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Die Erfindung betrifft einen Magnetrührer mit einem Rührantrieb und mit einer Heizplatte als Aufstellfläche für ein Rührgefäß und mit einem in das Rührgefäß einlegbaren, von dem Rührantrieb angetriebenen, einen Magneten aufweisenden Rührstab, wobei zumindest während des Betriebes des Magnetrührers ein Temperatursensor in ein in dem Rührgefäß befindliches Rührmedium eintauchbar oder eingetaucht ist.
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Derartige Magnetrührer sind in vielfältiger Form bekannt und ermöglichen, das Rührmedium während des Rührens zu erhitzen oder unterschiedlich zu temperieren. Insbesondere bei länger andauernden Rührvorgängen kann es dabei notwendig sein, die Temperatur des Rührmediums zu überwachen, um die Gefahr eines Überhitzens oder Einkochens zu vermeiden.
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Aus
DE 33 42 249 C2 ist beispielsweise ein Magnetrührer bekannt, der zu diesem Zweck mit einem separaten, in das Rührmedium eintauchbaren, stabförmigen Thermometer als Temperatursensor ausgestattet ist.
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Dabei hängt die Genauigkeit der Temperaturmessung von der Sorgfalt eines Benutzers ab, mit welcher dieser den Temperatursensor in dem Rührgefäß positioniert. Ferner kann ein solcher, in das Rührgefäß eintauchbarer Temperatursensor unter Umständen beispielsweise beim Hinzugeben von Rührgut oder beim Entnehmen von Proben aus dem Rührgefäß für den Benutzer störend und hinderlich sein.
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Aus der
JP-A-2010 017 626 ist ein Magnetrührer bekannt, der einen Rührstab mit einem Temperatursensor aufweist. Die Stromversorgung des Temperatursensors erfolgt über einen Akku, der berührungslos aufladbar ist. Darüber hinaus weist der Rührstab eine Antenne auf, die zur Übertragung von Sensordaten bestimmt ist.
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Es besteht die Aufgabe, einen derartigen Magnetrührer mit einer verbesserten Stromversorgung zu schaffen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Rührstab und/oder der Magnet wenigstens einen Temperatursensor aufweist und/oder enthält. Der Temperatursensor ist somit nicht als separates Teil vorgesehen, das bei Bedarf von einem Benutzer in das Rührgefäß eingetaucht oder an einem Rand des Rührgefäßes befestigt werden muss, sondern an oder gegebenenfalls zumindest teilweise in dem Rührstab und/oder dem Magneten angeordnet, mit dem das Rührmedium verarbeitet werden kann. Vorzugsweise kann der Magnet passend zu dem Rührstab ebenfalls stabförmig ausgebildet sein.
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Der Temperatursensor ist also mit dem Rührstab in dem Rührmedium versenkt, sodass er den Benutzer bei der Handhabung des Rührgefäßes, bei der Zugabe von Rührmedium oder Rührgut oder bei der Entnahme von Proben aus dem Rührgefäß nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus ist die Anordnung des Temperatursensors an dem Rührstab auch deshalb günstig, weil sich der Rührstab in Gebrauchsstellung in unmittelbarer Nähe zu der Heizplatte befindet. Somit kann die Temperatur des Rührmediums nahe dem Ort des Hitzeeintrags bestimmt werden, was vorteilhaft sein kann, um die Erhitzung des Rührmediums zu überwachen und eine mögliche Überhitzung des Rührmediums während des Rührvorgangs zu vermeiden.
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Der Temperatursensor ist mit einer ersten, an dem Rührstab angeordneten Antenne verbunden und weist einen Stromspeicher auf. Die erste, an dem Rührstab angeordnete Antenne ist zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen und zum Senden eines mit dem Temperatursensor ermittelten Temperaturwertes ausgebildet sein. Der Temperatursensor kann die für die Messung der Temperatur notwendige Energie von dem Stromspeicher beziehen und den ermittelten Temperaturmesswert über die erste Antenne, also drahtlos, aus dem Rührgefäß heraus mittels eines elektromagnetischen Signals, insbesondere über Funk, an einen außerhalb des Rührgefäßes angeordneten Empfänger übertragen.
