DE102019006985A1

DE102019006985A1 - Rührantrieb

Info

Publication number: DE102019006985A1
Application number: DE102019006985.4A
Authority: DE
Inventors: Alfred Brühn
Original assignee: Sciknowtec GmbH
Current assignee: Sciknowtec GmbH
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Bei üblichen Antriebskonzepten von z.B. Magnetrührern, werden die zwischen Magnetpolen sich ausbildenden Kräfte genutzt, um Kraft und Drehmoment von Antriebsmagneten, die von einem primären Antrieb (z.B. Elektromotore) rotierend angetrieben werden, auf einen mit einem Magneten verbundenen (Rühr-)Körper zu übertragen, der in ein Gefäß gelegt, das im Gefäß befindliche Medium rührt. Dabei ruht das Gefäß während der Rührkörper rotiert; aus dieser Relativbewegung zwischen Gefäß und Rührkörper ergibt sich der Rühreffekt auf das Medium.In solchen Anordnungen wird die Kraftübertragung zwischen den Magneten durch nicht mehr weiter verkürzbare Abstände zwischen beteiligten Magnetpolen begrenzt. Die Notwendigkeit, Antriebsmagnete selbst in Rotation versetzen zu müssen, erfordert Raum und vergrößert den Abstand i.a. zusätzlich. Tauscht man aber unter Beibehaltung der Relativbewegung drehende und stehende Komponenten funktionell aus, d.h. das Gefäß wird in rotierende Bewegung versetzt, während der Rührkörper im Raum steht, dann können weitaus größere Rührkräfte zwischen Rührkörper und Gefäß bei einem zudem vereinfachten Aufbau erzeugt werden.Rühr-Antriebskonzept für z.B. in Matrixform angeordnete Mehrfach-Rührer, insbesondere für kleine, aber durchaus auch für große Misch- und Reaktionsgefäße mit einer besonders großen Kraftentwicklung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebskonzept um Substanzen (Medien) in Gefäßen zu rühren oder zu mischen.
Magnetisch gekoppelte Rühreinrichtungen sind im Stand der Technik in vielfältiger Form bekannt, u.a. die Magnetrührer, die als Laborgeräte auf dem Markt zu finden sind. Bei diesen Magnetrührern werden die Kräfte zwischen Magnetpolen genutzt, um Kraft und Drehmoment auf mit einem Magneten verbundene (Rühr-)Körper zu übertragen, die ein im Gefäß befindliches Medium rühren.
Um im Inneren des Gefäßes ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, werden bei Magnetrührern der Labortechnik motorangetriebene Antriebsmagnete oder Spulenantriebe (z.B. Elektromagnete) außerhalb des Gefäßes genutzt. Der Rührkörper wird in das auf einer Aufstellplatte aufgestelltes Gefäß gelegt, der von dem Magnetfeld angetrieben rotiert und dadurch das im Gefäß befindliche Medium rührt. Das Gefäß ruht dabei und der Rührkörper rotiert bzgl. der Arbeitsplatte; der Rühreffekt auf das Medium ergibt sich aus der Relativbewegung zwischen Gefäß und Rührkörper. Das Gefäß ruht bzgl. der Arbeitsplatte, auf der der Labor-Magnetrührer steht, bzw. des umgebenden Arbeitsraums.
Auf dem Stand der Technik werden als primäre Antriebe oftmals Elektromotoren eingesetzt; andere Antriebsformen (z.B. pneumatische oder hydraulische Motoren) sind möglich.
Magnetische Drehfelder können auch von Spulenanordnungen erzeugt werden, die geeignet angesteuert werden. Von der Spulenanordnung (eine Stator-Anordnung) wirkt auf den RührMagneten (als Rotor) eine antreibende Kraft. Die Stator-Anordnung bewegt sich bezüglich des Außenraumes bzw. einer Arbeitsplatte, auf der der Rührer steht, nicht. Aber auch hierbei liegt der mit einem Dauermagneten verbundene Rührkörper im Gefäß, rotiert vom Magnetfeld angetrieben im äußerlich ruhenden Gefäß und rührt dadurch das im Gefäß vorhandene Medium.
Die bei Magnetrührern der Labortechnik erzeugten magnetischen Drehfelder üben also eine Mitnahmekraft bzw. ein Drehmoment auf den in das Gefäß eingelegten, mit einem Magneten verbundenen Rührkörper aus, der in eine rotierende Bewegung versetzt wird und dadurch das Medium im Gefäß rührt. Bei gegebener Konstruktion des Rührkörpers muss eine definierte Mindestdrehkraft (genauer ein Mindestdrehmoment) sicherstellen, dass der Rührkörper im Medium mit der jeweils gewünschten Umdrehungszahl rotieren kann. Diese Kraft muss zu jedem Zeitpunkt ausreichen, um das in Drehrichtung vor dem Rührkörper liegende Medium nach vom zu schieben oder seitlich zu verdrängen, muss also gegen den (sich i.a. nichtlinear verhaltenden) Widerstand des Mediums arbeiten.
Die zur Relativbewegung (der Drehung) des Rührkörpers im Medium im Gefäß benötigte Kraft muss letztendlich durch das auf den Rührmagneten wirkende Magnetfeld, das von rotierenden (Antriebs-)Dauermagneten oder Elektromagneten erzeugt wird, aufgebracht werden. Ein Nachteil von Spulenanordnungen ist im gegebenen Rahmen allerdings, dass die mit Dauermagneten im Nahbereich erreichbaren Kraftwirkungen (bei einem vergleichbar kleinen Raumbedarf) von Spulen nur mit einem hohen technischen Aufwand und mit einem sehr hohen Energieaufwand erreicht werden können, so dass zumindest bezüglich der Kraftkopplung der Einsatz von starken Dauermagneten mit großer Feldstärke sowohl energetisch als auch konzeptionell eine an sich gute Lösung darstellt.
In diesem technischen Umfeld ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, um unter Nutzung einer magnetischen Kraftübertragung einen kraftvollen Antrieb für einen Rührvorgang über eine Gefäßwand hinweg bereitstellen zu können, wobei insbesondere die Bearbeitung kleiner Mengen und/oder mehrfach angeordnete kleinere Gefäße im Focus des Interesses steht.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Details des Anspruchs 1 gelöst.
Insbesondere dadurch, dass

- die Kraftübertragung zwischen starken Dauermagneten eingesetzt und genutzt wird,
- wobei sich aber von außen betrachtet
- ◯ weder die außerhalb des Gefäßes liegenden Dauermagnete
- ◯ noch die Rührmagnete bzw. die Rührkörper im Inneren des Gefäßes bewegen,
- sondern nur das Gefäß bzw. die z.B. matrixartig angeordneten Gefäße mit einem darin befindlichen Medium sich rotierend bewegen.

