-
Magnetrührer Die Erfindung betrifft einen Magnetrührer mit einem
von einem Elektromotor um eine vertikale Achse angetriebenen Permanentmagneten,
der durch seine Drehung über eine magnetische Kupplung einen Rührstab innerhalb
des zu rührenden Mediums mitnimmt.
-
Derartige Magnetrührer sind bekannt. Auch der Rührstab wird dabei
häufig von einem Permanentmagneten gebildet. Insbesondere bei relativ kurzen Rührstäben
z. B. in entsprechend schmalen Rührgefäßen besteht bei herkömmlichen Magneten das
Problem, daß der Rührstab in den Bereich der Peripherie des umlaufenden Magneten
gezogen und dort dann mitgeführt wird, weil dort die Magnetkraft des angetriebenen
Drehmagneten am größten ist. Bei großer Drehzahl besteht dann die Gefahr, daß aufgrund
der nun exzentrischen Bahn das Rührstäbchen durch die Fliehkraft nach außen geschleudert
wird und gegebenenfalls sogar das Rührgefäß zertrümmert. In jedem Falle ist dann
der Rührvorgang zunächst unterbrochen. Darüber hinaus besteht bei den herkömmlichen
Magnetrührern eine Energieverschwendung dadurch, daß die Magnetkraft in der gleichen
Weise, in der sie auf den Rührstab wirkt, auch nach der abgewandten Seite des Magneten
hin wirkt, wo sie keine Funktion erfüllt.
-
Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Magnetrührer der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit dem auch gegenüber der Ausdehnung des Drehmagneten kürzere
Rührstäbe sicher im
Zentrum der Rührbewegung gehalten und auch längere
Rührstäbe gut zentriert werden können. Dabei soll eine Ausgestaltung der Erfindung
möglich sein, die eine bessere Ausnutzung der magnetischen Kräfte erlaubt.
-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß der angetriebene
Permanentmagnet axial magnetisiert ist, so daß die Feldlinien an der Oberfläche
des Magneten senkrecht austreten und sich jeweils bogenförmig ergänzen. Gegenüber
einer sonst üblichen diametralen Magnetisierung, bei welcher die Feldlinien vorwiegend
an den End- bzw. Stirnseiten des Magneten austreten, ergeben sich dann auch im Zentrum
des Magneten nahe von der Drehachse genügend starke Kräfte, um ein oberhalb dieses
Magneten befindliches kurzes Rührstäbchen dort zu halten und zu zentrieren.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung
kann darin bestehen, daß unterhalb des angetriebenen Permanentmagneten eine aus
ferromagnetischem Werkstoff, insbesondere aus Stahl oder Eisen bestehende Scheibe
vorgesehen ist. Diese kann als magnetische Kurzschlußscheibe die nach unten gerichteten
Feldlinien des Permanentmagneten aufnehmen und nach der entgegengesetzten Seite
umlenken, so daß oberhalb des in der beschriebenen Weise an seiner Unterseite abgeschirmten
Permanentmagneten eine entsprechend größere Magnetkraft wirksam wird bzw. die gesamte
Magnetkraft des Permanentmagneten besser ausgenutzt wird.
-
Dabei ist es zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Permanentmagnet
durch die Scheibe gegenüber den an dem Antriebsmotor vorhandenen Eisenteilen abgeschirmt
ist. Dadurch wird eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Permanentmagneten
und diesen Eisenteilen weitestgehend ausgeschaltet und die Scheibe erhält eine zusätzliche
Funktion. Dabei hat diese Abschirmscheibe zwischen Magnet und Motor den Vorteil,
daß die Bauhöhe des Gerätes geringer gehalten werden kann, während ohne eine solche
Abschirmung ein entsprechend großer
Abstand zwischen dem Permanentmagneten
und dem Motor eingehalten werden muß.
-
Die erwähnte Scheibe kann noch besser ausgenutzt werden, wenn eine
weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht wird, die darin bestehen
kann, daß die Scheibe an ihrem Rand mit in kurzen Abständen zueinander angeordneten
radialen, vorzugsweise randoffenen Schlitzen versehen ist und daß sie als mit dem
Motor umlaufende Schlitzscheibe zum Zusammenwirken mit einer die Schlitze in der
Zeiteinheit zählenden Lesegabel dient. Ändert sich die Motordrehzahl, weil beispielsweise
der Rührwiderstand durch Veränderung des zu rührenden Gutes geändert wird, wird
dies von der Lesegabel durch die geänderte Anzahl von in der Zeiteinheit vorübergleitenden
Schlitzen festgestellt und es kann dann eine Regelung der Drehzahl des Motors durchgeführt
werden, wenn die Rührdrehzahl beispielsweise ständig gleichbleiben soll.