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Die kabellose Signalübertragung ist insbesondere deshalb günstig, weil der Rührstab während des Betriebes in seiner Gebrauchsstellung aufgrund eines ihn antreibenden magnetischen Drehfeldes rotiert.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist vorgesehen, dass der Stromspeicher durch ein in die erste, an dem Rührstab angeordnete Antenne induzierbares elektromagnetisches Feld aufladbar ist. Die erste Antenne ist der Länge nach um die Außenseite des Rührstabs und/oder um die Außenseite des Magneten herumgeführt und/oder herumgewickelt. Eine so gewickelte erste Antenne kann eine ausreichend große, sich günstig auswirkende Schlaufenlänge aufweisen, was insbesondere auch für den induktiven Aufladevorgang, mit dem der Stromspeicher des Temperatursensors kabellos aufladbar ist, von vorteilhafter Bedeutung sein kann. Zweckmäßigerweise kann der Stromspeicher ein aufladbarer Kondensator sein, der im Vergleich zu ebenfalls denkbaren Stromspeichern in Form von Batterien oder von Akkumulatoren in einem größeren Temperaturbereich einsetzbar ist, was besonders günstig ist, wenn das in dem Rührgefäß befindliche Rührmedium mit Hilfe der Heizplatte auf Temperaturen von über 50° oder 60° Celsius aufgeheizt werden soll. Spätestens in diesen Temperaturbereichen drohen bei Batterien und Akkumulatoren zunehmende Kapazitätsverluste, die die Leistung des Temperatursensors beeinträchtigen könnten. Außerdem kann der Austausch der Batterie bzw. ein Laden des Akkumulators außerhalb der Gebrauchsstellung des Rührstabs vermieden werden.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn der Magnetrührer eine zweite, insbesondere als Sender ausgebildete Antenne aufweist, von der aus das elektromagnetische Feld zum Aufladen des Stromspeichers des Temperatursensors aussendbar ist.
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Dabei können der Rührstab und der Magnetrührer zum berührungslosen Datenaustausch, insbesondere zur Übertragung der von dem Temperatursensor ermittelten Temperaturmesswerte, mittels elektromagnetischer, hochfrequenter Wellen, vorzugsweise im Megahertz- oder Gigahertzbereich, über ihre Antennen ausgebildet sein. Somit ist es möglich, von dem Temperatursensor ermittelte Temperaturmesswerte aus dem Rührgefäß heraus an den Magnetrührer zu übertragen und die Temperatur des Rührmediums während des Rührvorgangs im Inneren des Rührgefäßes kontinuierlich zu überwachen.
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Die Temperaturmessung und die anschließende Übertragung des ermittelten Temperaturmesswertes können erleichtert sein, wenn der Temperatursensor und/oder der Stromspeicher und/oder die erste Antenne an der Außenseite des Rührstabs und/oder an der Außenseite des Magneten angeordnet sind. Somit kann der Temperatursensor möglichst nah an dem zu messenden Rührmedium angeordnet sein. Auch die Anordnung der Antenne an der Außenseite des Rührstabs bzw. des Magneten, kann vorteilhaft sein, um eine stabilere drahtlose Funkverbindung zwischen dem Temperatursensor und der zweiten, beispielsweise an dem Magnetrührer und/oder an seinem Gehäuse angeordneten Antenne zu vereinfachen und eine mögliche Absorption des elektromagnetischen Signals zu reduzieren.
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Dadurch, dass die erste Antenne der Länge nach um die Außenseite des Rührstabs und/oder um die Außenseite des Magneten herumgeführt und/oder herumgewickelt ist, kann die Datenübertragung von dem Temperatursensor an die zweite Antenne noch stabiler erfolgen.
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Der Rührstab kann eine besonders kompakte Gestalt annehmen, wenn der Rührstab, der Magnet, der Temperatursensor, die erste Antenne und der Stromspeicher eine gemeinsame Umhüllung, insbesondere aus Kunststoff, aufweisen. Aufgrund der Umhüllung können der Rührstab, der Temperatursensor, die erste Antenne und der Stromspeicher insbesondere luft- und/oder wasserdicht und somit vor Korrosion oder sonstigen Beschädigungen durch das Rührmedium geschützt sein.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn der Temperatursensor, die erste Antenne und der Stromspeicher mit Hilfe der Umhüllung an dem Rührstab und/oder an dem Magneten befestigt sind und/oder der Rührstab von der Umhüllung und den von der Umhüllung umhüllten Teilen gebildet ist. Auf diese Weise können separate Befestigungsmittel und/oder Montageschritte vermieden werden.