Mit dem im Folgenden genutzten Begriff „Probenröhrchen“ soll abgegrenzt werden, dass und wenn besonders kleine Gefäße und Mehrfachanordnungen im Fokus der Betrachtung gesehen werden sollen, was die Erfindung aber nicht darauf einschränken soll, die durchaus auch bei großen Probenbehältern (Reagenzgläser, Rotationskolben, Bechergläser, usw.) nutzbringend eingesetzt werden kann. Gefäß und Probenröhrchen sind für diese Beschreibung als Synonyme einzuordnen; der Begriff Gefäß gilt allgemeiner.
Bei Antriebskonzepten üblicher Magnetrührer werden die zwischen Magnetpolen bestehenden Kräfte genutzt, um Kraft und Drehmoment von Antriebsmagneten, die von einem primären Antrieb (z.B. ein Elektromotor) angetrieben werden, auf mit einem Magneten verbundenen (Rühr-)Körper zu übertragen, der in ein Gefäß gelegt, das im Gefäß befindliche Medium rührt. Das Gefäß ruht dabei und der Rührkörper rotiert bzgl. der Arbeitsplatte; der Rühreffekt auf das Medium ergibt sich aus der Relativbewegung zwischen Gefäß und Rührkörper.
Die Kraftübertragung zwischen den eingesetzten Magneten wird durch i.W. nicht verkürzbare Abstände zwischen den Magnetpolen begrenzt. Tauscht man aber unter Beibehaltung der Relativbewegung drehende und stehende Komponenten in ihrer Funktion aus (d.h. das Glas wird in rotierende Bewegung versetzt, während der Rührkörper steht) dann können große Rührkräfte zwischen Rührkörper und Gefäß bzw. Medium, bei zudem vereinfachten Aufbau vermittelt werden.
Die Erfindung behält also im Wesentlichen die beim Rührvorgang üblicherweise vorliegende Relativ-Rotationsbewegung zwischen Rührkörper und dem zu rührenden Medium bzw. zwischen dem ruhenden Gefäß und dem Rührkörper bei, vertauscht aber für den Rühreffekt die Rollen von Rührkörper und Gefäß: Bezüglich des umgebenden Raums ruht nicht mehr das Gefäß und der Rührkörper rotiert, sondern erfindungsgemäß steht jetzt der Rührkörper still und das Gefäß führt eine rotierende Bewegung aus.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus,

- dass für die hier in Frage stehenden Anordnungen mit Distanzen im Millimeterbereich sehr starke Kräfte zwischen Dauermagneten ausgebildet werden können,
- dass es im vorgesehenen Rahmen (mit den gegebenen Raumbereichen) i.W. nur auf die Relativbewegung des Rührkörpers zum zu rührenden Medium ankommt, um jeweils vergleichbare Rühr- und Mischwirkungen zu erzielen, und nebenbei auch,
- dass in Matrixanordnungen mit den i.a. runden Gefäßen in den Zwischenräumen zwischen diesen Gefäßen freier Raum bleibt, um dort noch etwas anzuordnen, z.B. Dauermagnete, was einfach ist, wenn diese nicht unbedingt rotieren müssen.

Der erste Punkt dieser Erkenntnisaufzählung ist ein wesentlicher Punkt: In erfindungsgemäßen Anordnungen können die eingesetzten Dauermagnete relativ eng beieinander (unbeweglich zueinander) liegen und können durch diese Nähe zueinander große Kräfte aufeinander ausüben bzw. sich mit großen Kräften aneinander festhalten, während der im Inneren des Gefäßes liegende Rührkörper gegenüber dem zu rührenden Medium sich genau so bewegt, als würde er (bei einem stillstehenden Gefäß) von außen zu einer Rotation angetrieben. Der sich aus der Relativbewegung zwischen Rührkörper und Medium ergebende Rührvorgang bleibt also i.W. erhalten.
Dass dieser Relativgedanke einer Austauschbarkeit der Bewegungstypen nicht in jedem Fall zutreffen bzw. befriedigen wird, andererseits Entwicklungspotential aufweist, ist dem Fachmann zugänglich. Wenn man nämlich bedenkt, dass bei einem Labor-Magnetrührer für niedrigvisköse Flüssigkeiten schon die geringe Adhäsionskraft des kleinen Rührfisches i.a. bereits ausreicht, um den erwünschten Rühreffekt zu erzielen, dann sollte - wenn man den reinen Rührvorgang isoliert betrachtet - die von einer viel größeren rotierenden Gefäßwand erzeugte Adhäsionskraft auf das Medium auf Grund der sehr viel größeren Oberfläche eine weitaus effektivere Rührwirkung erzielen können.
Im Rahmen dieser Erfindung erfolgt der Kraft- bzw. Energie- bzw. Leistungsfluss bis zur für den Rühr- bzw. Mischvorgang aufzubringenden Leistung in der folgenden Reihenfolge:

- Unter Nutzung einer primären Energieform werden mit einem primären Antrieb das/die Gefäß(e) in Rotation versetzt, während die zum Einsatz kommenden Dauermagnete in der gegebenen Anordnung fest angeordnet sind bzw. bzgl. des Raumes i.W. in einer Position verharren, wodurch der für den Antrieb eines Antriebsmagneten benötigte Aufwand entfällt.
- Das Gefäß nimmt das Medium durch Adhäsionskräfte zwischen Gefäßwand und Medium, evtl. unterstützt durch an der Gefäßwand vorgesehene Zusätze mit, wodurch also auch das Medium in rotierende Bewegung versetzt wird.
- Die Relativbewegung zwischen Medium und Rührkörper bewirkt den Rühreffekt.

