, zu minimieren.According to one aspect of the present invention, one Ball balancing device for controlling a dynamic Equilibrium of a moving part of a rotating one Machine provided which has the following components: (a) a Rotary balancer housing that on a Axis of rotation coaxial with the axis of rotation of itself moving part of the rotating machine is mounted, wherein the rotation compensator housing is cylindrical includes inner side wall and a bottom, and a annular track on the floor along a circumference of the has cylindrical inner side wall; (b) balls that are on the annular career of Rotary compensator housing over a first Angular range are arranged; and (c) an apparatus for Hold the balls over the first angular range on the are arranged within an annular raceway Rotation of the moving part of the rotating machine in a lower speed range, lower than or equal to a resonance speed, that is, one Rotational speed of the moving part) when using a natural frequency of a rotation system matches that the ball balancer and the includes moving part, and the vibration of the Rotation system causes it to increase when the speed of the moving part from the lower speed range rises out, the device for the balls opposite side of an unbalanced mass of the moving part that urges a vibration of itself moving part initiated within a second Angular range that is smaller than the first angular range, a dynamic imbalance of the moving part, that was caused by the unbalanced mass minimize.

In dem bevorzugten Modus der Erfindung belegt der erste Winkelbereich im wesentlichen die gesamte Länge der ringförmigen Laufbahn.In the preferred mode of the invention, the first occupies Angular range essentially the entire length of the annular career.

Die zylindrische innere Seitenwand umfaßt einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der die Vorrichtung bildet. Der untere Abschnitt ist so von dem Rotationsausgleichsvorrichtungsgehäuse mit einem gegebenen Krümmungsradius nach außen gekrümmt, daß ein Intervall zwischen der Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses und einer inneren Oberfläche des unteren Abschnitts in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses zu dem oberen Abschnitt hin zunimmt, und daß ein Winkel zwischen einer Tangente, die durch einen Punkt auf der inneren Oberfläche des unteren Abschnitts geht, mit dem jede der Kugeln in Kontakt ist, und einer vertikalen Linie, es den Kugeln erlaubt, von der ringförmigen Laufbahn entlang der inneren Oberfläche des unteren Abschnitts durch eine Zentrifugalkraft angehoben zu werden, die erzeugt wird, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils der rotierenden Maschine über die Resonanzdrehzahl hinausgeht.The cylindrical inner side wall includes an upper one Section and a lower section of the device forms. The bottom section is like that Rotary compensator housing with a given Radius of curvature curved outward that an interval between the axis of rotation of the rotary balancer housing and an inner surface of the lower portion in one Direction perpendicular to the axis of rotation of the Rotary balancer housing to the upper section increases and that an angle between a tangent that through a point on the inner surface of the bottom Section that each of the balls is in contact with, and a vertical line that allows the balls from which annular raceway along the inner surface of the lower section raised by a centrifugal force be generated when the speed of the moving part of the rotating machine over the Resonance speed goes out.

Der obere Abschnitt der zylindrischen inneren Seitenwand ist mit demselben Krümmungsradius gekrümmt, wie jener des unteren Abschnittes, und ein Intervall zwischen der Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses und einer inneren Oberfläche des oberen Abschnitts in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses nimmt mit dem Verlassen des unteren Abschnitts ab.The upper section of the cylindrical inner side wall is curved with the same radius of curvature as that of the lower one Section, and an interval between the axis of rotation of the Rotary balancer housing and an inner Surface of the upper section in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotary balancer housing with leaving the lower section.

Der obere Abschnitt der zylindrischen inneren Seitenwand kann alternativ mit einer Krümmungsradius gekrümmt sein, der größer als derjenige des unteren Abschnitts ist.The upper section of the cylindrical inner side wall can alternatively be curved with a radius of curvature that is larger than that of the lower section.

Der obere Abschnitt der zylindrischen inneren Seitenwand kann alternativ eine flache innere Oberfläche haben, die sich parallel zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses erstreckt.The upper section of the cylindrical inner side wall can alternatively have a flat inner surface that is parallel to the axis of rotation of the rotary balancer housing extends.

In einer abgewandelten Form der Erfindung hat die zylindrische innere Seitenwand auch einen gestuften Abschnitt. Beim oberen Abschnitt erstreckt sich die innere Oberfläche parallel zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses. Der untere Abschnitt hat die innere Oberfläche in einem gegebenen Winkel zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses geneigt, um es den Kugeln zu gestatten, weg von der ringförmigen Laufbahn entlang der inneren Oberfläche des unteren Abschnitts durch die Zentrifugalkraft angehoben zu werden, die erzeugt wird, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils der rotierenden Maschine die Resonanzdrehzahl übersteigt. Der gestufte Abschnitt erstreckt sich zwischen einem unteren Umfang des oberen Abschnitts und einem oberen Umfang des unteren Abschnitts und steht in einer Breitenrichtung davon von einem unteren Ende des oberen Abschnitts zu einem unteren Ende des oberen Abschnitts nach innen hervor.In a modified form of the invention cylindrical inner side wall also a stepped Section. The inner section extends at the upper section Surface parallel to the axis of rotation of the Rotary balancer housing. The bottom section has the inner surface at a given angle to the axis of rotation of the rotary balancer housing inclined to it Allow bullets away from the annular track along the inner surface of the lower section to be raised the centrifugal force that is generated when the speed of the moving part of the rotating Machine exceeds the resonance speed. The tiered Section extends between a lower circumference of the upper section and an upper circumference of the lower Section and stands in a width direction thereof from one lower end of the upper section to a lower end of the the upper section inwards.

Der gestufte Abschnitt kann Vorsprünge und Ausnehmungen ausgebildet haben, die abwechselnd in seiner Längsrichtung angeordnet sind.The stepped section can have projections and recesses have trained alternately in its longitudinal direction are arranged.

In einer abgewandelten Form der Erfindung umfassen die Kugeln eine erste Gruppe, die einen großen Durchmesser hat, und eine zweite Gruppe, die einen kleinen Durchmesser hat. Die Kugeln mit dem großen Durchmesser und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser sind abwechselnd angeordnet. Die zylindrische innere Seitenwand des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses erstreckt sich vertikal parallel zur Drehachse des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses. Der innere Durchmesser der zylindrischen inneren Seitenwand und der Unterschied im Durchmesser zwischen den Kugeln mit dem großen Durchmesser und den Kugeln mit dem kleinen Durchmesser sind so bestimmt, daß die Kugeln mit dem großen Durchmesser durch eine Zentrifugalkraft weg von der ringförmigen Laufbahn abgehoben werden, die auf die Kugeln mit dem großen Durchmesser und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser wirkt, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils über den unteren Drehzahlbereich hinaus ansteigt.In a modified form of the invention, the balls comprise a first group with a large diameter and one second group that has a small diameter. The balls with the large diameter and the balls with the small one Diameters are arranged alternately. The cylindrical inner side wall of the rotary balancer housing extends vertically parallel to the axis of rotation of the Rotary balancer housing. The inner diameter the cylindrical inner side wall and the difference in Diameter between the large diameter balls and the small diameter balls are designed that the large diameter balls through a Centrifugal force is lifted away from the annular raceway on the balls with the large diameter and the Balls with the small diameter act when the speed of the moving part over the lower speed range rises out.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Zentrifuge vorgesehen, die die folgenden Bauteile aufweist:
(a) ein Rotor, der auf einer Welle drehbar gelagert ist; (b) ein Motor, der den Rotor durch die Welle dreht; und (c) eine Kugelausgleichsvorrichtung, die auf der Welle zwischen dem Rotor und dem Motor montiert ist. Die Kugelausgleichsvorrichtung umfaßt (1) ein Drehausgleichsvorrichtungsgehäuse, das eine zylindrische innere Seitenwand und einen Boden umfaßt, der eine ringförmige Laufbahn hat, die auf dem Boden entlang eines Umfangs der zylindrischen inneren Seitenwand ausgebildet ist, (2) Kugeln, die auf der ringförmigen Laufbahn des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses über einen ersten Winkelbereich angeordnet sind, und (3) eine Vorrichtung zum Halten der Kugeln, die auf der ringförmigen Laufbahn über dem ersten Winkelbereich angeordnet sind, innerhalb eines niedrigeren Drehzahlbereiches des Rotors, der niedriger als oder gleich einer Resonanzdrehzahl ist, das heißt einer Drehzahl des Rotors, wenn sie mit einer natürlichen Frequenz eines Rotationssystems, das den Rotor und die Kugelausgleichsvorrichtung umfaßt, übereinstimmt, was eine Schwingung des Rotationssystems dazu bringt, zuzunehmen, wenn die Drehzahl des Rotors aus dem unteren Drehzahlbereich heraus ansteigt, wobei die Vorrichtung die Kugeln zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse des Rotors drängt, die eine Schwingung des Rotors initiiert, innerhalb eines zweiten Winkelbereichs, der kleiner als der erste Winkelbereich ist, um ein dynamisches Ungleichgewicht des Rotors, das von der unausgeglichenen Masse hervorgerufen wird, zu minimieren.According to another aspect of the invention, a centrifuge is provided which has the following components:
(a) a rotor rotatably supported on a shaft; (b) a motor that rotates the rotor through the shaft; and (c) a ball balancer mounted on the shaft between the rotor and the motor. The ball balancer comprises (1) a rotary balancer housing that includes a cylindrical inner sidewall and a bottom that has an annular raceway formed on the bottom along a circumference of the cylindrical inner sidewall, (2) balls that are on the annular raceway of the Rotary balancer housing are arranged over a first angular range, and (3) a device for holding the balls, which are arranged on the annular raceway over the first angular range, within a lower speed range of the rotor, which is lower than or equal to a resonance speed, i.e. one Rotational speed of the rotor when it matches a natural frequency of a rotating system including the rotor and ball balancer, causing the rotating system to vibrate as the rotating speed of the rotor increases out of the lower speed range, the device device urges the balls to the opposite side of an unbalanced mass of the rotor that initiates vibration of the rotor within a second angular range that is less than the first angular range to minimize a dynamic imbalance of the rotor caused by the unbalanced mass .

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Zentrifuge geschaffen, die die folgenden Bauteile aufweist: (a) ein Rotor, der durch eine Welle drehbar gelagert ist, wobei der Rotor einen Rotorkörper und eine Abdeckung umfaßt, wobei der Rotorkörper eine Vielzahl an Kammern darin ausgebildet hat, mit Öffnungen zum Einsetzen und Herausnehmen von Mischungen, die getrennt werden sollen, wobei die Abdeckung auf dem Rotorkörper angeordnet ist, um die Öffnungen zu verschließen; (b) ein Motor, der den Rotor durch die Welle dreht; und (c) eine Kugelausgleichsvorrichtung, die in der Abdeckung des Rotors eingebaut ist. Die Kugelausgleichsvorrichtung umfaßt (1) ein Rotationsausgleichsvorrichtungsgehäuse, das eine zylindrische innere Seitenwand und einen Boden umfaßt, und eine ringförmige Laufbahn hat, die auf dem Boden entlang eines Umfangs der zylindrischen inneren Seitenwand ausgebildet ist, (2) Kugeln, die auf der ringförmigen Laufbahn des Drehausgleichsvorrichtungsgehäuses über einen ersten Winkelbereich angeordnet sind, und (3) eine Vorrichtung zum Halten der Kugeln, die auf der ringförmigen Laufbahn über den ersten Winkelbereich angeordnet sind, innerhalb eines niedrigeren Drehzahlbereichs des Rotors, der niedriger als oder gleich einer Resonanzdrehzahl ist, das heißt einer Drehzahl des Rotors, wenn sie mit einer natürlichen Frequenz eines Rotationssystems übereinstimmt, das den Rotor und die Kugelausgleichsvorrichtung umfaßt, was eine Schwingung des Rotationssystems dazu bringt, zuzunehmen, wenn die Drehzahl des Rotors aus dem unteren Drehzahlbereich heraus ansteigt, wobei die Vorrichtung die Kugeln zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse des Rotors drängt, die eine Schwingung des Rotors initiiert, innerhalb eines zweiten Winkelbereiches, der kleiner als der erste Winkelbereich ist, um ein dynamisches Ungleichgewicht des Rotors, hervorgerufen durch die unausgegliche Masse, zu minimieren.According to another aspect of the invention is a centrifuge created, which has the following components: (a) a Rotor, which is rotatably supported by a shaft, the Rotor comprises a rotor body and a cover, the Rotor body has formed a plurality of chambers therein with openings for inserting and removing mixtures, to be separated, with the cover on the Rotor body is arranged to close the openings; (b) a motor that rotates the rotor through the shaft; and (c) a ball balancing device, which in the cover of the Rotor is installed. The ball balancer includes (1) a rotation compensator housing, the one includes cylindrical inner side wall and a bottom, and has an annular track that runs along the floor a circumference of the cylindrical inner side wall is formed, (2) balls on the annular Rotary balancer housing raceway over one first angular range are arranged, and (3) one Device for holding the balls on the ring Are arranged over the first angular range, within a lower speed range of the rotor, the is lower than or equal to a resonance speed, that is called a speed of the rotor when it is with a natural frequency of a rotation system matches, which includes the rotor and the ball balancer, what causes a vibration of the rotation system to increase if the speed of the rotor is out of the lower speed range rises out, the device for the balls opposite side of an unbalanced mass of the Rotor, which initiates vibration of the rotor, within a second angular range that is smaller than that first angular range is to dynamic imbalance of the rotor, caused by the unbalanced mass minimize.

Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.The present invention is based on the following detailed description of the preferred invention Embodiment with reference to the accompanying Drawings are explained in more detail.

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Zentrifuge zeigt, die mit einer Kugelausgleichsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. Fig. 1 is a vertical cross-sectional view showing a centrifuge equipped with a ball balancer according to the first embodiment of the invention.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die die Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 1 zeigt. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the ball balancer of FIG. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die die Kugeln innerhalb einer Kugelausgleichsvorrichtung zeigt, gerade nachdem sie angehoben wurden, wenn die Kugelausgleichsvorrichtung mit einer hohen Drehzahl schleudert. Fig. 3 is a plan view showing the balls inside a ball balancer just after they are raised when the ball balancer spins at a high speed.

Fig. 4 ist eine Abwicklung, gesehen von P1 in Fig. 2, in der gezeigt ist, wie die Kugeln auf der gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse 15 gesammelt sind. Fig. 4 is a development seen from P1 in Fig. 2, showing how the balls are collected on the opposite side of an unbalanced mass 15 .

Fig. 5 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Anordnung der Kugeln innerhalb der Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 1 während einer Rotation mit hoher Drehzahl zeigt. Fig. 5 is a vertical cross-sectional view showing an arrangement of the balls within the ball balancer of Fig. 1 during a high speed rotation.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Amplitude der Rotorschwingung und der Rotordrehzahl zeigt, wenn drei Typen an herkömmlichen Zentrifugen langsam beschleunigt werden. Fig. 6 is a graph showing the relationships between the amplitude of the rotor vibration and the rotor speed when three types of conventional centrifuges are slowly accelerated.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen einer Amplitude einer Rotorschwingung und einer Rotordrehzahl in der Zentrifuge der Erfindung aus Fig. 1 zeigt. FIG. 7 is a graph showing the relationships between an amplitude of a rotor vibration and a rotor speed in the centrifuge of the invention of FIG. 1.

Fig. 8 ist eine Abwicklung, die eine Anordnung der Kugeln zeigt, die in einer Kugelausgleichsvorrichtung gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel angeordnet sind. FIG. 8 is a development showing an arrangement of the balls arranged in a ball balancer according to the second embodiment of the present invention.

Fig. 9 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Kugelausgleichsvorrichtung während einer Rotation mit niedriger Drehzahl gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 9 is a vertical cross-sectional view showing a ball balancer during a rotation at a low speed according to the third embodiment of the invention.

Fig. 10 ist eine vertikale Querschnittansicht, die die Bewegung der Kugeln in der Kugelausgleichsvorrichtung in Fig. 9 zeigt, wenn sie mit hoher Drehzahl gedreht wird. Fig. 10 is a vertical cross-sectional view showing the movement of the balls in the ball balancer in Fig. 9 when rotated at high speed.

Fig. 11 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Kugelausgleichsvorrichtung während einer Rotation mit niedriger Drehzahl gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 11 is a vertical cross-sectional view showing a ball balancer during a rotation at a low speed according to the fourth embodiment of the invention.

Fig. 12 ist eine Abwicklung, die die Bewegung der Kugeln zeigt, wenn die Drehzahl der Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 11 eine Resonanzdrehzahl übersteigt. Fig. 12 is a development showing the movement of the balls when the speed of the ball balancer of Fig. 11 exceeds a resonance speed.

Fig. 13 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Anordnung der Kugeln zeigt, wenn die Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 11 mit einer hohen Drehzahl dreht. Fig. 13 is a vertical cross sectional view showing an arrangement of the balls when the ball balancer of Fig. 11 rotates at a high speed.

Fig. 14 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Kugelausgleichsvorrichtung während einer Drehung mit niedriger Drehzahl gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 14 is a vertical cross-sectional view showing a ball balancer during a low-speed rotation according to the fifth embodiment of the invention.

Fig. 15 ist eine Abwicklung, die die Bewegung der Kugeln zeigt, gerade nachdem sie angehoben worden sind, wenn die Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 14 mit hoher Drehzahl schleudert. Fig. 15 is a development showing the movement of the balls just after they have been raised when the ball balancer of Fig. 14 spins at high speed.

Fig. 16 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Anordnung der Kugeln zeigt, die auf einer Seite der Kugelausgleichsvorrichtung aus Fig. 14 während einer Drehung mit hoher Drehzahl gesammelt sind. Fig. 16 is a vertical cross sectional view showing an arrangement of the balls collected on one side of the ball balancer of Fig. 14 during high speed rotation.

Fig. 17 ist eine Abwicklung, die die Bewegung der Kugeln innerhalb einer Kugelausgleichsvorrichtung während der Drehung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 17 is a development showing the movement of the balls within a ball balancer during rotation according to the sixth embodiment of the invention.

Fig. 18 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Kugelausgleichsvorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 18 is a vertical cross-sectional view showing a ball balancer according to the seventh embodiment of the invention.

Fig. 19 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Konstruktion einer Zentrifuge gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 19 is a vertical cross-sectional view showing a construction of a centrifuge according to the eighth embodiment of the invention.

Fig. 20 ist eine vertikale Querschnittansicht, die eine Konstruktion einer Zentrifuge gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 20 is a vertical cross-sectional view showing a construction of a centrifuge according to the ninth embodiment of the invention.

Fig. 21 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Kugelausgleichsvorrichtung zeigt. Fig. 21 is a plan view showing a conventional ball balancer.

Fig. 22 ist eine vertikale Querschnittansicht von Fig. 21. Fig. 22 is a vertical cross-sectional view of Fig. 21.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere auf Fig. 1, ist eine Zentrifuge 100 gezeigt, die mit einer Kugelausgleichsvorrichtung 200 gemäß der Erfindung ausgestattet ist.With reference to the drawings, in particular FIG. 1, a centrifuge 100 is shown which is equipped with a ball balancing device 200 according to the invention.

Die Zentrifuge 100 umfaßt im allgemeinen ein äußeres Gehäuse 1, eine innere Basis 2 und ein tassenförmiges inneres Gehäuse 12. Die innere Basis 2 ist in dem äußeren Gehäuse 1 befestigt. Das innere Gehäuse 12 bildet zusammen mit einer Abdeckung 13 eine Kammer, in der ein Rotor 8 angeordnet ist. Der Rotor 8 ist durch eine Rotorwelle 7 drehbar gelagert. Die Rotorwelle 7 ist in einem Lager montiert, das in einem Träger 4 installiert ist, der auf einer Bodenwand des inneren Gehäuses 12 befestigt ist, und mit einem elektrischen Motor 3 verbunden. Der Motor 3 ist auf dem Träger 4 installiert. Zwischen dem Träger 4 und der inneren Basis 2 sind vier Dämpfervorrichtungen angeordnet, von denen jede aus einem Gummischlauch 6 und einer Feder 5 bestehen, die in dem Gummischlauch eingepreßt ist.The centrifuge 100 generally comprises an outer housing 1 , an inner base 2 and a cup-shaped inner housing 12 . The inner base 2 is fixed in the outer housing 1 . The inner housing 12 forms, together with a cover 13, a chamber in which a rotor 8 is arranged. The rotor 8 is rotatably supported by a rotor shaft 7 . The rotor shaft 7 is mounted in a bearing, which is installed in a carrier 4 , which is fixed on a bottom wall of the inner housing 12 , and connected to an electric motor 3 . The motor 3 is installed on the carrier 4 . Between the carrier 4 and the inner base 2 , four damper devices are arranged, each of which consists of a rubber hose 6 and a spring 5 which is pressed into the rubber hose.

Auf Enden des Rotors 8 sind Becher 9 für Mischungen wie flüssige Lösungen angeordnet, die durch Drehung des Rotors 8 getrennt werden sollen. Die Becher 9 sind durch Zapfen 10 schwenkbar gelagert. Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 umfaßt einen hohlen Drehausgleichsvorrichtungskörper 20. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20 ist auf einer Welle 11 installiert, die mit einem Gewinde versehen ist, die mit dem Rotor 7 verbunden ist, und es sind Kugeln 21 darin angeordnet. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20, der Rotor 8 und die Becher 9 werden durch den Motor 3 in der Kammer gemeinsam gedreht, die durch das innere Gehäuse 12 und die Abdeckung 13 gebildet wird. Die Abdeckung 13 ist öffenbar, wenn der Rotor 8 in einer Ruhestellung ist, um die zu trennenden Mischungen in die Becher 9 hineinzulegen und aus den Bechern 9 herauszunehmen. Fig. 1 zeigt den Rotor 8, wenn er mit einer hohen Drehzahl schleudert. Die Becher 9 sind durch die Zentrifugalkraft in eine horizontale Richtung nach außen gedrängt, die durch die Rotation des Rotors 8 mit einer hohen Drehzahl erzeugt wird. Die Kugeln 21 sind über eine Drehachse gedrängt (das heißt die Rotorwelle 7), zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse 15, die ein Massenunterschied zwischen den Mischungen ist, die in den Bechern 9 gegeben sind, um ein dynamisches Gleichgewicht des Rotors 8 zu gewährleisten. Im speziellen wird eine Verschiebung des Schwerpunktes des Rotors 8 während der Drehung, hervorgerufen durch die unausgeglichene Masse 15, durch die beeinflußten Kugeln 21 korrigiert, so daß der Schwerpunkt des Rotors 8 auf der Rotorwelle 7 liegt.At the ends of the rotor 8 cups 9 for mixtures such as liquid solutions are arranged, which are to be separated by rotating the rotor 8 . The cups 9 are pivotally supported by pins 10 . The ball balancer 200 includes a hollow rotary balancer body 20 . The balancer body 20 is installed on a threaded shaft 11 connected to the rotor 7 and balls 21 are disposed therein. The compensator body 20 , the rotor 8 and the cups 9 are rotated together by the motor 3 in the chamber formed by the inner housing 12 and the cover 13 . The cover 13 can be opened when the rotor 8 is in a rest position in order to insert the mixtures to be separated into the cups 9 and to take them out of the cups 9 . Fig. 1 shows the rotor 8 when it spins at a high speed. The cups 9 are forced outwards by the centrifugal force in a horizontal direction, which is generated by the rotation of the rotor 8 at a high speed. The balls 21 are pushed over an axis of rotation (i.e. the rotor shaft 7 ), to the opposite side of an unbalanced mass 15 , which is a mass difference between the mixtures given in the cups 9 , in order to ensure a dynamic balance of the rotor 8 . In particular, a shift in the center of gravity of the rotor 8 during the rotation, caused by the unbalanced mass 15 , is corrected by the influenced balls 21 , so that the center of gravity of the rotor 8 lies on the rotor shaft 7 .

In der Zentrifuge 100 wird der Rotor 8 dazu veranlaßt, daß er mit einer Resonanzdrehzahl dreht, die durch die Masse und das Trägheitsmoment des Motors 3 und des Rotors 8 und die Federkonstante und den Dämpfungskoeffizienten der Dämpfervorrichtungen, die aus den Federn 5 und den Gummischläuchen 6 bestehen, bestimmt wird. Solche Vibrationen können somit durch Optimieren des Dämpfungskoeffizienten abgeschwächt werden.In the centrifuge 100 , the rotor 8 is caused to rotate at a resonance speed caused by the mass and the moment of inertia of the motor 3 and the rotor 8 and the spring constant and the damping coefficient of the damper devices made up of the springs 5 and the rubber tubes 6 exist, is determined. Such vibrations can thus be reduced by optimizing the damping coefficient.

Fig. 2 zeigt die Kugelausgleichsvorrichtung 200, wenn sie mit einer niedrigen Drehzahl schleudert. Fig. 2 shows the ball balancer 200 when spun at a low speed.

Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 ist konstruiert, um Belastungen, die auf ein rotierendes System, das den Rotor 8, die Kugelausgleichsvorrichtung 200, etc. umfaßt, in einer radialen Richtung während der Drehung wirken, auszugleichen. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20 umfaßt einen hohlen zylindrischen Abschnitt 22, einen kegelstumpfförmigen mittigen Abschnitt 60 und einen ringförmigen Boden 24 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 und dem kegelstumpfförmigen mittigen Abschnitt 60, und einen ringförmigen Stopper 25, der sich von einem oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 22 nach innen erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 22 hat eine innere Seitenwand 65. Die innere Seitenwand 65 ist so in einem vorausgewählten Krümmungsradius nach außen gekrümmt, daß das Intervall zwischen der vertikalen Mittellinie (das heißt der Rotationsachse der Kugelausgleichsvorrichtung 200) und der inneren Seitenwand 65 auf ein vorausgewähltes Niveau 23 angehoben wird und oberhalb des Niveaus 23 abnimmt. Der kegelstumpfförmige mittige Abschnitt 60 hat in seiner Mitte eine Bohrung 28 ausgebildet, in der ein Innengewinde zum Eingriff mit der Welle 11, die mit der Rotorwelle 7 verbunden ist, ausgebildet ist. Der ringförmige Boden 24 hat die Breite w, die kleiner als der Durchmesser der Kugeln 21 ist, und die zusammen mit unteren Abschnitten des zylindrischen Abschnitts 22 und des kegelstumpfförmigen mittigen Abschnitts 60 eine ringförmige Laufbahn bildet, entlang der die Kugeln 21 in einer Linie angeordnet sind. Die Kugeln 21 haben im wesentlichen denselben Durchmesser und belegen die gesamte Länge der ringförmigen Laufbahn. Jede der Kugeln 21 ist aus Stahl, aus hochdichtem Kunstharz, oder aus hochdichtem Gummi hergestellt. Das Schmiermittel oder Schmiere wird auf die Innenseite des Ausgleichsvorrichtungskörpers 20 aufgebracht, um Verschleiß und Rost der Kugeln 21 zu vermeiden.The ball balancer 200 is designed to balance loads acting on a rotating system including the rotor 8 , the ball balancer 200 , etc. in a radial direction during rotation. The compensator body 20 includes a hollow cylindrical portion 22 , a frustoconical central portion 60 and an annular bottom 24 between the cylindrical portion 22 and the frustoconical central portion 60 , and an annular stopper 25 which extends inwardly from an upper end of the cylindrical portion 22 extends. The cylindrical portion 22 has an inner side wall 65 . The inner sidewall 65 is curved outwardly in a preselected radius of curvature such that the interval between the vertical center line (i.e., the axis of rotation of the ball balancer 200 ) and the inner sidewall 65 is raised to a preselected level 23 and decreases above the level 23 . The frustoconical central section 60 has a bore 28 in its center, in which an internal thread for engagement with the shaft 11 , which is connected to the rotor shaft 7 , is formed. The annular bottom 24 has the width w which is smaller than the diameter of the balls 21 and which, together with lower sections of the cylindrical section 22 and the frustoconical central section 60, forms an annular raceway along which the balls 21 are arranged in a line . The balls 21 have essentially the same diameter and occupy the entire length of the annular track. Each of the balls 21 is made of steel, high-density synthetic resin, or high-density rubber. The lubricant or grease is applied to the inside of the balancer body 20 to prevent wear and rust of the balls 21 .

Eine Abdeckung 26 ist auf dem ringförmigen Stopper 25 durch Schrauben 27 installiert. Die Abdeckung 26 hat in ihrer Mitte ein Luftloch 29 ausgebildet.A cover 26 is installed on the annular stopper 25 by screws 27 . The cover 26 has an air hole 29 in its center.

Der Abstand h zwischen dem ringförmigen Stopper 25 und dem ringförmigen Boden 24 (d. h. die Höhe der inneren Seitenwand 65) ist größer als, oder gleich um ungefähr 1,4 bis 2 Mal der Durchmesser der Kugeln 21, um es den Kugeln 21 zu gestatten, in der Kugelausgleichsvorrichtung 200 während einer Drehung des Rotors 8 mit hoher Drehzahl gestapelt angeordnet zu sein.The distance h between the annular stopper 25 and the annular bottom 24 (ie the height of the inner side wall 65 ) is greater than or equal to approximately 1.4 to 2 times the diameter of the balls 21 to allow the balls 21 to to be stacked in the ball balancer 200 during rotation of the rotor 8 at high speed.

Die Last, die auf jede der Kugeln 21 während der Drehung des Rotors 8 mit niedrigen Drehzahlen wirkt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bringt die Schwerkraft Fg und die Zentrifugalkraft Fr mit sich. Die resultierende Kraft Ft drängt jede Kugel 21 in einen konstanten Eingriff mit dem ringförmigen Boden 24 und der zylindrischen Seitenwand 23. Die Kugeln 21, wie vorstehend beschrieben, belegen im wesentlichen die gesamte Länge der ringförmigen Laufbahn (d. h. den ringförmigen Boden 24), so daß diese entlang der ringförmigen Laufbahn ausgerichtet sind, ohne zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gedrängt zu werden.The load acting on each of the balls 21 during the rotation of the rotor 8 at low speeds, as shown in Fig. 2, brings with it the gravity Fg and the centrifugal force Fr. The resulting force Ft forces each ball 21 into constant engagement with the annular bottom 24 and the cylindrical side wall 23 . The balls 21 , as described above, occupy substantially the entire length of the annular raceway (ie the annular bottom 24 ) so that they are aligned along the annular raceway without being pushed to the opposite side of the unbalanced mass 15 .

Im speziellen sind die Kugeln 21 während der Drehung des Rotors 8 mit niedriger Drehzahl alle in Kontakt mit dem ringförmigen Boden 24 und der Winkel S2 zwischen der resultierenden Kraft Ft und einer horizontalen Linie ist größer als die Neigung S1 einer inneren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 22 (d. h. ein Winkel zwischen einer Tangente, die durch einen Punkt auf der inneren Seitenwand 65 geht, mit dem jede Kugel 21 in Kontakt ist, und einer vertikalen Linie). Wenn die Rotordrehzahl zunimmt, um die Zentrifugalkraft Fr zu erhöhen, und der Winkel S2 kleiner als die Neigung S1 wird, wird bewirkt, daß die Kugeln 21 weg von dem ringförmigen Boden 24 angehoben werden.Specifically, the balls 21 are all in contact with the annular bottom 24 during the rotation of the rotor 8 at low speed, and the angle S2 between the resulting force Ft and a horizontal line is larger than the inclination S1 of an inner surface of the cylindrical portion 22 ( that is, an angle between a tangent passing through a point on the inner side wall 65 with which each ball 21 is in contact and a vertical line). When the rotor speed increases to increase the centrifugal force Fr and the angle S2 becomes smaller than the inclination S1, the balls 21 are caused to be lifted away from the annular bottom 24 .

Die Neigung S2 der inneren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 22 kann wie folgt ausgedrückt werden:
The inclination S2 of the inner surface of the cylindrical portion 22 can be expressed as follows:

tan(S2) = g/(r×ω²) (1)
tan (S2) = g / (r × ω ² ) (1)

ω = 2×π×n (2),
ω = 2 × π × n (2),

wobei g die Gravitationsbeschleunigung (9,8 m/s²), r der Abstand zwischen dem Drehmittelpunkt der Kugelausgleichsvorrichtung 200 und der Mitte einer jeden Kugel 21 (m), ω die Winkelgeschwindigkeit (rad/s), π die Kreiszahl und n die Drehzahl (U/sec [rps]) ist.where g is the gravitational acceleration (9.8 m / s ² ), r is the distance between the center of rotation of the ball compensation device 200 and the center of each ball 21 (m), ω is the angular velocity (rad / s), π is the number of circles and n is the speed (U / sec [rps]) is.

Da die Amplitude der Vibration viel kleiner als ein innerer Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 22 ist, ist ein Fehler in der Gleichung (1) klein, wenn r der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zylindrischen Abschnitts 22 und dem Mittelpunkt einer jeden Kugel 21 wäre.Since the amplitude of the vibration is much smaller than an inner diameter of the cylindrical portion 22 , an error in the equation (1) is small when r would be the distance between the center of the cylindrical portion 22 and the center of each ball 21 .

Im speziellen, wenn die Rotordrehzahl eine Drehzahl übersteigt, bei der der Wert von 52, der in der Gleichung (1) ermittelt wird, gleich zu der Neigung S1 wird, wird bewirkt, daß die Kugeln 21 von dem ringförmigen Boden 24 weg abgehoben werden. Die Rotordrehzahl, bei der die Kugeln 21 abgehoben werden können, bestimmt sich somit auf der Basis der Neigung S1 und des Radius der unteren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 22, mit der jede Kugel 21 in Kontakt ist (das heißt das Intervall zwischen der unteren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 22 und der Drehachse der Kugelausgleichsvorrichtung 200). Dies bestimmt auch einen unteren Drehzahlbereich des Rotors 8, in dem die Kugeln 21 auf dem ringförmigen Boden 24 ausgerichtet bleiben, ohne daß sie angehoben werden und durch ein dynamisches Ungleichgewicht des Rotationssystems beeinflußt werden. Dieses Ausführungsbeispiel beseitigt den Einfluß der Bewegung der Kugeln 21 in der Kugelausgleichsvorrichtung 200 bei der Drehung des Rotors 8 mit der Resonanzdrehzahl durch Festlegen der Rotordrehzahl, bei der die Kugeln 21 beginnen, angehoben zu werden, auf einen höheren Wert als die Resonanzdrehzahl, bei der die Schwingung des Rotors 8 (das heißt des Rotationssystems) stark ansteigt.Specifically, when the rotor speed exceeds a speed at which the value of 52 determined in the equation (1) becomes equal to the slope S1, the balls 21 are caused to be lifted off the annular bottom 24 . The rotor speed at which the balls 21 can be lifted is thus determined on the basis of the inclination S1 and the radius of the lower surface of the cylindrical portion 22 with which each ball 21 is in contact (i.e. the interval between the lower surface of the cylindrical portion 22 and the axis of rotation of the ball balancer 200 ). This also determines a lower speed range of the rotor 8 , in which the balls 21 remain aligned on the annular bottom 24 without being lifted and influenced by a dynamic imbalance of the rotation system. This embodiment eliminates the influence of the movement of the balls 21 in the ball balancer 200 upon the rotation of the rotor 8 at the resonance speed by setting the rotor speed at which the balls 21 start to be raised to a higher value than the resonance speed at which the Vibration of the rotor 8 (that is, the rotation system) rises sharply.

Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 kann, wenn sie in einer Zentrifuge verwendet wird, in der ein Rotor mit 3000 U/min. (rpm) gedreht wird und die Resonanzdrehzahl 400 bis 450 U/min. beträgt, so konstruiert sein, als ein Beispiel, daß sie die folgenden Spezifikationen aufweist:
Ball balancer 200 , when used in a centrifuge in which a 3000 rpm rotor. (rpm) is turned and the resonance speed 400 to 450 U / min. is to be constructed, as an example, to have the following specifications:

1. The radius of curvature of the cylindrical portion 22 of the balancer body 20 is 200 mm;
2. the radius of an inner surface of the cylindrical portion 22 with which each ball 21 is in contact (that is, an interval between the lower inner surface and an axis of rotation of the ball balancer 200 ) is 52 mm;
3. the diameter of each ball 21 is 22 mm; 4. The height between the annular bottom 24 and the level 23 is 28 mm.

Fig. 3 zeigt das Innere der Kugelausgleichsvorrichtung 200, gerade nachdem einige der Kugeln 21 den ringförmigen Boden 24 verlassen haben, wenn der Rotor 8 mit einer hohen Drehzahl schleudert, die größer als die Resonanzdrehzahl ist. Fig. 3 shows the interior of the ball balancer 200 just after some of the balls 21 have left the annular bottom 24, when the rotor 8 spun at a high speed, which is greater than the resonance speed.

Der Drehmittelpunkt P2 der Kugelausgleichsvorrichtung 200 ist durch die unausgeglichene Masse 15 von dem Mittelpunkt P1 des zylindrischen Abschnitts 22 nahe dem Schwerpunkt des Rotationssystems (das den Rotor 8, die Kugelausgleichsvorrichtung 200, etc. umfaßt) verschoben. Die Zentrifugalkraft Fr, die auf jede Kugel 21 wirkt, ist, wie deutlich in der Zeichnung gezeigt ist, radial von dem Drehmittelpunkt P2 ausgerichtet und kann in eine vertikale Komponente Fv in einer Richtung senkrecht zum Umfang der inneren Seitenwand 65 des zylindrischen Abschnitts 22, und eine horizontale Komponente Fh in einer Richtung senkrecht zur vertikalen Komponente Fv aufgeteilt werden. Die horizontale Komponente Fh bewegt jede Kugel 21 weg von der unausgeglichenen Masse 15 entlang der inneren Seitenwand 65 des zylindrischen Abschnitts 22, so daß die Kugeln 21 nahe aneinander auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gesammelt werden.The center of rotation P2 of the ball balancer 200 is displaced by the unbalanced mass 15 from the center P1 of the cylindrical portion 22 near the center of gravity of the rotating system (which includes the rotor 8 , the ball balancer 200 , etc.). The centrifugal force Fr acting on each ball 21 is, as clearly shown in the drawing, radially oriented from the center of rotation P2 and can be converted into a vertical component Fv in a direction perpendicular to the circumference of the inner side wall 65 of the cylindrical portion 22 , and a horizontal component Fh is divided in a direction perpendicular to the vertical component Fv. The horizontal component Fh moves each ball 21 away from the unbalanced mass 15 along the inner side wall 65 of the cylindrical portion 22 so that the balls 21 are collected close to each other on the opposite side of the unbalanced mass 15 .