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Um die Distanz zwischen der ersten, an dem Rührstab bzw. an dem Magneten angeordneten Antenne für den Temperatursensor und der zweiten an dem Magnetrührer angeordneten Antenne möglichst klein zu halten, kann die zweite, an dem Magnetrührer angeordnete Antenne benachbart zu der Heizplatte angeordnet sein. Insbesondere für die Induzierung von elektromagnetischer Energie zur Wiederaufladung des Stromspeichers des Temperatursensors kann es vorteilhaft sein, wenn die Distanz zwischen den beiden Antennen etwa gleich dem Durchmesser der Heizplatte, also möglichst gering ist.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann zur Anzeige des mit dem Temperatursensor ermittelten Temperaturmesswertes eine an dem Magnetrührer angeordnete Anzeigevorrichtung oder eine mit dem Magnetrührer drahtlos, insbesondere über Funk verbundene, separate Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Somit ist es möglich, den Temperaturmesswert über die Anzeigevorrichtung an einen Benutzer des Magnetrührers visuell und/oder gegebenenfalls akustisch auszugeben.
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Insbesondere bei einer kabellos mit dem Magnetrührer verbundenen Anzeigevorrichtung kann diese mit einer eigenen dritten, zum Empfang eines elektromagnetischen Signals eingerichteten Antenne ausgerüstet sein. Dann ist es auch möglich, dass der von dem Temperatursensor ermittelte Temperaturmesswert von dem Temperatursensor über seine erste Antenne direkt an die dritte Antenne der Anzeigevorrichtung übertragen wird.
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Es ist auch möglich, dass der Magnetrührer mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist, über die der Rührantrieb und/oder die Heizplatte des Magnetrührers in Abhängigkeit von dem mit dem Temperatursensor ermittelten Temperaturmesswert steuer- und/oder regelbar ist. So kann ein der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein Wert für die Temperatur vorgegeben sein, bei dem, sobald das Rührmedium eine diesem Wert entsprechende Temperatur angenommen hat, die Heizplatte abgeschaltet werden, um eine Überhitzung des Rührmediums zu verhindern. Ebenso ist es denkbar, die Erwärmung des Rührmediums mit Hilfe des Temperatursensors zu überwachen und beispielsweise die Drehzahl des Rührantriebes mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu erhöhen, sobald der Temperatursensor eine Temperatur misst, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Weitere Steuer- und/oder Regelfälle sind denkbar.
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Bei einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung drahtlos, insbesondere über Funk, mit dem Magnetrührer und/oder mit dem Temperatursensor und/oder mit der Anzeigevorrichtung verbunden und/oder zum gegenseitigen Austausch ausgebildet ist.
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Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter Darstellung:
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1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetrührers mit einem auf seiner Heizplatte aufgestellten Rührgefäß und einem im Inneren des Rührgefäß befindlichen Rührstab mit einem stabförmigen Magneten, welcher Rührstab einen Temperatursensor aufweist, der über eine in dem Rührstab angeordnete Antenne in drahtloser Datenverbindung zu dem Magnetrührer und zu einer separaten, externen Anzeigevorrichtung steht, sowie
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2 einen Längsschnitt des in 1 dargestellten Rührstabes mit dem darin angeordneten stabförmigen Magneten, der Antenne und dem Temperatursensor sowie dem Stromspeicher.
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1 zeigt einen Magnetrührer 1 mit einem in seinem Inneren angeordneten Rührantrieb 2 und einer an seiner in Gebrauchsstellung oberen Seite angeordneten Heizplatte 3. Die Heizplatte 3 dient als Aufstellfläche für ein Rührgefäß 4, welches Rührgefäß 4 in seinem Innenraum 5 einen Rührstab 6 hat.