Die Erfindung soll anhand der angefügten Abbildungen erläutert werden:

stellt zum Stand der Technik die üblichen Antriebsformen von Magnetrührern dar.
stellt dem auf dem Stand der Technik vorhandenen Rühr-Antriebs-Konzept (mit ruhendem Gefäß und rotierendem Rührkörper) das erfindungsgemäße Konzept eines Antriebs mit rotierendem Gefäß und ruhendem Rührkörper in einer Mehrfachanordnung mit einer einheitlichen Gefäßrotation vergleichend gegenüber.
zeigt einen Antrieb mit einer Zahnradkopplung zwischen je zwei benachbart liegenden Gefäßen bzw. Rührstellen in einer erfindungsgemäßen Mehrfachanordnung (mit gegensinnigen Gefäßrotationen).
zeigt ein erfindungsgemäßes Rührwerk mit sechs Probenröhrchen bzw. Rührpositionen, durch das auch größere Matrixanordnungen nachvollziehbar werden.
zeigt eine Ausführung für ein einzelnes Probenröhrchen mit einem Motor.
zeigt eine Ausführung mit einem 2-Ebenen-Antrieb und einer Kopplung durch ein Zwischenelement.
zeigt eine Ausführung mit 3 Probenröhrchen, mit direkter Zahnradkopplung und einem Motor.
stellt Möglichkeiten für die konstruktive Ausführung von Rührkörpern, insbesondere für größere Reaktions- und Rührgefäße dar.
stellt Modifikationsmöglichkeiten für erfindungsgemäße Anordnungen dar, was u.a. durch Variationen der Motorlage, durch die Anordnung und die Form der Magnete und die Feldführung möglich ist.
Mit sollen weitere Modifikationsmöglichkeiten aufgezeigt werden