Fig. 4 ist eine Abwicklung, von P1 in Fig. 3 aus gesehen, die die Kugeln 21 zeigt, die beginnen, beeinflußt zu werden oder auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gesammelt zu werden. Nach dem Verlassen des ringförmigen Bodens 24 werden die Kugeln 21 alle auf das Niveau 30 hinaufbewegt, bei dem der Winkel S2 zwischen der resultierenden Kraft Ft und der horizontalen Linie mit der Neigung S1 der inneren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 22 übereinstimmt, mit dem jede Kugel 21 in Kontakt ist, und anschließend durch die horizontalen Komponenten Fh der Zentrifugalkräfte Fr nahe aneinander gesammelt, nachdem einige der Kugeln 21 von dem Niveau 30 nach oben verschoben wurden, während die übrigen von dem Niveau 30 aufgrund der Unterschiede der Rollreibung zwischen den Kugeln 21 nach unten verschoben werden. Die horizontale Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr, die jede Kugel 21 in eine Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 bewegt, bewirkt eine Reaktionskraft Fp, die von einer benachbarten entwickelt wird. Wenn die Kugeln 21 nach oben und nach unten verschoben werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist, erzeugen die Reaktionskräfte Fp jeweils aufwärts gerichtete Komponenten Fu und abwärtsgerichtete Komponenten Fd. Die aufwärtsgerichteten Komponenten Fu schieben einige der Kugeln 21 nach oben, die von dem Niveau 30 nach oben verschoben sind, während die nach unten gerichteten Komponenten Fd desweiteren die übrigen nach unten stoßen, die von dem Niveau 30 nach unten verschoben sind. Im einzelnen werden die Kugeln 21 in der Kugelausgleichsvorrichtung 200 auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 durch die horizontalen Komponenten Fh der Zentrifugalkräfte Fr gesammelt und angeordnet, wie klar aus Fig. 4 hervorgeht, in einer gestapelten Art, durch die nach oben und nach unten gerichteten Komponenten Fu und Fd der Reaktionskräfte Fp. FIG. 4 is a development, as seen from P1 in FIG. 3, showing the balls 21 starting to be affected or being collected on the opposite side of the unbalanced mass 15 . After leaving the annular bottom 24 , the balls 21 are all moved up to the level 30 at which the angle S2 between the resulting force Ft and the horizontal line coincides with the inclination S1 of the inner surface of the cylindrical portion 22 with which each ball 21 is in contact, and then collected close to each other by the horizontal components Fh of the centrifugal forces Fr after some of the balls 21 are shifted up from the level 30 , while the others from the level 30 down due to the difference in rolling friction between the balls 21 be moved. The horizontal component Fh of the centrifugal force Fr, which moves each ball 21 in a circumferential direction of the cylindrical portion 22 , causes a reaction force Fp developed by an adjacent one. When the balls 21 are shifted up and down as shown in Fig. 4, the reaction forces Fp generate upward components Fu and downward components Fd, respectively. The upward components Fu push some of the balls 21 upward from the level 30 are shifted upward, while the downward components Fd further push down the others, which are shifted downward from level 30 . Specifically, the balls 21 in the ball balancer 200 on the opposite side of the unbalanced mass 15 are collected and arranged by the horizontal components Fh of the centrifugal forces Fr, as clearly shown in Fig. 4, in a stacked manner, by which up and down directed components Fu and Fd of the reaction forces Fp.

Fig. 5 zeigt die Kugeln 21, die von dem ringförmigen Boden 24 weg angehoben worden sind und auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gesammelt wurden, während der Rotor 8 mit einer hohen Drehzahl oberhalb der Resonanzdrehzahl schleudert. Die Kugeln 21 fahren fort, beeinflußt zu werden oder zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 bewegt zu werden, bis die horizontale Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr proportional zur Verschiebung zwischen dem Mittelpunkt P1 des zylindrischen Abschnitts 22 und dem Drehmittelpunkt P2, eine nach unten gerichtete Kraft, die die nach oben verschobenen Kugeln 21 zum Niveau 30 herunterstoßen, das heißt die resultierende Kraft der Gravitationskraft und einer nach unten gerichteten Komponente der Zentrifugalkraft Fr, und eine nach oben gerichtete Kraft, die die nach unten verschobenen Kugeln 21 zum Niveau 30 hinaufstößt, das heißt der Unterschied zwischen der Gravitationskraft und einer nach oben gerichteten Komponente der Zentrifugalkraft Fr, ausgeglichen sind. Fig. 5 shows the balls 21 which have been lifted away from the annular bottom 24 and collected on the opposite side of the unbalanced mass 15 while the rotor 8 is spinning at a high speed above the resonance speed. The balls 21 continue to be affected or moved to the opposite side of the unbalanced mass 15 until the horizontal component Fh of the centrifugal force Fr is proportional to the displacement between the center P1 of the cylindrical portion 22 and the center of rotation P2, a downward force which push the balls 21 shifted upwards to level 30 , i.e. the resulting force of the gravitational force and a downward component of the centrifugal force Fr, and an upward force pushes the balls 21 shifted down to level 30 , that means the difference between the gravitational force and an upward component of the centrifugal force Fr, are balanced.

Deshalb läßt ein Ansteigen des Krümmungsradius der inneren Seitenwand 65 des zylindrischen Abschnitts 22 die nach unten und nach oben gerichteten Kräfte, die auf die Kugeln 21 wirken, abnehmen, was in einer Zunahme der relativen Aktivität der horizontalen Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr resultiert, was es den Kugeln 21 gestattet, stärker über das Niveau 30 verschoben zu werden. Im einzelnen ist das Gesamtgewicht der Kugeln 21 in einem engeren Winkelbereich gegenüber der unausgeglichenen Masse 15 konzentriert, um einen größeren Ausgleich des Rotationssystems zu schaffen. Dies resultiert in einer großen Reduzierung der Vibration des Rotors 8 während einer Drehung mit hoher Drehzahl.Therefore, increasing the radius of curvature of the inner sidewall 65 of the cylindrical portion 22 decreases the downward and upward forces acting on the balls 21 , resulting in an increase in the relative activity of the horizontal component Fh of the centrifugal force Fr, which it does the balls 21 allowed to be shifted more than the level 30 . In particular, the total weight of the balls 21 is concentrated in a narrower angular range with respect to the unbalanced mass 15 in order to provide a greater balance of the rotation system. This results in a large reduction in the vibration of the rotor 8 during high speed rotation.

Im Test wurde der Rotor 8 mit einer Umdrehung von 3000 U/min. gedreht, während die Kugelausgleichsvorrichtung 200, in der die Kugeln 21 mit einem Durchmesser von 22 mm angeordnet waren, verwendet wird. Ein maximaler Innendurchmesser 23 der inneren Seitenwand 65 betrug 110 mm. Der Krümmungsradius der inneren Seitenwand 65 betrug 200 mm. Die Testergebnisse zeigten, daß die Vibration, die während der Drehung des Rotors 8 mit hoher Drehzahl erzeugt wurden, um ungefähr ein Fünftel gegenüber denjenigen reduziert wurden, die in einem herkömmlichen System ohne Verwendung der Kugelausgleichsvorrichtung 200 erzeugt wurden.In the test, the rotor 8 was rotated at 3000 rpm. rotated while using the ball balancer 200 in which the balls 21 having a diameter of 22 mm were arranged. A maximum inner diameter 23 of the inner side wall 65 was 110 mm. The radius of curvature of the inner side wall 65 was 200 mm. The test results showed that the vibration generated during the rotation of the rotor 8 at high speed was reduced by about a fifth compared to that generated in a conventional system without using the ball balancer 200 .

Fig. 6 zeigt die Verhältnisse zwischen einer Amplitude der Rotorvibration und der Rotordrehzahl, wenn drei Typen an herkömmlichen Zentrifugen langsam beschleunigt werden. Die durchgezogene Linie A zeigt eine Veränderung der Amplitude einer Rotorvibration in der ersten herkömmlichen Zentrifuge an, in der Mischungen, die getrennt werden sollen, eine unausgeglichene Masse auf einen Rotor addieren und zeigt, daß die Amplitude der Rotorvibration maximiert wird, wenn die Rotordrehzahl eine Resonanzdrehzahl n1 erreicht, die durch die Masse des Rotors und einen den Rotor antreibenden Motor und den Federkoeffizienten eines Dämpfungssystems, das aus elastischen Komponenten wie der Feder 5 und dem Gummischlauch 6 besteht, die in der Zentrifuge 100 der Erfindung verwendet werden, bestimmt und auf einem relativ hohen Niveau gehalten wird, sogar nachdem die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl n1 übersteigt. In diesem Fall sind das mechanische Geräusch, das durch die Vibration des Rotors hervorgerufen wird, und Belastungen, die auf eine Rotorwelle und ein Lager wirken, während der Rotation mit niedriger Drehzahl gering, aber wenn die Amplitude der Rotorvibration während einer Rotation mit hoher Drehzahl groß wird, wirken größere Belastungen auf die Rotorwelle und das Lager, wodurch das mechanische Geräusch ansteigt und bewirkt wird, daß die Rotorwelle und das Lager vorzeitig beschädigt werden. Fig. 6 shows the relationships between an amplitude of the rotor vibration and the rotor speed when three types are slowly accelerated on conventional centrifuges. The solid line A indicates a change in the amplitude of a rotor vibration in the first conventional centrifuge, in which mixtures to be separated add an unbalanced mass to a rotor and shows that the amplitude of the rotor vibration is maximized when the rotor speed is a resonance speed n1, determined by the mass of the rotor and a motor driving the rotor and the spring coefficient of a damping system consisting of elastic components such as the spring 5 and the rubber tube 6 used in the centrifuge 100 of the invention, and relative to one is maintained at a high level even after the rotor speed exceeds the resonance speed n1. In this case, the mechanical noise caused by the vibration of the rotor and loads acting on a rotor shaft and a bearing are small during the low-speed rotation, but when the amplitude of the rotor vibration is large during a high-speed rotation , greater loads act on the rotor shaft and the bearing, which increases the mechanical noise and causes the rotor shaft and the bearing to be damaged prematurely.

Die gestrichelte Linie B zeigt eine Veränderung der Amplitude einer Rotorvibration in der zweiten herkömmlichen Zentrifuge, die mit der Kugelausgleichsvorrichtung ausgestattet ist, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, wenn Mischungen, die getrennt werden sollen, dem Rotor eine im wesentlichen gleiche unausgeglichene Masse zufügt, wie jene in der ersten herkömmlichen Zentrifuge, die durch die durchgezogene Linie A angedeutet ist. In diesem Fall wird die Amplitude der Rotorvibration schnell angehoben, wenn sich die Rotordrehzahl der Resonanzdrehzahl n1 nähert, aber die Rotordrehzahl kann die Resonanzdrehzahl n1 aufgrund eines dynamischen Ungleichgewichts des Rotors nicht überschreiten.The dashed line B shows a change in the amplitude of a rotor vibration in the second conventional centrifuge equipped with the ball balancer as shown in Figs. 21 and 22 when mixtures to be separated give the rotor an essentially equal unbalanced one Adds mass, like that in the first conventional centrifuge, which is indicated by the solid line A. In this case, the amplitude of the rotor vibration is quickly increased as the rotor speed approaches the resonance speed n1, but the rotor speed cannot exceed the resonance speed n1 due to a dynamic imbalance of the rotor.

Die zweipunktierte gestrichelte Linie C zeigt eine Veränderung der Amplitude einer Rotorvibration in der dritten herkömmlichen Zentrifuge, die mit der Kugelausgleichsvorrichtung ausgestattet ist, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, wenn die Gewichte von Mischungen, die getrennt werden sollen, in einem Rotor ausgeglichen werden, um ein dynamisches Ungleichgewicht des Rotors während der Drehung zu minimieren. Wenn sich die Rotordrehzahl der Resonanzdrehzahl n1 nähert, werden in diesem Fall die Kugeln in der Kugelausgleichsvorrichtung beeinflußt, wodurch die Amplitude der Rotorvibration erhöht wird, im Vergleich zur Linie A, aber die Amplitude der Rotorvibration nimmt schnell ab, wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl n1 übersteigt.The two-dot chain line C shows a change in the amplitude of a rotor vibration in the third conventional centrifuge equipped with the ball balancer as shown in Figs. 21 and 22 when the weights of mixtures to be separated in a rotor can be compensated in order to minimize a dynamic imbalance of the rotor during the rotation. In this case, when the rotor speed approaches the resonance speed n1, the balls in the ball balancer are affected, thereby increasing the amplitude of the rotor vibration compared to the line A, but the amplitude of the rotor vibration rapidly decreases when the rotor speed exceeds the resonance speed n1 .