-
Die Scheibe kann mit der Welle und dem Magneten unmittelbar gekuppelt
sein. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Scheibe die Unterseite des Permanentmagneten
berührt bzw. dort anliegt.
-
Die Kupplung zwischen Scheibe und Magnet kann z. B. dadurch hergestellt
sein, daß die Scheibe in ihrem Zentrum eine hochgezogene Nabe hat deren Innendurchmesser
im Preßsitz auf die Motorwelle paßt, während ihr Außendurchmesser eine Zentrierung
für den von der Welle ebenfalls durchsetzten Magneten bilden kann. Die Kupplung
kann dabei durch Klebstoff hergestellt werden0 Es kann also eine spezielle Kupplungsbüchse
od. dgl.
-
zwischen Magnet und Motorabtriebswelle vermieden werden, so daß die
Scheibe durch die hochgezogene Nabe eine weitere Funktion erhält.
-
Insbesondere zur Erlangung einer möglichst niedrigen und platzsparenden
Bauhöhe des gesamten Gerätes kann die Lesegabel unmittelbar an einer Leiterplatte
mit der für die Motordrehzahlregelung
vorgesehenen gedruckten Schaltung
befestigt sein und ihre Kontakte können dabei an entsprechenden, an dieser Leiterplatte
befindlichen Gegenkontakten anliegen oder eingesteckt sein. Dadurch werden besondere
Verdrahtungen zwischen der mit der umlaufenden Scheibe zusammenwirkenden Lesegabel
und der Leiterplatte vermieden.
-
Zumindest für Magnetrührer ohne Heizung kann eine preiswerte Herstellung
dadurch erreicht werden, daß ein Permanentmagnet aus Bariumferrit, insbesondere
aus Bariumferrit 300 vorgesehen ist. Ein Magnet aus diesem Werkstoff läßt sich auch
besonders einfach in der erfindungsgemäßen Weise magnetisieren, so daß dadurch nicht
nur der Magnet selber, sondern auch der Vorgang seiner Magnetisierung preiswerter
durchgeführt werden können.
-
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden
Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter
Darstellung: Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Magnetrührers
gemäß der Erfindung und Fig. 2 die Verbindung des antreibbaren Permanentmagneten
mit einer Abschirmplatte und der Antriebswelle sowie den Verlauf eines Teiles der
Magnet-Feldlinien im Zusammenwirken mit einem aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden,
gegebenenfalls selbst als Magnet ausgebildeten Rührstab.
-
Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Magnetrührer weist einen Elektromotor
2 auf, der auf seiner vertikalen Abtriebswelle 3 einen Permanentmagneten 4 trägt
und antreibt. Durch seine Drehung kann dieser Permanentmagnet 4 über eine magnetische
Kupplung einen Rührstab 5 innerhalb des zu rührenden Mediums und innerhalb des Rührgefäßes
6 mitnehmen, also in eine
Drehung um eine senkrecht zu dem RührstaD
5 verlaufende Achse 7 versetzen.
-
In Fig. 2 ist angedeutet, daß der Permanentmagnet 4 axial magnetisiert
ist, so daß die Feldlinien 8 an der Oberfläche 9 des Permanentmagneten 4 etwa senkrecht
austreten und sich jeweils bogenförmig ergänzen bzw. in der dargestellten Weise
an dem Rührstab 5 angreifen. Gegenüber einer diametralen Magnetisierung, bei welcher
die Feldlinien vorwiegend an den Stirnseiten 10 des Permanentmagneten 4 austreten,
ergeben sich also auch im Zentrum des Permanentmagneten 4 genügend starke Magnetkräfte,
um ein oberhalb dieses Magneten 4 befindliches kurzes Rührstäbchen 5 zu zentrieren
und zu verhindern, daß dieses Stäbchen nach außen in den Bereich einer dort stärkeren
Magnetkraft gezogen wird.