zeigt zum Stand der Technik drei prinzipiell vorkommende Formen von Antrieben für Magnetrührer: Die Rotationsachsen (1) der (in den Teilabbildungen 1a-c gleich bezeichneten) Rührkörper (2) liegen alle vergleichbar vor; die Rührkörper (2) rotieren um die jeweilige Rotationsachse (1) in gleicher Richtung (3), die Magnetpole des Rührkörpers sind mit N (für Nordpol) und S (für Südpol) angegeben. Alle Magnete, die als Antrieb für diesen Rührmagnet zum Erzeugen eines Drehfeldes rotierend bewegt werden, werden als „Antriebsmagnete“ bezeichnet.
Bei reinen Spulenantrieben (Abb.la) wird durch eine geeignete Ansteuerung (5) von Spulen (4) ein rotationsveränderliches Magnetfeld erzeugt, in dem sich der Rührmagnet (2) ausrichtet und dem er folgen kann, wodurch das Medium gerührt wird. Der Rührkörper rotiert im stehenden Gefäß im zu rührenden Medium.
Bei üblichen Magnetrührern ( werden längliche Antriebsmagnete (7) verwendet, deren Magnetisierung dieser Länge nach erfolgt; die Magnetpole N bzw. S liegen an den Enden des in Längsrichtung orientierten Antriebsmagneten (7). Hier rotiert sowohl der Rührkörper im zu rührenden Medium im stehenden Gefäß, als auch der Antriebsmagnet außerhalb des Gefäßes, fast parallel liegend, beide in vergleichbarer Weise.
Als weiterer Magnetrührer-Antrieb wird mit ein Antrieb gezeigt, bei dem die AntriebsMagnete anders rotieren. Die Kopplung zwischen dem Rührkörper (Rührmagnet) und den die Rührbewegung antreibenden Antriebsmagneten ist auch hierbei die kraftaustauschende Interaktion zwischen starken Dauermagneten. Die Rotation der Antriebsmagnete erfolgt um Rotationsachsen, die i.W. nicht parallel zur Rotationsachse des Rührmagneten liegen bzw. nicht mit dieser übereinstimmen.
Bei allen diesen Magnetrührern des Stands der Technik der rotiert der Rührkörper (2) bzgl. des umgebenden Raums im (nicht dargestellten) ruhenden Gefäß.
zeigt für den folgenden Vergleich links nur schematisch die Komponenten eines Rühr-Antrieb auf dem Stand der Technik ( , deren Relativbewegungen den eigentlichen Rühreffekt bewirken. Rechts davon ( und in den folgenden Abbildungen) wird die erfindungsgemäße Antriebsform dargestellt.
Auf dem Stand der Technik ( wird von außen, wie beschrieben (nicht dargestellt), ein magnetisches Drehfeld erzeugt, um in einem Gefäß (20) einen Rührmagneten (Rührkörper) (21), der sich in diesem Drehfeld ausrichtet, in Rotation (22) zu versetzen. Der im Gefäß (20) rotierende Rührkörper (21) (23) rührt oder mischt ein Medium im Gefäß (20), was auf Grund der nur eingeschränkten Kraftentwicklung nur für niedrigvisköse Medien funktioniert. Dabei ruht das Gefäß (20) (z.B. ein Becherglas, ein Probenröhrchen, ein Erlenmeyerkolben, usw.) bzgl. des umgebenden Raumes, der Rührkörper (21) (23) rotiert innerhalb des Gefäßes (20), hier in .B. mit einer Drehbewegung nach links (22). Entscheidend für den Rühreffekt ist im Wesentlichen die Relativbewegung zwischen Rührkörper und Medium bzw. zwischen Medium und Gefäß bzw. zwischen Rührkörper und Gefäß (genau genommen sind alle drei Relativbewegungen zueinander über die jeweiligen Adhäsionskräfte wesentlich beteiligt).
Um die Effizienz des Rührens zu steigern, können Zusätze (23) sowohl am Rührkörper (21), als auch an der Innenwand des Gefäßes (nicht dargestellt) vorgesehen werden. Der Rührkörper kann zur Rühreffizienz-Steigerung besonders geformt sein oder Zusätze (23) aufweisen.
Vertauscht man ( die Reihenfolge der Kraft- bzw. Bewegungszuleitung, indem z.B. der Rührkörper (26) fixiert wird, der also seine Richtung bzgl. des umgebenden Raums beibehält, und versetzt jetzt das Gefäß (27) mit dem Medium in Rotation (30), dann führen das Gefäß (27) und der Rührkörper (26) mit Zusätzen (28) die gleiche Relativbewegung zueinander aus, wie zuvor in der Rührkörper (21) mit Zusätzen (23) im Gefäß (20).
Welche Rühr-Antriebsform ( oder die effektivere ist, ist u.a. davon abhängig, ob die Adhäsionskräfte des Mediums am Rührkörper oder die Adhäsionskräfte des Mediums an der Gefäßwand größer sind. Im allgemeinen ist letzteres der Fall; daher scheint es für den Rühreffekt effektiver zu sein, wenn das Gefäß in Rotation versetzt wird, weil die Gefäßwand i.a. die größere Fläche aufweisen wird und damit eine stärkere Mitnahmewirkung auf das Medium ausüben kann, als ein in das Gefäß eingelegter, i.a. kleiner Rührkörper.
Im Stand der Technik wird das üblicherweise nicht genutzt. Andererseits wird es bei üblichen Labor-Magnetrührern bei laborüblicher Handhabung u.U. auch keinen Sinn machen, ein auf die Aufstellplatte aufgestelltes größeres Gefäß in Rotation versetzen zu wollen, auch wenn das natürlich prinzipiell möglich ist. Im kleineren Rahmen aber, z.B. bei kleinen Probenröhrchen und insbesondere bei höher viskosen Medien ist das aber oftmals anders.
deutet an, dass und wie der Rührkörper bzw. der Rührmagnet (26) in einem Gefäß (27) mit sehr großer Kraft von außen durch dort angebrachte Magnete (24) (25) in einer Position gehalten werden kann, während das Gefäß (27) rotiert (30). Die Magnete (24) (26) und (25) können in dieser gezeigten Anordnung ( über die vorhandenen Zwischenräume bzw. Luftspalte (32) (31) sehr große Kraftwirkungen ausbilden, die bei dieser Anordnung wesentlich größer sein können, als bei der Anordnung der , wenn man den Aufwand und den Raumbedarf für einen rotierenden Antrieb in den Vergleich mit einbezieht. Selbst ein höher viskoses Medium im Gefäß (27) (29) kann mit dieser Anordnung gerührt und bei Zwischenräumen (31) (32) von z.B. 2mm und einem Einsatz von Neodym-Magneten sogar gemischt, vermengt und/oder (in Grenzen auch) geknetet werden.