Es wird geschätzt, daß die herkömmliche Kugelausgleichsvorrichtung den Vorteil hat, daß die Amplitude der Rotorvibration in einem Bereich mit hoher Drehzahl oberhalb der Resonanzdrehzahl n1 reduziert wird, aber bringt den Nachteil mit sich, daß die Amplitude der Rotorvibration groß wird, wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl n1 erreicht.It is estimated that the conventional Ball balancer has the advantage that the amplitude the rotor vibration in a high speed area is reduced above the resonance speed n1, but brings the disadvantage that the amplitude of the rotor vibration becomes large when the rotor speed becomes the resonance speed n1 reached.

Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen der Amplitude einer Rotorvibration und der Rotordrehzahl in der Zentrifuge 100 der Erfindung, wenn die unausgeglichene Masse 15 im wesentlichen dieselbe ist, wie jene in der ersten herkömmlichen Zentrifuge, die durch die durchgehende Linie A in Fig. 6 gezeigt ist. Die Amplitude der Rotorvibration wird wie diejenige verändert, die durch die Linie A in Fig. 6 angezeigt ist, innerhalb eines Bereichs mit niedriger Drehzahl vom Start der Rotation des Rotors 8 zur Drehzahl n2, bei der die Kugeln 21 weg von dem ringförmigen Boden 24 der Kugelausgleichsvorrichtung 200 angehoben werden. Wenn die Rotordrehzahl die Drehzahl n2 übersteigt, werden die Kugeln 21 nach oben entlang der inneren Seitenwand 65 des zylindrischen Abschnitts 22 bewegt und auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gesammelt, was die unausgeglichene Masse 15 ausgleicht, womit eine Abnahme der Amplitude der Rotorvibration erfolgt. Wenn die Rotordrehzahl weiter ansteigt, wird das Verhältnis der Zentrifugalkraft Fr zur Gravitationskraft Fg, die auf die Kugeln 21 wirkt, groß. Dies erhöht die horizontale Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr, so daß die Kugeln 21 in einem engeren Winkelbereich innerhalb der Kugelausgleichsvorrichtung 200 konzentriert werden, wodurch eine stärkere Abnahme der Amplitude der Rotorvibration resultiert. FIG. 7 shows the relationships between the amplitude of a rotor vibration and the rotor speed in the centrifuge 100 of the invention when the unbalanced mass 15 is substantially the same as that in the first conventional centrifuge shown by the solid line A in FIG. 6 is. The amplitude of the rotor vibration is changed like that indicated by the line A in Fig. 6, within a range of low speed from the start of the rotation of the rotor 8 to the speed n2 at which the balls 21 are away from the annular bottom 24 of the Ball balancer 200 are raised. When the rotor speed exceeds the speed n2, the balls 21 are moved up along the inner side wall 65 of the cylindrical portion 22 and collected on the opposite side of the unbalanced mass 15 , which compensates for the unbalanced mass 15 , thereby decreasing the amplitude of the rotor vibration . If the rotor speed continues to increase, the ratio of the centrifugal force Fr to the gravitational force Fg acting on the balls 21 becomes large. This increases the horizontal component Fh of the centrifugal force Fr so that the balls 21 are concentrated in a narrower angular range within the ball balancer 200 , resulting in a greater decrease in the amplitude of the rotor vibration.

Fig. 8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Kugelausgleichsvorrichtung 200, das sich von dem obigen ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, daß Kugeln 21a mit großem Durchmesser und Kugeln 21b mit kleinem Durchmesser abwechselnd in der Kugelausgleichsvorrichtung 200 angeordnet sind. Andere Anordnungen sind identisch und deren detaillierte Erläuterung wird hier weggelassen. Fig. 8 shows the second embodiment of the ball balancing device 200 , which differs from the above first embodiment only in that balls 21 a with a large diameter and balls 21 b with a small diameter are arranged alternately in the ball balancing device 200 . Other arrangements are identical and their detailed explanation is omitted here.

Während der Rotor 8 mit einer niedrigen Drehzahl, die niedriger oder gleich der Resonanzdrehzahl ist, schleudert, sind die Kugeln 21a und 21b auf dem ringförmigen Boden 24 ausgerichtet, ohne beeinflußt zu sein, so daß der Mittelpunkt einer jeden Kugel 21 mit großem Durchmesser auf einem Niveau liegt, das höher ist als der Mittelpunkt einer jeden Kugel 21b mit kleinem Durchmesser. Wenn der Rotor 8 fortfährt, in einem unausgeglichenen Zustand zu schleudern, ruft die horizontale Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr, die jede der Kugeln 21a und 21b in einer Horizontalrichtung bewegt, die Entwicklung der Reaktionskraft Fp von einer benachbarten hervor. Die Reaktionskraft Fp, wie sie vorstehend beschrieben wurde, besteht aus der nach oben gerichteten Komponente Fu und der nach unten gerichteten Komponente Fd. Die nach oben gerichtete Komponente Fu stößt jede der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a nach oben, während die nach unten gerichtete Komponente Fd jede der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b nach unten stößt. Wenn die Drehzahl des Rotors 8 die Resonanzdrehzahl übersteigt, werden die Kugeln 21a und 21b wie im ersten Ausführungsbeispiel von dem ringförmigen Boden 24 weg angehoben und die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a werden durch die nach oben gerichtete Komponente Fu nach oben verschoben, während die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b durch die nach unten gerichtete Komponente Fd nach unten verschoben werden. Die Kugeln 21a und 21b werden in einer gestapelten Art an die gegenüberliegende Seite der unausgeglichenen Masse 15 gedrängt, um die unausgeglichene Masse 15 auszugleichen. Im speziellen werden in diesem Ausführungsbeispiel die Kugeln 21a und 21b unmittelbar nach dem Verlassen des ringförmigen Bodens 24 schnell in der gestapelten Art angeordnet, wobei sie die Oszillation des Rotors 8 reduzieren.While the rotor 8 throws at a low speed, which is lower than or equal to the resonance speed, the balls 21 a and 21 b are aligned on the annular bottom 24 without being influenced, so that the center of each ball 21 with a large diameter is at a level that is higher than the center of each ball 21 b with a small diameter. When the rotor 8 continues to spin in an unbalanced state, causes the horizontal component Fh of the centrifugal force Fr that each of the balls 21 a and 21 b move in a horizontal direction, the development of the reaction force Fp from a neighboring forth. The reaction force Fp, as described above, consists of the upwardly directed component Fu and the downward component Fd. The upwardly directed component Fu each of the balls colliding with the large diameter 21 a upward, while the downwardly component Fd each of the balls with the small diameter 21b abuts to the bottom. If the speed of the rotor 8 exceeds the resonance speed, the balls 21 a and 21 b are lifted away from the annular bottom 24, as in the first exemplary embodiment, and the balls with the large diameter 21 a are shifted upward by the upward component Fu, while the balls of the small diameter 21b are displaced by the downward component Fd downward. The balls 21 a and 21 b are pushed in a stacked manner to the opposite side of the unbalanced mass 15 in order to compensate for the unbalanced mass 15 . Specifically, in this embodiment, the balls 21 a and 21 b are quickly arranged in the stacked manner immediately after leaving the annular bottom 24 , thereby reducing the oscillation of the rotor 8 .

Die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b können alternativ so in dem Ausgleichsvorrichtungskörper 20 angeordnet sein, daß zwei oder mehr Kugeln mit großem Durchmesser 21a oder der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b aneinandergrenzend angeordnet werden.The balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b can alternatively be arranged in the compensator body 20 such that two or more balls with a large diameter 21 a or the balls with the small diameter 21 b are arranged adjacent to one another.

Die Fig. 9 und 10 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel der Ausgleichsvorrichtung 200. Die Fig. 9 zeigt die Kugeln 21, wenn der Rotor 8 oder die Kugelausgleichsvorrichtung 200 mit einer niedrigen Drehzahl schleudert, die niedriger als oder gleich zu der Resonanzdrehzahl ist, während Fig. 10 die Kugeln 21 zeigt, wenn die Kugelausgleichsvorrichtung 200 mit einer hohen Drehzahl schleudert, die größer als die Resonanzdrehzahl ist. FIGS. 9 and 10 show the third embodiment of the compensation device 200. FIG. 9 shows the balls 21 when the rotor 8 or the ball balancer 200 is spinning at a low speed that is lower than or equal to the resonance speed, while FIG. 10 shows the balls 21 when the ball balancer 200 is at a high speed hurls that is greater than the resonance speed.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Innere des zylindrischen Abschnitts 22 des Ausgleichsvorrichtungskörpers 20 aus einer oberen inneren Wand 31 und einer unteren inneren Wand 32. Die obere innere Wand 31 hat einen Krümmungsradius, der größer als jener der unteren inneren Wand 32 ist, oder sie kann alternativ eine flache Oberfläche sein, die sich parallel zu einer Drehachse des Ausgleichsvorrichtungskörpers 20 erstreckt (d. h. die Welle 11 in Fig. 1). Die Höhe h der oberen inneren Wand 31 ist 1,4 oder mehr mal größer als der Durchmesser einer jeden Kugel 21 und gestattet den Kugeln 21, daß sie in einer gestapelten Art während der Drehung des Rotors 8 mit einer Drehzahl, die höher als die Resonanzdrehzahl ist, in dem Ausgleichsvorrichtungskörper 20 angeordnet werden. Der innere Durchmesser eines unteren Abschnitts der unteren inneren Wand 32 und die Neigung S1 sind so bestimmt, daß die Rotordrehzahl größer ist als die Resonanzdrehzahl, wenn die Kugeln 21 von dem ringförmigen Boden 24 weg angehoben werden, um den Einfluß der Bewegung der Kugeln 21 in der Kugelausgleichsvorrichtung 200 auf den Rotor 8 während der Schwingung bei der Resonanzdrehzahl zu beseitigen. Die untere innere Wand 31 führt die obere innere Wand 31 gleichmäßig ohne irgendwelche Vorsprünge fort. Andere Anordnungen sind identisch zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels und eine detaillierte Beschreibung davon wird hier weggelassen.In this embodiment, the inside of the cylindrical portion 22 of the balancer body 20 consists of an upper inner wall 31 and a lower inner wall 32 . The upper inner wall 31 has a radius of curvature that is greater than that of the lower inner wall 32 , or alternatively, it may be a flat surface that extends parallel to an axis of rotation of the balancer body 20 (ie, the shaft 11 in FIG. 1). The height h of the upper inner wall 31 is 1.4 or more times larger than the diameter of each ball 21 and allows the balls 21 to stack in a manner during the rotation of the rotor 8 at a speed higher than the resonance speed is arranged in the compensator body 20 . The inner diameter of a lower portion of the lower inner wall 32 and the slope S1 are determined so that the rotor speed is greater than the resonance speed when the balls 21 are lifted away from the annular bottom 24 to take the influence of the movement of the balls 21 in of the ball balancer 200 on the rotor 8 during vibration at the resonance speed. The lower inner wall 31 continues the upper inner wall 31 smoothly without any projections. Other arrangements are identical to those of the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted here.

Im Betrieb, wenn der Rotor 8 mit einer Drehzahl schleudert, die höher als die Resonanzdrehzahl ist, werden die Kugeln 21, wie in Fig. 10 gezeigt ist, zur oberen inneren Wand 31 angehoben. Die obere innere Wand 31 hat, wie vorstehend beschrieben wurde, den Krümmungsradius, der größer ist als derjenige der unteren inneren Wand 32 oder eine flache Oberfläche. Speziell in dem Fall der flachen Oberfläche wird die nach unten gerichtete Kraft, die einige der Kugeln 21, die nach oben verschoben sind, nach unten stößt, und die nach oben gerichtete Kraft, die die übrigen nach unten verschobenen nach oben stößt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 diskutiert wurde, viel kleiner als diejenigen, die in den jeweiligen obigen Ausführungsbeispielen erzeugt werden. Speziell wenn die Kugeln 21 die obere innere Wand 31 erreichen, nimmt die nach oben gerichtete Kraft auf ungefähr Null ab, während das meiste der nach unten gerichteten Kraft durch die Gravitationskraft geschaffen wird. Die nach oben und nach unten gerichteten Kräfte werden deshalb kleiner als die horizontale Komponente Fh der Zentrifugalkraft Fr, die horizontal auf die Kugeln 21 wirkt, um die Kugeln 21 in die gestapelte Anordnung zu bringen, wodurch bewirkt wird, daß die Kugeln 21 schnell zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 gedrängt werden. Dies resultiert in einer Abnahme des übriggebliebenen Ungleichgewichts, nachdem die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl überstiegen hat. In operation, when the rotor 8 spins at a speed higher than the resonance speed, the balls 21 are raised to the upper inner wall 31 as shown in FIG. 10. As described above, the upper inner wall 31 has the radius of curvature greater than that of the lower inner wall 32 or a flat surface. Specifically, in the case of the flat surface, the downward force pushing some of the balls 21 that are shifted upward and the upward force that pushing the remaining downward shifted upward, as with reference was discussed at Fig. 5, much smaller than those produced in the above embodiments. Especially when the balls 21 reach the upper inner wall 31 , the upward force decreases to approximately zero, while most of the downward force is created by the gravitational force. The upward and downward forces therefore become smaller than the horizontal component Fh of the centrifugal force Fr acting horizontally on the balls 21 to bring the balls 21 into the stacked arrangement, thereby causing the balls 21 to quickly face each other Side of the unbalanced mass 15 are pushed. This results in a decrease in the remaining imbalance after the rotor speed has exceeded the resonance speed.