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Anhand 2 ist besonders gut zu erkennen, dass der der Rührstab 6 in seinem Inneren einen stabförmigen Magneten 6a aufweist, der durch einen rotierenden Magneten oder durch ein magnetisches Drehfeld des Rührantriebs 2 in Rotation versetzt wird und so der Durchmischung eines in dem Innenraum 5 des Rührgefäßes 4 befindlichen Rührmediums dient.
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Der Magnet 6a ist in dem Ausführungsbeispiel stabförmig und weist an einem seiner beiden Enden seinen mit N bezeichneten Nordpol und an dem entgegengesetzten Ende seinen mit S bezeichneten Südpol auf.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der Rührstab 6 bzw. der Magnet im Inneren des Rührstabes 6 aber auch eine Kreisringform oder die Form eines ovalen, elliptischen oder mehreckigen, insbesondere drei- oder vier- oder fünf- oder sechseckigen Ringes aufweisen.
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Zur Bestimmung der Temperatur des Rührmediums weist der Rührstab 6 bzw. der stabförmige Magnet 6a einen Temperatursensor 7 auf. Die Anordnung des Temperatursensors 7 an dem Rührstab 6 hat den Vorteil, dass die Temperatur des Rührmediums in einem Bereich unmittelbar oberhalb der Heizplatte 3 bestimmt werden kann, wo der Wärmeeintrag in das Rührmedium stattfindet und die Gefahr des Überhitzens am größten ist. Somit ist es möglich, beispielsweise einen über einen bestimmten Grenzwert reichenden Temperaturanstieg des Rührmediums mit dem Temperatursensor 7 möglichst unmittelbar, also ohne oder mit nur geringer Verzögerung zu erfassen.
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Gemäß den Figuren ist der Temperatursensor 7 mit einer ersten, an dem Rührstab 6 angeordneten Antenne 8 verbunden, welche Antenne 8 zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen und zum Senden eines mit dem Temperatursensor 7 ermittelten Temperaturwertes ausgebildet ist. Überdies weist der Temperatursensor 7 zur Energieversorgung und zum Senden des ermittelten Temperaturwertes einen Stromspeicher 9 auf.
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Der Stromspeicher 9 ist dabei vorzugsweise als aufladbarer Kondensator ausgebildet, könnte aber auch ein Akkumulator oder eine Batterie sein. Es ist jedoch anzumerken, dass, insbesondere wenn das in dem Innenraum 5 befindliche Rührmedium mit Hilfe der Heizplatte 3 des Magnetrührers 1 auf eine hohe Temperatur von zum Beispiel über 50° Celsius aufgeheizt werden soll, eine Beeinträchtigung der Funktion einer Batterie oder eine Akkumulators zu befürchten ist, sodass die Verwendung eines Kondensators als Stromspeicher 9 zweckmäßiger ist.
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Der als aufladbarer Kondensator ausgebildete Stromspeicher 9 wird durch ein in die erste an dem Rührstab 6 angeordnete Antenne 8 induzierbares elektromagnetisches Feld aufgeladen. Diese Antenne 8 ist eine in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 um den stabförmigen Magneten 6a umlaufende Drahtwicklung oder -schlaufe.
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Das elektromagnetische Feld kann von einer zweiten, insbesondere als Sender ausgebildeten Antenne 10, die an dem Magnetrührer 1 beziehungsweise an seinem Gehäuse 1a angeordnet ist, übertragen werden. Das von der zweiten Antenne 10 ausgesandte elektromagnetische Feld wird von der ersten, an dem Rührstab 6 angeordneten Antenne 8 aufgenommen und zur Aufladung des Stromspeichers 9 verwendet.
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Dabei ist ein Datenaustausch zwischen dem Rührstab 6 und dem Magnetrührer 1, insbesondere zur Übertragung der von dem Temperatursensor 7 ermittelten Temperaturmesswerte, mittels elektromagnetischer, hochfrequenter Wellen, vorzugsweise im Megahertz- oder Gigahertzbereich, über die beiden Antennen 8 und 10 vorgesehen.
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Um die Induktion des elektromagnetischen Feldes, das von der Antenne 10 des Magnetrührer ausgesandt wird, zu vereinfachen, ist die erste Antenne 8 an der Außenseite des stabförmigen Magneten 6a angeordnet. Ebenso befinden sich der Temperatursensor 7 und der Stromspeicher 9 an der Außenseite des stabförmigen Magneten 6a.