zeigt zudem, dass und wie mehrere Rührstellen (29) nebeneinander angeordnet werden können. Hier wird angenommen, dass die Drehrichtungen (30) der parallel betriebenen Proben-Röhrchen und die Polreihenfolgen der Magnete gleich sind; eine u.U. bessere Konstruktion kann allerdings gegeben sein, wenn sich die N-S-N-S-Polreihung von Nachbar zu Nachbar unterscheidet, weil damit u.U. effektivere Magnetfeld-Führungen (enger geführte magnetische Kreise) erreicht werden können.
Auch die Drehrichtung von benachbart liegenden Rührstellen kann je nach Konstruktion sinnvoll gewechselt werden (z.B. durch direkte Zahnrad- oder Reibkopplungen zur Weitergabe des Drehmoments).
zeigt dazu zwei direkt gekoppelte Rühr-Nachbarstellen, bei denen zwei Proben-Röhrchen (dick schwarz hervorgehoben (39)) in geeigneten Aufnahmevorrichtungen durch eine Zahnradkopplung getriebemäßig verbunden sind. Bei einer solchen Kopplung haben die beiden kämmenden Zahnräder (33) (34) unterschiedliche Drehrichtungen (35) (36).
Die N-S-Polreihenfolgen der beiden Rührstellen unterscheiden sich. Während die N-S-Polreihung der linken Rührstelle von oben nach unten verläuft, verläuft sie in der rechten umgekehrt. Das hat den Vorteil, dass die beiden Zweige gemeinsam einen engeren magnetischen Kreis ausbilden können und wodurch zudem feldführende Maßnahmen (38) zur besseren Magnetfeldleitung möglich werden, was beides zur weiteren Verstärkung der Magnetfelder führen kann; Feldführungsmaßnahmen (38) (die z.B. hier oben für die Luftstrecke (37) fehlen) können den mit Luftwegen verbundenen hohen magnetischen Widerstand verkleinern. Die Kraft mit der die Rührkörper im Inneren der Röhrchen (Gefäße) im magnetischen Kreis in einer definierten Lage im Raum festgehalten werden, wird so noch einmal verstärkt.
stellt eine erfindungsgemäße Mehrfach-Antriebsanordnung in Form einer (hier nur 2x3, aber an sich beliebig groß auslegbaren) Matrix dar: Wie man erkennen kann, liegen wieder wechselnde N-S-Reihungen in den Spalten der Matrix von oben nach unten vor (jetzt aber nicht nur für die einzelne Rührstelle, sondern für eine gesamte Spalte in der Matrix). Während in der linken Spalte der Matrix die Magnete (50) (51) (52) (53) (54) von oben nach unten eine S-N-S-N-Polfolge aufweisen, liegt in der mittleren Spalte eine umgekehrte Reihung, also eine N-S-N-S-Reihenfolge vor. Die nächste Spalte (ganz rechts) hat die gleiche Reihung wie die linke. Es bilden sich hier zwei magnetische Kreise aus: Die ganz linke Spalte (Magnete (50) (51) (52) (53) (54)) bildet mit einer ersten Feldführung (40) (z.B. ein Ferrit) oben, der mittleren Spalte und weiter über eine zweite Feldführung (43) unten einen ersten magnetischen Kreis aus. Ebenso bildet die ganz rechte Spalte mit einer Feldführung (41) oben, der mittleren Spalte und weiter über die Feldführung (42) unten einen weiteren magnetischen Kreis aus. Die Feldführungen verkleinern die vorhandenen Luftstrecken für die sonst dort laufenden Feldlinien (46) (47) (43) (42), machen aber i.a. in den mittleren Bereichen der Matrix, z.B. zwischen den Magnet (52) (49) der Matrix hier i.a. keinen Sinn. (Bei anderer Magnetanordnung kann das u.U. anders sein)
Die in den Röhrchen liegenden Rührmagnete, z.B. (51) (53), werden durch das Magnetfeld mit großer Kraft in der dargestellten Position festgehalten. Die rotierend angetriebenen Röhrchen transportieren das in den Röhrchen befindliche Medium unter Wirkung von Adhäsionskräften gegen den Rührkörper an, der damit das Medium rührt oder mischt oder knetet.
Stellt man sich hier wieder, wie zur beschrieben, eine zwischen den Röhrchen bestehende Zahnrad-Getriebeanordnung vor, die alle Röhrchen untereinander verbindet, dann haben jeweils benachbarte Rührstellen unterschiedliche Rotationsrichtungen. Das ist einfach nachzuvollziehen und soll daher nicht weiter ausgeführt werden. Werden aber gleiche Drehrichtungen gefordert, dann sind zusätzliche Zwischenelemente (Zahn- oder Reibräder) vorzusehen oder andere Antriebskopplungen (Ketten, Zahnriemen, usw.) nötig
zeigt als Beispiel eine Ausführung mit einem Probenröhrchen und einem Motor, so dass die Rührfunktion an einem einzelnen Element (Rührelement oder einzelnes Probenröhrchen) isoliert genauer betrachtet werden kann. In sind oben in einer Aufsicht die Teile der Anordnung zu sehen, die etwa auf Höhe der gekennzeichneten Ebene (78) vorliegt und die den bisherigen Darstellungen i.W. entspricht. Zu erkennen sind die beiden unbeweglich seitlich angeordneten Dauermagnete (55) (56) und der im Inneren des Gefäßes liegende Rührmagnet (57). Das runde Gefäß (z.B. ein Probenröhrchen) mit der Gefäßwand (59) rotiert z.B. rechts herum (61), weil es z.B. fest in einem Führungsrohr (58) eingepresst worden ist (Reibkopplung) oder durch eine entsprechende Formgebung an der Probenaufnahme und dem Probenröhrchen gehalten wird (formschlüssige Kopplung). Zu sehen ist in dieser Schnittebene (oben), dass die Gefäßwand (59) im Inneren des Aufnahmerohres (58) steckt.
Der Abstand (60) zwischen den Magnetpolen ist zur besseren Darstellung der Funktionalitäten nicht proportional dargestellt: Zum Beispiel kann der Abstand von der vorderen Nordpolfläche des linken Seitenmagnet (55) zur vorderen Südpolfläche des rechten Seitenmagnet (56) 17mm betragen. In diesem Abstand kann dazwischen ein typisches Probenröhrchen (59) mit einem Innendurchmesser von z.B. 15mm liegen und dieses einen Rührmagneten mit z.B. 13 mm aufnehmen.
Der innenliegende Magnet (57) wird sich (wenn keine Führung vorgesehen ist) auf der einen Seite komplett an die Innenwand des Probenröhrchen anlegen und dadurch mit diesem einen Pol nur einen Abstand von 1mm (Dicke der Gefäßwand) zum jeweiligen Außenmagnet einnehmen, der Abstand auf der anderen Seite würde dann 3mm betragen. Alternativ könnte der Innenmagnet aber auch mittels einer Führung (Achse mit Abstandhalter) mittig gehalten werden und würde dann auf beiden Seiten einen Abstand (60) von 2mm einhalten. Bei Nutzung von modernen Neodym- Magneten kann in diesen Abständen und Dimensionen die Kraft, mit der der Innenmagnet (57) im Röhrchen in der dargestellten Ausrichtung gehalten wird, ausreichen, um ein im inneren des Probengefäßes liegendes, auch hochvisköses Medium zu rühren.