-
Unterhalb des Permanentmagneten 4 erkennt man eine aus ferromagnetischem
Werkstoff bestehende Schein 11. Diese kann gemäß Fig. 2 als magnetische Kurzschlußsch?ibe
die nach unten gerichteten Feldlinien aufnehmen und nacll der entgegengesetzten
Seite, also gegen den Rührstab 5 hin umlenken, so daß an diesem eine entsprechend
größere Magnetkraft wirksam wird.
-
Gleichzeitig ist die Scheibe 11 so groß elusgebildet, daß der Permanentmagnet
4 durch sie gegenüber de:i an dem Antriebsmotor 2 vorhandenen Eisenteilen abgeschirmt
wird, so daß selbst bei relativ geringer Bauhöhe der einzelnen Teile eine gegenseitige
Beeinflussung weitestgehend ausgeschaltet wird. Entsprechend gering kann die Bauhöhe
des gesamten Gerätes 1 sein. Die Scheibe 11 überragt also den Magneten 4 seitlich
Vor allem in Fig. 2 erkennt man, daß die zweckmäßigerweise kreisrunde Scheibe 11
an ihrem Rand mit in kurzen Abständen zueinander angeordneten, insbesondere radialen
und vorzugsweise randoffenen Schlitzen 12 versehen list, so daß sie als mit dem
Motor bzw. dem Permanentmagneten 4 umlaufende Schlitzscheibe zum Zusammenwirken
mit einer die Schlitze in der Zeiteinheit zählenden Lesegabel 13 (vgl. Fig, 1) dienen
kann.
-
Nach einer besonders zweckmäßigen und vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist dabei diese Lesegabel 13 unmittelbar an einer Leiterplatte 14
befestigt, welche Leiterplatte 14 die für die Motordrehzahlregelung vorgesehene
gedruckte Schaltung tragen kann. Die Lesegabel 13 bzw. deren Gabelzinken 13 a liegen
dabei an entsprechenden, an dieser Leiterplatte 14 befindlichen Gegenkontakten an
oder sind darin eingesteckt, so daß sich eine aufwendige Verdrahtung zwischen dieser
Lesegabel 13 und der Motordrehzahlregelungs-Schaltung erübrigt. Dies trägt zu der
schon vorerwähnten kompakten und niedrigen Bauweise des gesamten Gerätes 1 bei.
-
Gemäß Fig. 2 ist die Scheibe 11 mit der Welle 3 und dem Magneten 4
unmittelbar gekuppelt. Dabei liegt die Scheibe 11 an der Unterseite des Permanentmagneten
4 an. Die Kupplung erfolgt dadurch, daß die Scheibe 11 in ihrem Zentrum eine hochgezogene
Nabe 15 hat, deren Innendurchmesser im Preßsitz auf die Motorwelle 3 paßt, während
ihr Außendurchmesser eine Zentrierung für den ebenfalls von der Welle 3 durchsetzten
Magneten 4 bildet. Die Kupplung zwischen Nabe 15 und Magnet 4 bzw. Welle 3 und Magnet
4 kann durch einen dort eingefüllten Klebstoff hergestellt werden. Eine besondere
Kupplungsbüchse für die Verbindung des Permanentmagneten 4 mit der Welle 3 wird
also vermieden.
-
Es wurde schon anhand der Fig. 2 die besondere Magnetisierung des
Permanentmagneten 4 erwähnt. Vor allem für Magnetrührer 1 ohne Heizung ergibt sich
eine preiswerte Herstellung und vor allem ein preiswerter Magnet, wenn dieser aus
Bariumferrit, insbesondere aus Bariumferrit 300 besteht. Die gewählte erfindungsgemäße
Magnetisierung ist nämlich für solche Magnete gut brauchbar und preisgünstig herstellbar.
Gleichzeitig sind solche Magnete auch bezüglich ihrer Herstellung preiswert, so
daß gegenüber teureren Magneten insgesamt auch ein entsprechend billigerer Magnetrührer
1 geschaffen wird.
-
Vor allem bei Kombination der vorerwähnten Merkmale und Maßnahmen
ergibt
sich ein Magnetrührer 1, bei welchem die magnetischen Kräfte gut konzentriert auf
den Rührstab 5 übertragen werden können, wodurch dieser gleichzeitig auch zentriert
werden kann. Dabei können die dabei besonders vorteilhaften zusätzlichen Teile,
insbesondere die Scheibe 11, gleichzeitig für eine kompakte Bauweise und eine einfache
Regelung mit herangezogen werden.
-
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander wesentliche Bedeutung haben.
-
Leerseite