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Wie in 2 besonders gut zu erkennen ist, ist zur Vergrößerung der Antennenlänge der Antenne 8, diese der Länge nach um die Außenseite des Rührstabs 6 bzw. um die Außenseite des stabförmigen Magneten 6a herumgeführt beziehungsweise gewickelt. Wie 1 ebenfalls zeigt, weisen der Rührmagnet 6a, der Temperatursensor 7, die erste Antenne 8 und der Stromspeicher 9 eine gemeinsame Umhüllung 11 auf, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht und mit den umhüllten Teilen den Rührstab 6 bildet.
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Mit Hilfe der Umhüllung 11 sind der Temperatursensor 7, die erste Antenne 8 und der Stromspeicher 9 an dem Rührstab 6 befestigt. Die Umhüllung 11 kann, insbesondere wenn sie aus Kunststoff besteht, um den Rührstab 6 bzw. den stabförmigen Magneten 6a, den Temperatursensor 7, die erste Antenne 8 und den Stromspeicher 9 herumgegossen werden und diese so luft- und/oder wasserdicht einkapseln und vor Beschädigungen und Korrosion schützen.
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Die zweite, an dem Magnetrührer 1 vorgesehene Antenne 10 ist benachbart zu der Heizplatte 3 angeordnet, um die Distanz, über die das von der Antenne 10 ausgesandte elektromagnetische Feld zum Aufladen des Stromspeichers 9 wirken muss, zu minimieren. Die Antenne 10 kann dabei an der Außenseite des Gehäuses 1a des Magnetrührers 1 oder im Inneren des Gehäuses 1a des Magnetrührers 1 angeordnet sein.
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Zur Anzeige des mit dem Temperatursensor 7 ermittelten Temperaturmesswertes ist gemäß 1 eine Anzeigevorrichtung 12, die mit dem Magnetrührer drahtlos, insbesondere über Funk verbunden ist, vorgesehen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass diese Anzeigevorrichtung 12 über ein Kabel mit dem Magnetrührer 1 verbunden oder direkt an den Magnetrührer 1 selbst angeordnet ist.
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Zudem ist es möglich, die ermittelten Temperaturmesswerte auch in einem in 1 an dem Gehäuse 1a des Magnetrührers 1 erkennbaren Display 13 anzugeben.
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Der Magnetrührer 1 ist ferner mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung in seinem Inneren verbunden. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann der Rührantrieb 2 und/oder die Heizplatte 3 des Magnetrührers 1 in Abhängigkeit von den mit dem Temperatursensor 7 ermittelten Temperaturmesswerten gesteuert beziehungsweise geregelt werden.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann besagte Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch drahtlos, insbesondere über Funk mit dem Magnetrührer 1 und/oder mit dem Temperatursensor 7 und/oder mit der Anzeigevorrichtung 12 verbunden und/oder zum gegenseitigen Datenaustausch ausgebildet sein, sodass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch als externes, gesondertes Teil ausgebildet sein kann.
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Der Magnetrührer 1 weist einen Rührantrieb 2 und eine Heizplatte 3 auf. Die Heizplatte 3 des Magnetrührers 1 dient dabei als Aufstellfläche für das Rührgefäß 4 in welches der von dem Rührantrieb 2 angetriebene Rührstab 6 einlegbar ist. Zur Überwachung der Temperatur des in dem Innenraum 5 des Rührgefäßes 4 befindlichen Rührmediums weist der Rührstab 6 den wenigstens einen Temperatursensor 7 auf. Der Temperatursensor 7 ist mit der ersten, an dem Rührstab 6 angeordneten Antenne 8 verbunden und verfügt über einen Stromspeicher 9. An dem Magnetrührer 1 bzw. an dem Gehäuse 1a ist die zweite Antenne 10 vorgesehen, die benachbart zu der Heizplatte 3 angeordnet ist. Der als wiederaufladbarer Kondensator ausgebildete Stromspeicher 9 des Temperatursensors 7 kann dabei durch ein von der zweiten Antenne 10 ausgesandtes elektromagnetisches Feld, das in die erste Antenne 8 induzierbar ist, aufgeladen werden.