Gleiches kann mit jedem Proben- bzw. Reaktions-Röhrchen-Durchmesser erreicht werden und bei geeigneter Auslegung auch in größeren Gefäßen genutzt werden.
unten stellt dieses Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht dar. Ein z.B. in einem Gehäuse (75) liegender Motor (74) stellt den primären Antrieb und mit seinem Gewicht evtl. auch eine stabile Gerätebasis dar. Das vom Motor (74) über eine Welle (76) weitergegebene Drehmoment treibt z.B. unter Nutzung eines aufsteckbaren bzw. austauschbaren Zwischenstücks (79) über eine Kupplung (77) eine rohrförmige Probenaufnahme (69) und/oder ein damit verkoppeltes Antriebs-Zahnrad (72)an, mit der andere gleichartige Elemente (z.B. in Form einer Matrix) verbunden und gekoppelt werden könnten. (Bei einer Verkopplung mit anderen gleichartigen Elementen über dieses Zahnrad (72) müsste allerdings die hier vorgesehene Schutzumhüllung (69) entfallen bzw. anders ausgestaltet werden).
Die Rührelementbasis (75) und das aufsetzbare Zwischenstück (79) können von quadratischer oder runder Form sein; einzelne Rührstellen können auf diese Weise auch zusammengelegt oder zusammengesteckt werden. Das aufsetzbare Zwischenstück (79) mit Probenröhrchen kann selbst als Einheit für eine matrixförmige Aufnahmevorrichtung steckbar vorgesehen sein oder kann in eine übergeordnet zu sehende Aufnahmevorrichtung eingesetzt werden.
Die Motoreinheit (75), die aufsteckbare Kupplungseinheit (79), das Antriebs-Kopplungsrad (72) und die rotierend angetriebene, rohrförmige Probenröhrchenaufnahme (71) bilden zusammen mit der Außenhülle (69) und mit den mit dieser Außenhülle (69) fest verbundenen Seitenmagneten (65) (in der oberen Aufsicht die Magnete (55) und (56)) z.B. eine praktisch im Labor eingesetzte Geräte-Einheit, so wie der Nutzer sie in einem Labor vorfinden kann. Vom Motor angetrieben wird die rohrförmige Probenröhrchen-Aufnahmevorrichtung (71) genutzt, evtl. noch schützend ummantelt von einem Gehäuse (69).
Der Nutzer verwendet ein normales Reaktionsgefäß oder Probenröhrchen (62) (67), das evtl. einen Verschluss (63) aufweist, legt zum Probeninhalt in das Probenröhrchen (62) (67) einen Magneten (66), der sich evtl. an einem längenmäßig angepassten Stab (73) mit zusätzlichen Rührelementen (68) befindet, verschließt das Probenröhrchen und drückt das so präparierte Probenröhrchen (62) (67) in die rohrförmige Probenröhrchen-Aufnahme (71) hinein. Auf Grund des Aufbaus, wird eine reib- oder formschlüssige Verbindung (70) zwischen Probenröhrchen (62) (67) und der rohrförmigen Probenröhrchen-Aufnahme (71) hergestellt.
Geeignete Auslegungen der Randstruktur (70) an der rohrförmigen Probenröhrchenaufnahme (71) und an den Probenröhrchen können solche formschlüssige Verbindungen ermöglichen und für Rühr-, Misch- bzw. Knetvorgänge größere Kräfte bereitstellen.
Alternativ können die Haltemagnete (55) (56) (65) auch in einer getrennten Einheit, z.B. an einer größeren Mehrstellen-Matrixhalterung angebracht sein. Das kann sinnvoll sein, um vorhandene Komponenten reinigen oder sterilisieren zu können.
Der Motor (74) als primärer Antrieb treibt das mit der rohrförmigen Probenröhrchen-Aufnahme (71) verbundene Probenröhrchen (62) (67) zu einer Drehbewegung an. Das Probenröhrchen (62) (67) dreht sich bezüglich der feststehenden Magnete (65), die den innenliegenden Rührmagneten (66) in der dargestellten Position festhalten. Der Rühreffekt wird hier also ebenfalls (wie bei den Konstruktionen des Stands der Technik) durch eine Dreh-Relativbewegung von Magnetrührern zwischen Gefäß und Rührkörper hergestellt, nur sind die Rollen des Antriebs und der still stehenden Teilen der Anordnung jetzt ausgetauscht.
Es kann sinnvoll sein, in den Probengefäßen selbst zusätzlich Hilfsmittel (80) (z.B. Rillen, Noppen, Ansätze, Spiralen, Strömungshemmer bzw. -mitnehmer, usw.) vorzusehen, um durch Mitnahmeeffekte, die die Adhäsionskräfte des Mediums an der Wand verstärken, den Rühreffekt verstärken zu können.
zeigt ein gegenüber der erweitertes Ausführungsbeispiel mit einem 2-Ebenen-Antrieb. Diese beiden nebeneinander stehenden Anordnung entsprechen i.W. der zuvor beschriebenen Einzelanordnung der . Zusätzlich dargestellt ist, wie die Verbindung von zwei derart gleich aufgebauten Einheiten mit den Zahnrädern (83) (82) mittels eines Zwischenzahnrades (81) (mit formschlüssiger Zahnrad-Kraftübertragung; alternativ sind Reibräder oder andere Getriebeformen denkbar) hergestellt werden kann. Die Drehrichtung der beiden benachbarten Rühreinheiten ist dadurch gleich und die zuvor beschriebene Position (84) der äußeren Magnete kann einzeln (nur an anderer Position (85)) oder auch in Kombination (84) (85) mehrfach vorgesehen werden.
Es können Magnete rund um ein Gefäß bzw. um eine Rührstelle auch z.B. im 90Grad-Winkel zueinander angeordnet werden und der Rührkörper kann vier Magnete, die mit wechselnden Polen radial nach außen zeigen aufweisen. Diese Magnete können gemeinsam einer Ebene zugewiesen oder in Gruppen in unterschiedlichen Ebenen (84) (85) angeordnet werden.
Statt zwei (oder mehr) Magnete oben (84) und unten (85) vorzusehen, können auch lange, quer magnetisierte Magnete (86) (rechts und links) vorgesehen werden (eine Maßnahme, die auch im Inneren des Probenröhrchens für die dort liegenden Rührmagnete genutzt werden kann). Damit können noch einmal größere Rührkräfte an das im Gefäßinneren liegende Material übertragen werden.
Die Konstruktionsmöglichkeiten für die hier einzusetzenden Rührkörper sind vielfältig:

Die evtl. zusätzlich am Rührkörper oder am Gefäß vorgesehenen Maßnahmen (68) (80) könnten einen Transport des Mediums im Gefäß nach oben oder nach unten bewirken, der u.U. den Rührkörper aus seiner Sollposition heraus transportiert. Ein an die Länge des Gefäßes angepasster Rührkörper (98) kann die innenliegenden Rührmagnete bzgl. eines solchen nach oben oder nach unten gerichteten Materialstroms auf definierter Höhe halten. Auch bei außen liegenden längeren Magneten (86) kann eine positionshaltende Maßnahme des Rührkörpers sinnvoll sein.

Die evtl. zusätzlich am Gefäß vorgesehenen Maßnahmen (68) (80) könnten einen einseitig an der Gefäßwand anliegenden Rührkörper mitnehmen und diesen aus der Sollposition herausbringen. Daher kann es Sinn machen, den Bereich, in dem ein Rührkörper an der Gefäßwand anliegen kann, von solchen zusätzlichen Maßnahmen gezielt freizuhalten.
zeigt eine Ausführung mit drei Probenröhrchen (86) (87) (88) bzw. für drei Rührstellen, mit Zahnrädern an den Röhrchen-Halterungen und Zahnradkopplungen (89) (90), die direkt gekoppelt sind, und mit einem anders positionierten Motor (91). Diese Anordnung aus drei Probenröhrchen (86) (87) (88) bzw. drei Rührstellen, kann beliebig nach rechts und links (und nach vom und hinten) fortgesetzt und erweitert werden. Jeweils greifen die Zahnräder von benachbart liegenden Rührstellen ineinander. In dieser Darstellung werden die Röhrchen-Halterungen der miteinander gekoppelten Proben-Rührstellen über eine Abfolge von kämmenden Zahnrädern angetrieben, wodurch die Drehrichtung benachbarter Rührstellen abwechselt. zeigt, dass die Magnete (92) (93) (94) (95) gleich ausgerichtet sind und dass jeder Magnet auf zwei benachbarten Rührstellen einwirkt.
Mindestens ein Motor muss in einer solchermaßen zusammengekoppelten Anordnung als primärer Antrieb vorhanden sein, Um eine Mehrfachanordnung möglichst flach auslegen zu können, ist ein Motorantrieb (91) wie in dargestellt sinnvoll. Der Motor kann so ausgelegt werden, dass er die Bauhöhe der Gesamtanordnung insgesamt nicht vergrößert. Mehrere Motore können vorgesehen werden und z.B. parallel arbeiten.
Die Kraftübertragung zwischen zwei Dauermagneten kann bei den hier auftretenden Distanzen sehr groß sein. Da für die außen liegenden Magnete keine weiteren technischen Maßnahmen (wie z.B. diese in Rotation zu versetzen) mehr vorzusehen sind (weil diese einfach nur fixiert werden müssen) ist das i.a. auch problemlos und einfach möglich.
Die Kraft für den Antrieb des rotierend bewegten Gefäßes durch einen Primärantrieb kann praktisch beliebig groß ausgelegt werden. Hier bestehen Grenzen an sich nur durch Material (Einschränkungen z.B. durch Kunststoffe) und durch den Primärantrieb selbst (z.B. durch die Leistungsfähigkeit der Motoren). Die Kraftübertragung durch Magnetfelder spielt hier keine Rolle.
Die Übertragung von Kräften mittels Magnetfelder in das Innere des Gefäßes wird durch die Kraft der Magnetkopplung zwischen dem außen liegenden Magneten und einem im Inneren des Gefäßes eingebrachten Magneten, der evtl. mit einem Rührkörper verbunden ist, bestimmt. Da sich die außen liegenden Magnete erfindungsgemäß selbst nicht bewegen, können hierfür sehr starke (fast beliebig große) Magnete verwendet werden und diese können (fast) problemlos positioniert werden.
Wenn die Kraftübertragung von diesen außen liegenden Magneten auf einen im Inneren des Gefäßes liegenden Rührmagneten im Wesentlichen nur über kleine Luftspalte und über die Gefäßwand hinweg erfolgen muss, können so sehr große Rührkräfte in das Innere des Mediums übertragen werden.
deutet an, dass und wie eine Kraftübertragung auch bei größeren runden, z.B. rotierenden Reaktionsgefäßen erreicht werden kann: Dazu muss jeweils ein Rührkörper (109) (119) mit oder ohne Zusätzen (117) etwa in der Mitte des jeweiligen rotierenden Gefäßes (100) (116) gehalten werden (nicht aber unbedingt auch ein Magnet). Die im Inneren des Gefäßes liegenden Rührmagnete (105) (106) (107) (108) können randständig nahe an der inneren Gefäßwand liegen, dürfen aber die Gefäßwand nicht berühren. Der Abstand der Rührmagnete (105) (106) (107) (108) von der Gefäßwand kann durch Abstandshalter, z.B. durch weiche Rollen (118) (120) erreicht werden, die im Inneren den Abstand des jeweiligen Magneten (105) (106) (107) (108) zur rotierenden Glaswand sicherstellen. Diese geeignet weichen Rollen müssen sicherstellen, dass kein Glasbruch entsteht.
Das Andrücken der Rollen an die Gefäßwand kann z.B. durch einen nicht zu harten, die Rollen mit den Magneten radial nach außen drückenden Federmechanismus erfolgen. Eine starke Federkraft ist dafür nicht notwendig, weil die nach außen gerichtete Kraft durch die Magnete selbst sehr groß werden kann.
Wenn keine anderen Bedingungen einzuhalten sind, dann genügt eine Anordnung wie die der links. Ein Rührkörper (109) evtl. mit Zusätzen (109) wird in der Mitte des Gefäßes (100) gehalten. Dazu werden auf einer Achse zwei Magnete (105) (106) durch Federn (110) (111) leicht radial nach außen gedrückt, werden aber durch am Ende der radial nach außen zeigenden Achsen liegende Rollen (108) zugleich von der Gefäßwand ferngehalten. Die Magnete (101) und (105) bzw. die Magnete (102) und (106) bilden über geringe Distanz hinweg große Kräfte aus, so dass ein im Inneren des Gefäßes sich befindendes Medium den Rührkörper nicht mitreißen und damit die Lage der Magnete (101) (105) zueinander ändern kann.
Sollte trotzdem einmal ein Rührmagnet vom Medium mitgerissen werden, dann wird er nach einer Umdrehung in dieser Position auch wieder eingefangen.
Die gesamte innere Anordnung mit Rührkörper (109), Federn (110) (111) und Magneten (105) (106) bleibt also in dieser gezeigten Position auch bei rotierendem Gefäß (100) stehen. Da es für die Darstellung der Relativbewegungen i.W. egal ist, ob sich der Rührkörper oder das Glasgefäß bewegt, kann mit einer solchen Anordnung der i.W. gleiche Rühreffekt erreicht werden, als wenn das Gefäß stillsteht, aber der Rührkörper sich rotierend bewegt.
Wenn das rotierende Reaktionsgefäß (116) z.B. in ein Heizbad eingetaucht werden muss, das Temperaturen oberhalb der Curietemperatur der verwendeten Magnete aufweist, kann es sinnvoll sein, alle Magnete oberhalb einer Mittellinie (121) oberhalb einer denkbaren Heizbadoberfläche zu positionieren. Das wird mit der Darstellung der rechts angedeutet. Wenn das Glasgefäß (116) rotiert (122), wird der Rührkörper (119) federnd in Richtung der drei radial nach außen gerichteten Achsen in der Mitte des Gefäßes gehalten. Entlang dieser drei nach außen ausgerichteten Achsen bewirken Federn (112) (113) (115), dass die an den distalen Ende liegenden Rollen (120) (114) an der Gefäßwand (116) zwar anliegen, die sich dort befindlichen Magnete (107) (108) aber noch einen gewissen Abstand von der Gefäßwand halten. Auf der nach unten gerichteten Achse genügt es (hier) evtl. nur eine Rolle (und keinen Magneten) vorzusehen. Der außen liegende Magnet (103) und der innen liegende Magnet (107) bilden eine sehr starke Kraftkopplung aus, ebenso der außen liegende Magnet (104) und der innen liegende Magnet (108), so dass der Rührkörper mit den Rührmagneten in dieser gezeigten Stellung verbleibt, während sich die Gefäßwand rotierend bewegt.
stellt abschließend Modifikationsmöglichkeiten erfindungsgemäßer Anordnungen dar, was u.a. durch Variationen der Motorlage (oben schon beschrieben), durch die Anordnung und die Form der Magnete und die Feldführung möglich ist.
Kugel- oder stabförmige Rundmagnete (123) der können kompaktere Aufbauten ermöglich, weil diese u.U. besser in die engen Zwischenräume der Rührgefäß-Aufnahmen (125) bzw. der Rührgefäße mit den innen liegenden Rührmagnete (127) passen. Die quadratischen oder langen rechteckförmigen Magnete (124) der können dagegen stärkere magnetische Felder ausbilden, und bei z.B. sechseckförmigen Rührstellen (vgl. z.B. die Rührstellenumrandung (129) oben rechts in , mit den Rührröhrchen-Aufnahmen (126) sehr starke Kräfte auf die Rührmagnete (128) ausüben.
Eine Magnetfeldführung ist mit angedeutet: Ohne Feldführung müsste die Magnetfelder große Luftstrecken (130) (131) überbrücken, was die Kraftwirkung abschwächt. Zudem würden sich z.B. die Felder von zwei benachbarten Magneten (132) (133) direkt beeinflussen und z.B. Abstoßungs- (131) oder Anzugskräfte (130) ausbilden, die u.U. die Kraftwirkung auf die innen liegenden Rührmagnete verringern kann. Wird zwischen zwei benachbart liegenden Magneten statt einer dort vorhanden Luftstrecke (134) eine Feldführung vorgesehen, z.B. mittels Ferritmaterialien (135), dann kann die Schwächung durch die Luftstrecke (134) deutlich vermindert werden. Die Auslegung solcher Feldführungen sollte zuvor, auch z.B. durch Simulationen, gut überdacht werden; stellt nur eine willkürliche Konstruktion zur Darstellung des Problems dar.
In dieser liegen die Felder für die im Inneren in ihrer Position festgehaltenen Rührmagnete diagonal bei in dieser diagonalen Richtung abwechselnden Ausrichtungen. (Wie schon erwähnt, kann die Folge von aufeinander folgenden Außenmagneten in der Matrix auch in horizontaler und/oder vertikaler Richtung orientiert sein).
Die Rührmagnete bzw. Rührkörper können unterschiedlich ausgelegt werden; die Rührmagnete bzw. Rührkörper können größer (136) oder kleiner (128) und damit von unterschiedlicher Stärke sein, können unterschiedliche Formen (137) aufweisen. Derartige anwendungsbezogene Formvariationen können in derselben Anordnung ( gleichzeitig genutzt und betrieben werden.
Mit 0 sollen weitere Modifikationsmöglichkeiten angegeben werden: Die Anordnung der ganz links, insgesamt mit (140) bezeichnet, verwendet seitlich lange quer magnetisierte Stabmagnete; das wurde mit Magnet (86) zur bereits beschrieben. Die Rührmagnete (141) im Inneren des Gefäßes könnten ebenfalls lange Stabmagnete sein oder wie hier, kleine quer im Probenröhrchen liegenden Stabmagnete.
Die Anordnung der Mitte, insgesamt mit (142) bezeichnet, verwendet seitlich Magnete (143) (146), die im 90Grad-Winkel (154) zueinander angeordnet sind; jeweils zwei Magnete liegen hier zudem in unterschiedlichen Ebenen (152) (153), so dass der Rührkörper praktisch an zwei Stellen mit großer Kraft gehalten wird.
Die Anordnung der rechts, insgesamt mit (144) bezeichnet, verwendet seitliche Magnete (145) (151) (150) wie zuvor. Der Rührkörper (147) liegt mit seinen Magnetpolen direkt an der Gefäßwand den jeweils außen liegenden Magneten (151) (150) dicht gegenüber. Diese liegen in unterschiedlichen Ebenen (152) (153), so dass der Rührkörper schräg im Gefäß liegend praktisch an zwei Stellen mit großer Kraft gehalten wird. Der magnetische Kreis, in dem der Rührkörper bzw. Rührmagnet (147) mit großer Kraft in dieser Position festgehalten wird, wechselt hier also mit seinem Feldverlauf die Ebene.