Die Fig. 11 bis 13 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel der Kugelausgleichsvorrichtung, die eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispieles ist, die in Fig. 8 gezeigt ist. Die Fig. 11 zeigt die Kugelausgleichsvorrichtung 200, wenn sie mit einer niedrigen Drehzahl, die niedriger oder gleich der Resonanzdrehzahl ist, dreht. Figs. 11 to 13 show the fourth embodiment of the ball balancer, which is a modification of the second embodiment shown in Fig. 8. Fig. 11 shows the ball balancer 200, when it is at a low speed which is lower or equal to the resonance rotational speed, rotates.

Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 42, der eine flache innere Seitenwand 52 hat, die sich parallel zur Drehachse (das heißt des Rotors 11 in Fig. 1) der Kugelausgleichsvorrichtung 200 erstreckt. Die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b sind abwechselnd angeordnet und belegen im wesentlichen die gesamte Länge des ringförmigen Bodens 24. Der ringförmige Boden 24 hat die Breite, die es den Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a gestattet, in Kontakt mit dem ringförmigen Boden 24 angeordnet zu werden. Die Höhe h der inneren Seitenwand 52 ist kleiner als die Summe der Durchmesser einer jeden Kugel mit großem Durchmesser 21a und einer jeden Kugel mit dem kleinen Durchmesser 21b und gestattet es den Kugeln 21a und 21b, während einer Rotation der Kugelausgleichsvorrichtung 200 mit hoher Drehzahl in einer Reihe in der gestapelten Art angeordnet zu werden, verhindert jedoch, daß eine der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a ihre Position zur angrenzenden einen der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b verändert.The balancer body 20 includes a cylindrical portion 42 that has a flat inner side wall 52 that extends parallel to the axis of rotation (i.e., the rotor 11 in FIG. 1) of the ball balancer 200 . The balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b are arranged alternately and occupy essentially the entire length of the annular bottom 24 . The annular bottom 24 has the width that allows the balls with the large diameter 21 a to be arranged in contact with the annular bottom 24 . The height h of the inner side wall 52 is smaller than the sum of the diameter of each large diameter ball 21 a and each small diameter ball 21 b and allows the balls 21 a and 21 b, during a rotation of the ball balancer 200 with High speed in a row in the stacked manner, however, prevents one of the balls with the large diameter 21 a changes its position to the adjacent one of the balls with the small diameter 21 b.

Die resultierende Kraft Ft der Gravitationskraft Fg und der Zentrifugalkraft Fr wirkt, wie klar in der Fig. 11 gezeigt ist, diagonal nach unten auf den zylindrischen Abschnitt 42. Wenn keine unausgeglichene Masse da ist, belegen somit die Kugeln 21a und 21b die gesamte Länge des ringförmigen Bodens 24, ohne daß sie auf eine Seite des zylindrischen Abschnitts 42 gedrängt werden, sogar wenn der Rotor 8 mit einer Drehzahl schleudert, die höher als die Resonanzdrehzahl ist.The resulting force Ft, the gravitational force Fg, and the centrifugal force Fr, as clearly shown in FIG. 11, act diagonally downward on the cylindrical portion 42 . If there is no unbalanced mass, the balls 21 a and 21 b thus occupy the entire length of the annular bottom 24 without being pushed onto one side of the cylindrical section 42 , even if the rotor 8 is thrown at a speed which is higher than is the resonance speed.

Fig. 12 ist eine Abwicklung, wie sie von der Mitte des zylindrischen Abschnitts 42 in eine Richtung entgegengesetzt zu einer unausgeglichenen Masse des Rotors 8 gesehen wird, die das Innere der Kugelausgleichsvorrichtung 200 zeigt, wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl übersteigt. Fig. 12 is viewed in an unbalanced mass of the rotor 8, a processing, as opposed to from the center of the cylindrical portion 42 in a direction which shows the interior of the ball balancer 200 when the rotor speed exceeds the resonance rotational speed.

Die Kugeln 21a und 21b werden durch die horizontalen Komponenten Fh der Zentrifugalkräfte Fr in eine enge Anordnung gedrängt, wobei sie Reaktionskräfte Fp entwickeln, die von jeder der benachbarten einen der Kugeln 21a und 21b ausgeübt wird. Die Reaktionskräfte Fp, wie vorstehend beschrieben, erzeugen jeweils die nach oben und nach unten gerichteten Komponenten Fu und Fd. Die nach oben gerichteten Komponenten Fu stoßen die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a nach oben, während die nach unten gerichteten Komponenten Fd die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b nach unten stoßen. Jede der Komponenten Fu und Fd wird in einem Verhältnis zur Zentrifugalkraft Fr, einer Verschiebung zwischen dem Mittelpunkt P1 des zylindrischen Abschnitts 42 und des Drehmittelpunkts P2, die durch die Anwesenheit der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 hervorgerufen wird, und einem Höhenunterschied zwischen der Mitte der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und der Mitte der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b, mit anderen Worten einer Durchmesserdifferenz zwischen den Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und den Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b, bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel sind der innere Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 42 und die Durchmesserdifferenz zwischen den Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und den Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b so bestimmt, daß die Rotordrehzahl, bei der die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a durch die Zentrifugalkraft, die auf die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b wirkt, angehoben werden, größer ist, als die Resonanzdrehzahl, bei der die Oszillation des Rotors 8 stark ansteigt.The balls 21 a and 21 b are pushed into a close arrangement by the horizontal components Fh of the centrifugal forces Fr, thereby developing reaction forces Fp which are exerted by each of the adjacent one of the balls 21 a and 21 b. The reaction forces Fp, as described above, generate the upward and downward components Fu and Fd, respectively. The upward components Fu push the balls with the large diameter 21a upwards, while the downward components Fd push the balls with them push the small diameter 21 b down. Each of the components Fu and Fd is in relation to the centrifugal force Fr, a displacement between the center P1 of the cylindrical portion 42 and the center of rotation P2 caused by the presence of the unbalanced mass of the rotor 8 , and a height difference between the center of the balls with the large diameter 21 a and the center of the balls with the small diameter 21 b, in other words, a diameter difference between the balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b, determined. In this embodiment, the inner diameter of the cylindrical portion 42 and the diameter difference between the balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b are determined so that the rotor speed at which the balls with the large diameter 21 a by the centrifugal force, which acts on the balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b, is increased, is greater than the resonance speed at which the oscillation of the rotor 8 increases sharply.

Fig. 13 zeigt das Innere der Kugelausgleichsvorrichtung 200, wenn der Rotor 8 mit einer Drehzahl schleudert, die höher als die Resonanzdrehzahl ist. Nachdem der Rotor die Resonanzdrehzahl überstiegen hat, werden die Kugeln 21a und 21b von dem ringförmigen Boden 24 weg angehoben und anschließend auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 in einer gestapelten Anordnung gesammelt, wie in der Zeichnung gezeigt ist, wobei die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a durch die nach oben gerichteten Komponenten Fu der Reaktionskräfte Fp, die von einer jeden benachbarten der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b ausgeübt werden, auf die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b gelegt werden. Jede der nach oben gerichteten Komponenten Fu ist proportional zum Quadrat der Drehzahl des Rotors 8, aber die nach unten gerichtete Kraft, die die nach oben verschobenen Kugeln 21a nach unten stößt, ist in diesem Ausführungsbeispiel nur durch die Gravitationskraft geschaffen, die ein konstanter Wert ist. Wenn die Rotordrehzahl die Resonanzdrehzahl übersteigt, werden deshalb die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a schnell nach oben bewegt und alle die Kugeln 21a und 21b werden in einer gestapelten Anordnung auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 gesammelt. Fig. 13 shows the interior of the ball balancer 200, when the rotor 8 spun at a speed which is higher than the resonance rotational speed. After the rotor has exceeded the resonance speed, the balls 21 a and 21 b are lifted away from the annular bottom 24 and then collected on the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 in a stacked arrangement, as shown in the drawing, the Balls with the large diameter 21 a by the upward components Fu of the reaction forces Fp, which are exerted by each neighboring one of the balls with the small diameter 21 b, are placed on the balls with the small diameter 21 b. Each of the upwardly directed component Fu is proportional, but the created to the square of the rotational speed of the rotor 8 downwardly directed force which is a pushes upward shifted balls 21 downward in this embodiment, only by gravitational force, a constant value is. If the rotor speed exceeds the resonance speed, the balls with the large diameter 21 a are quickly moved upward and all the balls 21 a and 21 b are collected in a stacked arrangement on the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 .

Dieses Ausführungsbeispiel gestattet es dem zylindrischen Abschnitt 42, in der Höhe verringert zu sein, im Vergleich zu den obigen Ausführungsbeispielen, was in einer verminderten Größe der Kugelausgleichsvorrichtung 200 resultiert.This embodiment allows the cylindrical portion 42 to be reduced in height compared to the above embodiments, which results in a reduced size of the ball balancer 200 .

Die Fig. 14 bis 16 zeigen das fünfte Ausführungsbeispiel der Kugelausgleichsvorrichtung 200, die eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels ist, das in den Fig. 11 bis 13 gezeigt war. Fig. 14 zeigt die Kugelausgleichsvorrichtung 200, wenn sie sich mit einer Drehzahl dreht, die niedriger als die Resonanzdrehzahl ist. Figs. 14 to 16 show the fifth embodiment of the ball balancer 200 which is a modification of the fourth embodiment, shown in FIGS. 11 was shown to 13. Fig. 14 shows the ball balancer 200 when it rotates at a speed which is lower than the resonant speed.

Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 42, der eine obere Innenwand 33 und eine untere Innenwand 34 hat. Die obere Innenwand 33 hat eine flache Oberfläche, die sich parallel zur Drehachse (das heißt der Welle 11 in Fig. 1) der Kugelausgleichsvorrichtung 200 erstreckt. Die untere Innenwand 34 hat eine flache Oberfläche, die mit einem gegebenen Winkel relativ zur oberen inneren Wand 33 so geneigt ist, daß sie einen geringsten Durchmesser an ihrem unteren Ende davon hat, an dem sie den ringförmigen Boden 24 fortführt. Die Höhe h1 der oberen Innenwand 33 ist annähernd 1,5 mal der Durchmesser der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a, was es den Kugeln 21a und 21b gestattet, während einer Drehung des Rotors 8 mit hoher Drehzahl in der gestapelten Art angeordnet zu sein. Die Höhe h2 der unteren Innenwand 34 ist größer als der Radius der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a. Der ringförmige Boden 24 hat die Breite, die es nur einer der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a gestattet, auf dem ringförmigen Boden 24 in einer Breitenrichtung angeordnet zu sein. Die Kugeln mit dem großen Durchmesser und dem kleinen Durchmesser 21a und 21b sind abwechselnd angeordnet und belegen im wesentlichen die gesamte Länge des ringförmigen Bodens 24. Andere Anordnungen sind identisch zu denjenigen des vierten Ausführungsbeispiels und eine detaillierte Beschreibung davon wird hier weggelassen.The balancer body 20 includes a cylindrical portion 42 that has an upper inner wall 33 and a lower inner wall 34 . The upper inner wall 33 has a flat surface that extends parallel to the axis of rotation (that is, the shaft 11 in FIG. 1) of the ball balancer 200 . The lower inner wall 34 has a flat surface that is inclined at a given angle relative to the upper inner wall 33 so that it has a smallest diameter at its lower end thereof where it continues the annular bottom 24 . The height h1 of the upper inner wall 33 is approximately 1.5 times the diameter of the balls with the large diameter 21a, making it the balls 21 a and b during rotation of the rotor 8 at a high speed in the stacked type disposed allowed 21 be. The height h2 of the lower inner wall 34 is greater than the radius of the balls with the large diameter 21 a. The annular bottom 24 has the width that only one of the balls with the large diameter 21 a allows to be arranged on the annular bottom 24 in a width direction. The balls with the large diameter and the small diameter 21 a and 21 b are arranged alternately and occupy essentially the entire length of the annular bottom 24 . Other arrangements are identical to those of the fourth embodiment, and a detailed description thereof is omitted here.

Fig. 15 ist eine Abwicklung, wie sie von der Mitte des zylindrischen Abschnitts 42 in eine einer unausgeglichenen Masse des Rotors 8 entgegengesetzten Richtung gesehen wird, die die Kugeln mit den großen und den kleinen Durchmessern 21a und 21b zeigt, unmittelbar nachdem sie die geneigte untere Innenwand 34 aufgestiegen sind, wenn der Rotor 8 mit einer Drehzahl schleudert, die höher als die Resonanzdrehzahl ist. Nach dem Aufsteigen auf ein unteres Ende der oberen Innenwand 33 werden die Kugeln 21a und 21b entlang der Grenze der oberen und unteren Innenwände 33 und 34 zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 bewegt und durch die horizontalen Komponenten Fh der Zentrifugalkräfte Fr, die während der Drehung auf die Kugeln 21a und 21b wirken, nahe aneinander gesammelt. Fig. 15 is a development as seen from the center of the cylindrical portion 42 in an opposite direction to an unbalanced mass of the rotor 8 , which shows the balls with the large and small diameters 21 a and 21 b, immediately after the inclined lower inner wall 34 have risen when the rotor 8 spins at a speed which is higher than the resonance speed. After rising to a lower end of the upper inner wall 33 , the balls 21 a and 21 b are moved along the boundary of the upper and lower inner walls 33 and 34 to the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 and by the horizontal components Fh of the centrifugal forces Fr, that act on the balls 21 a and 21 b during the rotation, collected close to each other.

Fig. 16 zeigt die Kugeln 21a und 21b, die auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 während der Drehung des Rotors 8 mit einer Drehzahl, die höher als die Resonanzdrehzahl ist, gesammelt sind. Infolge des Aufsteigens zur oberen Innenwand 33 während der Drehung des Rotors 8 mit einer Drehzahl, die höher als die Resonanzdrehzahl ist, werden die Kugeln 21a und 21b zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 gedrängt und nach oben und nach unten in einer gestapelten Art verschoben, wobei die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a durch die nach oben und nach unten gerichteten Komponenten Fu und Fd der Reaktionskräfte Fp, die jeweils von jeder angrenzenden der Kugeln 21a und 21b ausgeübt werden, auf die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b gehoben. Die nach unten gerichtete Kraft, die die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a nach unten drängt, nachdem sie zur oberen Innenwand 33 angehoben wurden, wird nur durch die Gravitationskraft geschaffen. Infolge des Erreichens der oberen Innenwand 33 werden deshalb die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a angehoben, so daß die Kugeln mit großem und kleinen Durchmesser 21a und 21b in einer gestapelten Anordnung in einem engeren Winkelbereich des Inneren des Ausgleichsvorrichtungskörpers 20 gesammelt werden. Im speziellen ist das Gesamtgewicht der Kugeln mit dem großen und dem kleinen Durchmesser 21a und 21b in dem engeren Winkelbereich gegenüber zu der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 konzentriert, um die unausgeglichene Masse des Rotors 8 auszugleichen, woraus eine große Reduzierung der Oszillation des Rotors 8 resultiert. Fig. 16 shows the balls 21 a and 21 b, which are collected on the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 during the rotation of the rotor 8 at a speed which is higher than the resonance speed. As a result of the ascent to the upper inner wall 33 during the rotation of the rotor 8 at a speed that is higher than the resonance speed, the balls 21 a and 21 b are pushed to the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 and up and down in one stacked type shifted, the balls with the large diameter 21 a by the upward and downward components Fu and Fd of the reaction forces Fp, which are exerted by each adjacent one of the balls 21 a and 21 b, on the balls with the small Diameter 21 b raised. The downward force, which pushes the balls with the large diameter 21 a down after they have been raised to the upper inner wall 33 , is created only by the gravitational force. As a result of reaching the upper inner wall 33 , the balls with the large diameter 21 a are raised so that the balls with large and small diameters 21 a and 21 b are collected in a stacked arrangement in a narrower angular range of the interior of the compensator body 20 . In particular, the total weight of the balls with the large and small diameters 21 a and 21 b is concentrated in the narrower angular range relative to the unbalanced mass of the rotor 8 in order to compensate for the unbalanced mass of the rotor 8 , resulting in a large reduction in the oscillation of the rotor 8 results.

Fig. 17 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der Kugelausgleichsvorrichtung 200 der Erfindung. Fig. 17 shows the sixth embodiment of the ball balancer 200 of the invention.

Die Kugeln 21 haben denselben Durchmesser. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 20 umfaßt den zylindrischen Abschnitt 42, der obere und untere Innewände 33 und 35 besitzt. Die obere Innenwand 33 erstreckt sich parallel zu einer Drehachse der Kugelausgleichsvorrichtung 200 (das heißt der Welle 11 in Fig. 1), das heißt, sie hat denselben Durchmesser entlang ihrer gesamte Höhe. Die untere Innenwand 35 hat eine flache Oberfläche, die in einem Winkel relativ zur Drehachse der Kugelausgleichsvorrichtung 200 geneigt ist, um an ihrem unteren Ende den kleinsten Durchmesser zu haben, an dem sie den ringförmigen Boden 24 fortführt. Die untere Innenwand 35 verbindet die obere Innenwand 33 durch eine Stufe oder einen Schulterabschnitt. Der Schulterabschnitt erstreckt sich entlang des gesamten Innenumfangs des zylindrischen Abschnitts 42 und steht in einer Breitenrichtung von einem unteren Ende der oberen Innenwand 33 zu einem oberen Ende der unteren Innenwand 35 nach innen vor. Der Schulterabschnitt hat, wie klar in der Zeichnung gezeigt ist, eine Vielzahl an Vorsprüngen 36a und Ausnehmungen 36b, die abwechselnd über den gesamten Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 42 ausgebildet sind. Die Längen der Vorsprünge 36a und der Ausnehmungen 36b in einer Umfangsrichtung des Schulterabschnitts 37 unterscheiden sich von dem Durchmesser der Kugeln 21. Wenn die Rotordrehzahl beispielsweise die Drehzahl n2 in Fig. 7 übersteigt, wodurch bewirkt wird, daß die Kugeln 21 weg von dem ringförmigen Boden 24 angehoben werden, laufen die Kugeln 21 auf dem Schulterabschnitt zwischen den oberen und unteren Innenwänden 33 und 35, so daß einige der Kugeln 21 auf den Vorsprüngen 36a durch die nach oben gerichteten Komponenten Fu der Reaktionskräfte, die von jeder der angrenzenden Kugeln 21 auf die Ausnehmung 36b ausgeübt werden, nach oben gedrängt werden. Dies bewirkt, daß die Kugeln 21a in einer gestapelten Art angeordnet werden und an der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 gesammelt werden.The balls 21 have the same diameter. The balancer body 20 includes the cylindrical portion 42 which has upper and lower inner walls 33 and 35 . The upper inner wall 33 extends parallel to an axis of rotation of the ball balancing device 200 (that is, the shaft 11 in FIG. 1), that is to say it has the same diameter along its entire height. The lower inner wall 35 has a flat surface which is inclined at an angle relative to the axis of rotation of the ball balancing device 200 in order to have the smallest diameter at its lower end on which it continues the annular base 24 . The lower inner wall 35 connects the upper inner wall 33 through a step or a shoulder portion. The shoulder portion extends along the entire inner circumference of the cylindrical portion 42 and protrudes inward in a width direction from a lower end of the upper inner wall 33 to an upper end of the lower inner wall 35 . The shoulder portion has, as is clearly shown in the drawing, a plurality of projections 36 a and recesses 36 b, which are alternately formed over the entire inner circumference of the cylindrical portion 42 . The lengths of the projections 36 a and the recesses 36 b in a circumferential direction of the shoulder portion 37 differ from the diameter of the balls 21 . For example, when the rotor speed exceeds the speed n2 in Fig. 7, causing the balls 21 to be lifted away from the annular bottom 24 , the balls 21 run on the shoulder portion between the upper and lower inner walls 33 and 35 , so that some the balls 21 on the projections 36 a are pushed upwards by the upward components Fu of the reaction forces exerted by each of the adjacent balls 21 on the recess 36 b. This causes the balls 21 a are arranged in a stacked manner are collected on the opposite side of the unbalanced mass of the rotor. 8

Fig. 18 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel der Kugelausgleichsvorrichtung 200, die eine Abwandlung der einen ist, die in Fig. 17 gezeigt ist, und sich davon nur dadurch unterscheidet, daß ein Schulterabschnitt 37, der eine flache obere Oberfläche hat, zwischen den oberen und unteren Innenwänden 33 und 35 ausgebildet ist. Andere Anordnungen sind identisch und deren detaillierte Erläuterung wird hier weggelassen. Fig. 18 shows the seventh embodiment of the ball balancer 200 , which is a modification of the one shown in Fig. 17 and differs only in that a shoulder portion 37 , which has a flat upper surface, between the upper and lower Inner walls 33 and 35 is formed. Other arrangements are identical and their detailed explanation is omitted here.

In diesem Ausführungsbeispiel werden die Kugeln 21 infolge des Aufsteigens zum Schulterabschnitt 37 aufgrund eines Unterschieds in der Rollreibung davon nach oben und nach unten verschoben und auf der gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse des Rotors 8 in einer gestapelten Anordnung gesammelt.In this embodiment, the balls 21 are shifted up and down due to the ascent to the shoulder portion 37 due to a difference in the rolling friction thereof, and collected on the opposite side of the unbalanced mass of the rotor 8 in a stacked arrangement.

Fig. 19 zeigt das achte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei irgendeine der Kugelausgleichsvorrichtungen 200 der obigen Ausführungsbeispiele mit der gezeigten Zentrifuge 100 verwendet wird.Is Fig. 19 shows the eighth embodiment of the invention, wherein any of the ball balancing devices 200 of the above embodiments with the centrifuge shown 100 is used.

Ein viskoelastisches Bauteil 40, wie ein Gummi, der eine Feder/Dämpfungsfunktion hat, ist zwischen dem Träger 4 und der Basis 2 angeordnet. Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 umfaßt einen Ausgleichsvorrichtungskörper 42, in dem die Kugeln 21 angeordnet sind. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 42 ist mit einer Drehwelle 41 verbunden, die eine relativ höhere Steifigkeit hat und mit dem Motor verbunden ist. Der Ausgleichsvorrichtungskörper 42 wird durch eine Ausgleichsabdeckung 46 abgedeckt. Flaschen 45, in die Mischungen, die getrennt werden sollen, hineingegeben werden, sind in einem Winkelrotor 43 angeordnet. Der Winkelrotor 43 ist mit einem konstanten Winkel zur Rotorwelle 41 mitumfaßt und auf der Rotorwelle 41 durch eine Mutter 44 befestigt. Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 ist, wie deutlich in der Zeichnung gezeigt ist, unterhalb des Winkelrotors 43 angeordnet, was es einem Bedienungspersonal der Zentrifuge 100 gestattet, den Winkelrotor 43 ohne Entfernen der Kugelausgleichsvorrichtung 200 auszutauschen.A viscoelastic component 40 , such as a rubber, which has a spring / damping function is arranged between the carrier 4 and the base 2 . The ball balancer 200 includes a balancer body 42 in which the balls 21 are arranged. The compensator body 42 is connected to a rotary shaft 41 , which has a relatively higher rigidity and is connected to the motor. The balancer body 42 is covered by a balancer cover 46 . Bottles 45 , into which mixtures to be separated are put, are arranged in an angular rotor 43 . The angular rotor 43 is included at a constant angle to the rotor shaft 41 and fastened on the rotor shaft 41 by a nut 44 . The ball balancing device 200 , as clearly shown in the drawing, is arranged below the angle rotor 43 , which allows an operator of the centrifuge 100 to replace the angle rotor 43 without removing the ball balancing device 200 .

Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 kann von jedem Typ der obigen Ausführungsbeispiele sein. Dieses Ausführungsbeispiel bietet dieselben Effekte wie diejenigen der obigen Ausführungsbeispiele. Ball balancer 200 may be any type of the above embodiments. This embodiment offers the same effects as those of the above embodiments.

Fig. 20 zeigt das neunte Ausführungsbeispiel der Zentrifuge 100 der Erfindung, das eine Abwandlung des achten Ausführungsbeispieles aus Fig. 19 ist. FIG. 20 shows the ninth exemplary embodiment of the centrifuge 100 of the invention, which is a modification of the eighth exemplary embodiment from FIG. 19.