Claims

Rührvorrichtung zum Rühren oder Mischen eines Mediums, bei der ein Rührkörper (51) im Medium in einem Gefäß vorliegt, der mit mindestens einem Dauermagneten (Rührmagnet) (51) verbundenen ist, wobei der Rührvorgang unter Nutzung der Kraftübertragung durch Magnetfelder durch die Relativbewegungen (44) von Rührkörper, Medium und Gefäßwand bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß mit dem zu rührenden Medium von einem primären Antrieb in rotierende Bewegung (44) versetzt wird und mittels fest positionierter Dauermagnete (55) (52) außerhalb des Gefäßes der Rührkörper (51) (Rührmagnet) im Gefäß nicht rotierend in seiner Lage fest gehalten wird.
Rührvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festhalten der Lage des Rührmagneten im Gefäß die Dauermagnete (146) (143) außerhalb des Gefäßes auf gleichen oder unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Rührvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Einzel-Rührvorrichtungen nebeneinander angeordnet und antriebsmäßig untereinander gekoppelt werden können ( , ) um Mehrfach-Rührstellen auszubilden.
Rührvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motoreinheit (75) über eine aufsteckbare Kupplungseinheit (79) die Probenröhrchen-Aufnahmevorrichtung (71) und damit ein Probenröhrchen rotierend antreiben kann.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Randstruktur (70) an der rohrförmigen Probenröhrchen-Aufnahmevorrichtung (71) für die Aufnahme von Probenröhrchen mit dem zu rührendem Medium eine reib- oder formschlüssige Verbindungen für die Aufnahme von Probenröhrchen ermöglicht.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zusammenliegende Rührstellen vermittels Kopplungselementen (72) (82) (83) an den Probenröhrchen-Aufnahmevorrichtungen (71) direkt untereinander verbunden werden ( ), oder vermittels Kopplungselementen (82) (83) an den Probenröhrchen-Aufnahmevorrichtungen (71) indirekt über Zwischen-Zahn- oder Reib-Räder (81) gekoppelt werden.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die außerhalb des Probengefäßes paarweise einander gegenüberliegenden seitlichen Magnete (143) (146) in unterschiedlichen Ebenen liegen und mit ihren Verbindungslinien im 90°-Winkel zueinander stehen.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stabmagnet als Rührkörper (147) beidseitig an der Gefäßwand dadurch eng anliegt, dass er im Gefäß mit seinen Magnetpolen den Polen von zwei außen auf unterschiedlichen Ebenen liegenden Dauermagneten (150) (151) direkt gegenübersteht, also unter Wechsel der Ebenen schräg im Gefäß steht.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Adhäsionskraft an der Gefäßinnenwand Zusätze vorgesehen sind.
Antrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Primärantrieb Elektromotoren, Pneumatische Motoren oder hydraulische Motoren genutzt werden.