Eine Rotorwelle 47 ist dünner als die Rotorwelle 41 in Fig. 19 und hat eine niedrigere Steifigkeit. Ein Kranz 48 ist auf einem oberen Ende der Rotorwelle 47 installiert. Ein Winkelrotor 49 ist drehbar durch den Kranz 48 gelagert und hat darin Kammern mit Öffnungen zum Hineinlegen und Herausnehmen der Flaschen 45 ausgebildet. Eine Rotorabdeckung 50 ist auf dem Winkelrotor 49 montiert, um die Öffnungen der Kammern zu verschließen. Die Rotorabdeckung 50 hat eine ringförmige Kammer 70 darin ausgebildet, koaxial zu einer Drehachse des Winkelrotors 49. Die ringförmige Kammer 70 wird durch eine Abdeckung 52 unter Verwendung einer Schraube 51 verschlossen und hat darin Kugeln 21 zur Bildung einer Kugelausgleichsvorrichtung 200. Die ringförmige Kammer 70 kann alternativ direkt in dem Winkelrotor 49 oberhalb des Kranzes 48 ausgebildet sein. Dies liegt darin, daß für den Fall, wo die Steifigkeit der Rotorwelle 47 gering ist, die Schwingung des Rotors 49 während einer Drehung mit hoher Drehzahl durch eine unausgeglichene Masse eines Rotationssystems, bestehend aus einem Abschnitt des Rotors 49 oberhalb des Kranzes 48, Mischungen, die in die Flaschen 45 gegeben wurden, die Flaschen 45 und der Rotorabdeckung 52, hervorgerufen wird.A rotor shaft 47 is thinner than the rotor shaft 41 in FIG. 19 and has a lower rigidity. A ring 48 is installed on an upper end of the rotor shaft 47 . An angular rotor 49 is rotatably supported by the collar 48 and has chambers therein with openings for inserting and removing the bottles 45 . A rotor cover 50 is mounted on the angle rotor 49 to close the openings of the chambers. The rotor cover 50 has an annular chamber 70 formed therein, coaxial with an axis of rotation of the angular rotor 49 . The annular chamber 70 is closed by a cover 52 using a screw 51 and has balls 21 therein to form a ball balancing device 200 . The annular chamber 70 can alternatively be formed directly in the angular rotor 49 above the ring 48 . This is because in the case where the rigidity of the rotor shaft 47 is low, the vibration of the rotor 49 during high speed rotation due to an unbalanced mass of a rotation system consisting of a portion of the rotor 49 above the ring 48 , mixtures, which were placed in the bottles 45 , the bottles 45 and the rotor cover 52 .

Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 und der Rotor 49 können von jeglichem Typ der obigen Ausführungsbeispiele sein.Ball balancer 200 and rotor 49 may be any type of the above embodiments.

Während die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um ein besseres Verständnis zu erleichtern, soll klargestellt sein, daß die Erfindung in verschiedenen Arten verkörpert werden kann, ohne das Erfindungsprinzip zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung so verstanden sein, daß sie alle möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen zu den gezeigten Ausführungsbeispielen umfaßt, die möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt wird.While the present invention is based on the preferred Embodiments have been disclosed to be a better one To facilitate understanding, it should be made clear that the Invention can be embodied in different ways without to leave the principle of invention. Therefore, the Invention should be understood to be all possible Embodiments and modifications to those shown Includes embodiments that are possible without the Leaving inventive ideas as shown in the attached Claims is set.

Eine Kugelausgleichsvorrichtung 200 zur Minimierung eines dynamischen Ungleichgewichts eines sich bewegenden Teils einer rotierenden Maschine wie einer Zentrifuge 100 ist vorgesehen. Die Kugelausgleichsvorrichtung 200 umfaßt ein Drehausgleichsvorrichtungsgehäuse 20, in dem Kugeln 21 angeordnet sind. Das Drehausgleichsvorrichtungsgehäuse 20 ist auf dem sich bewegenden Teil koaxial zu einer Drehachse davon montiert und hat darin eine innere Seitenwand 65 ausgebildet, die so gekrümmt ist, daß die Kugeln 21 durch die Zentrifugalkraft weg von dem Boden des Ausgleichsvorrichtungsgehäuses 20 entlang der inneren Seitenwand 65 angehoben werden und zur gegenüberliegenden Seite einer unausgeglichenen Masse 15 des sich bewegenden Teils hin gedrängt werden, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils eine Resonanzdrehzahl übersteigt, das heißt eine Drehzahl des sich bewegenden Teils, wenn sie mit einer natürlichen Frequenz des sich bewegenden Teils übereinstimmt, wodurch die unausgeglichene Masse 15 des sich bewegenden Teils ausgeglichen wird. In einer alternativen Form umfassen die Kugeln 21 eine erste Gruppe mit großem Durchmesser 21a und eine zweite Gruppe mit einem kleinen Durchmesser 21b. Die Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und die Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b sind abwechselnd angeordnet. Jede der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a wird durch die Reaktionskraft, die durch ein Verschieben der Mitte zwischen einer der Kugeln mit dem großen Durchmesser 21a und einer benachbarten der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b, die auf dem Boden des Ausgleichsvorrichtungsgehäuses 20 angeordnet sind und zur gegenüberliegenden Seite der unausgeglichenen Masse 15 des sich bewegenden Teils hin gedrängt werden, hervorgerufen wird, auf die benachbarte der Kugeln mit dem kleinen Durchmesser 21b gehoben, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Teils die Resonanzdrehzahl übersteigt.A ball balancer 200 to minimize dynamic imbalance of a moving part of a rotating machine such as a centrifuge 100 is provided. The ball balancer 200 includes a rotary balancer housing 20 in which balls 21 are arranged. The rotary balancer housing 20 is mounted on the moving part coaxially with an axis of rotation thereof and has an inner side wall 65 formed therein which is curved so that the balls 21 are lifted away from the bottom of the balancer housing 20 along the inner side wall 65 by the centrifugal force and urged to the opposite side of an unbalanced mass 15 of the moving part when the speed of the moving part exceeds a resonance speed, that is, a speed of the moving part when it matches a natural frequency of the moving part, thereby reducing the unbalanced mass 15 of the moving part is balanced. In an alternative form, the balls 21 comprise a first group with a large diameter 21 a and a second group with a small diameter 21 b. The balls with the large diameter 21 a and the balls with the small diameter 21 b are arranged alternately. Each of the balls with the large diameter 21 a is arranged by the reaction force by moving the center between one of the balls with the large diameter 21 a and an adjacent one of the balls with the small diameter 21 b, which on the bottom of the compensator housing 20 are and are pushed to the opposite side of the unbalanced mass 15 of the moving part, is brought to the neighboring of the small diameter balls 21 b when the speed of the moving part exceeds the resonance speed.

Claims

1. Ball balancing device ( 200 ) for controlling dynamic balancing of a moving part of a rotating machine, which has the following components:
a rotary balancer housing ( 20 ) mounted on an axis of rotation coaxial with an axis of rotation of the moving part of the rotating machine, the rotary balancer housing ( 20 ) comprising a cylindrical inner side wall ( 65 ) and a bottom ( 24 ) and having an annular raceway formed on the bottom along a circumference of the cylindrical inner side wall ( 65 );
Balls ( 21 ) arranged on the annular raceway of the rotary balancer housing ( 20 ) over a first angular range; and
a device for holding the balls, which are arranged on the annular track over the first angular range, in a low speed range of the moving part of the rotating machine, which is lower than or equal to a resonance speed, i.e. a speed of the moving part, if it coincides with a natural frequency of a rotating system comprising the ball balancer and the moving part, and which causes a vibration of the rotating system to increase when the speed of the moving part increases outside the range of the lower speed, the device the balls urge to the opposite side of an unbalanced mass ( 15 ) of the moving part that initiates vibration of the moving part within a second angular range that is less than the first angular range.

2. Ball balancing device according to claim 1, characterized characterized in that the first angular range essentially the entire length of the annular track is occupied.

3. Ball balancer according to claim 1, characterized in that the cylindrical inner side wall ( 65 ) comprises an upper portion ( 31 ) and a lower portion ( 32 ) forming the device, the lower portion ( 32 ) thus from the rotary balancer housing ( 20 ) is curved outward with a given radius of curvature such that an interval between the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ) and an inner surface of the lower portion ( 32 ) in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ) to the upper portion ( 31 ) increases and that an angle between a tangent line passing through a point on the inner surface of the lower portion ( 32 ) with which each of the balls ( 21 ) is in contact and a vertical line, it the balls ( 21 ) allowed from the annular raceway along the inner surface of the lower portion ( 32 ) by a Z entraining force to be lifted up away, which is generated when the speed of the moving part of the rotating machine exceeds the resonance speed.

4. Ball balancer according to claim 3, characterized in that the upper portion ( 31 ) of the cylindrical inner side wall ( 65 ) is curved with the same radius of curvature as that of the lower portion ( 32 ), and that an interval between the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20th ) and an inner surface of the upper section ( 31 ) decreases in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ) when leaving the lower section ( 32 ).

5. Ball balancing device according to claim 3, characterized in that the upper section ( 31 ) of the cylindrical inner side wall ( 65 ) is curved with a radius of curvature which is greater than that of the lower section ( 32 ).

6. Ball balancer according to claim 3, characterized in that the upper portion of the cylindrical inner side wall ( 65 ) has a flat inner surface which extends parallel to the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ).

7. Ball balancer according to claim 1, characterized in that the cylindrical inner side wall comprises an upper section, a lower section and a stepped section which form the device, the upper section having an inner surface which is parallel to the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ), the lower portion has an inner surface that is inclined at a given angle to the axis of rotation of the rotary balancer housing ( 20 ) to allow the balls ( 21 ) away from the annular raceway along the inner surface of the lower portion to raise a centrifugal force generated when the rotational speed of the moving part of the rotating machine exceeds the resonance rotational speed, the stepped portion extending between a lower periphery of the upper portion and an upper periphery of the lower portion and in a width direction protrudes inward from a lower end of the upper portion to an upper end of the lower portion.

8. Ball balancing device according to claim 7, characterized characterized in that the stepped portion protrusions and Has recesses formed on it, which alternately in one Longitudinal direction thereof are arranged.

9. Ball balancing device according to claim 3, characterized in that the balls comprise a first group of balls with a large diameter ( 21 a) and a second group of balls with a small diameter ( 21 b).

10. Ball balancing device according to claim 9, characterized in that the balls with the large diameter ( 21 a) and the balls with the small diameter ( 21 b) are arranged alternately.

11. Ball balancing device according to claim 1, characterized in that the balls ( 21 ) comprise a first group of balls with a large diameter ( 21 a) and a second group of balls with a small diameter ( 21 b), with a difference in diameter between the device with the large diameter balls and the small diameter balls.

12. Ball balancing device according to claim 11, characterized in that the balls with the large diameter ( 21 a) and the balls with the small diameter ( 21 b) are arranged alternately.

13. ball balancer according to claim 11, characterized in that the cylindrical inner side wall of the rotary compensating device housing (20) extending vertically parallel to the rotational axis of the rotary compensating device housing (20), and that an inner diameter of the cylindrical inner side wall and the difference in diameter between the balls with the large diameter ( 21 a) and the balls with the small diameter ( 21 b) is so determined that the balls with the large diameter ( 21 a) are lifted by a centrifugal force away from the annular raceway, which is on the balls with the large diameter ( 21 a) and the balls with the small diameter ( 21 b) acts when the speed of the moving part increases from the range of the lower speed.

14. A centrifuge ( 100 ), which has the following components:

(a) a rotary member; and
(b) a ball balancer ( 200 ) for controlling a dynamic balance of the rotary member, the ball balancer comprising:
(1) a rotary balancer housing ( 20 ) mounted on an axis of rotation coaxial with the axis of rotation of the rotary member, the rotary balancer housing ( 20 ) including a cylindrical inner side wall ( 65 ) and a bottom ( 24 ) and having an annular raceway formed on the floor along a circumference of the cylindrical inner side wall ( 65 )
(2) balls ( 21 ) arranged on the annular raceway of the rotary balancer housing ( 20 ) over a first angular range, and
(3) a device for holding the balls ( 21 ) disposed on the annular raceway above the first angular range within a lower speed range of the rotating member that is lower than or equal to a resonance speed, that is, a rotating speed of the rotating member when they coincides with a natural frequency of a rotation system comprising the ball balancer ( 200 ) and the rotating member, and which causes the rotation of the rotating system to increase as the speed of the rotating member increases out of the lower speed range, the device rotating the balls ( 21 ) to the opposite side of an unbalanced mass ( 15 ) of the rotary component, which initiates an oscillation of the rotary component, into a second angular range which is smaller than the first angular range.

15. A centrifuge ( 100 ) according to claim 14, characterized in that the rotary member comprises a rotor ( 8 ) which is rotatably supported by a shaft ( 7 ), further a motor ( 3 ) which the rotor ( 8 ) through the shaft ( 7 ) rotates; and that the ball balancing device ( 200 ) is mounted on the shaft ( 7 ) between the rotor ( 8 ) and the motor ( 3 ).

16. A centrifuge ( 100 ) according to claim 14, characterized in that the rotary member comprises a rotor ( 8 ) which is rotatably supported by a shaft ( 7 ), the rotor ( 8 ) comprising a rotor body and a cover ( 13 ) , the rotor body has a plurality of chambers ( 70 ) with openings therein for the insertion and removal of mixtures which are to be separated, the cover ( 13 ) is arranged on the rotor body to close the openings, further comprising a motor ( 3 ) which rotates the rotor ( 8 ) through the shaft ( 7 ) and that the ball balancing device ( 200 ) is mounted in the cover of the rotor ( 8 ).