DE1557230C3 - Rührteil für einen Magnetrührer - Google Patents

Description

von der Zentrumslage klein bleibt und das Rührteil durch das seine Führung bewirkende Magnetfeld leichter wieder eingefangen und wieder mitgenommen werden kann. Des weiteren hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch zur Folge, daß sich beim »Außer-Takt-Fallen« auch im wesentlichen keine radiale Verschiebung des Rührteils gegenüber der Zentrumslage mehr geben kann, da eine solche Verschiebungsbewegung in eine in Drehrichtung verlaufende Bewegung umgeleitet wird, so daß man bei Rührteilen gemäß der Erfindung von einer selbstzentrierenden Wirkung sprechen kann. Es wird damit die Verwendung schwererer Rührteile sowie auch größerer Rührgeschwindigkeiten möglich. Der damit verbundene bessere Rühreffekt macht sich insbesondere bei höher viskosen Flüssigkeiten, z. B. Ölen, bemerkbar, bei denen entsprechend der größeren Viskosität ein größerer Rührwiderstand auftritt und bei denen infolge dieses größeren Rührwiderstandes ein seitliches Ausscheren des Rührteils bislang schon bei geringen, für eine ordentliche Rührwirkung nicht ausreichenden Drehzahlen auftrat.

Bei mehrflügeiigen, nämlich in Kreuzform ausgestalteten Rührteilen (DT-PS 839 269) ist es zwar schon bekannt, im Bereich der Enden der Arme flügelartige Ansätze vorzusehen, es erstrecken sich diese Ansätze aber jeweils in Längsrichtung der Arme, so daß sie quer zu deren Längsachse nur eine vergleichsweise kleine Querschnittsfläche aufweisen.

Darüber hinaus sind nach dem Prinzip von Magnetrührern aufgebaute Maschinen zur Zerkleinerung von Nahrungsmitteln (GB-PS 674 187) bekannt, bei denen als dem Rührteil entsprechendes Teil ein Schneidwerkzeug vorgesehen ist, welches bei langgestreckter, stabförmiger Form an seinen Enden senkrecht zu seiner Längsachse stehende, als Messer dienende Endteile aufweist.

Im Hinblick auf eine einfache Reinigung der Rührteile und auf die Austauschbarkeit von deren scheibenförmigen Endteilen zur Anpassung an das jeweils zu verrührende Gut kann es zweckmäßig sein, die Endteile lösbar am Rührstab anzubringen, was beispielsweise durch Verspannung oder Verschraubung der Endteile gegenüber dem Rührstab zu erreichen ist.

Wird der Rührstab als Stabmagnet ausgebildet und mit einem in dem jeweils zu verrührenden Gut unlösbaren Überzug, etwa aus Keramik, Glas, unmagnetischem Metall, Kunststoff, wie einem Polyamid oder Polytetrafluoräthylen, oder Gummi versehen, so erweist es sich als zweckmäßig, die Endteile aus einem ebenfalls in dem jeweils zu verrührenden Gut unlösbaren Material herzustellen, um zu einer insgesamt besonders unempfindlichen Einheit zu kommen. Die Endteile können im Rahmen einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung allerdings auch mit einem in dem jeweils zu verrührenden Medium unlösbaren Überzug versehen und durch das Überzugsmaterial mit dem Rührstab verbunden sein. Abgesehen von regelmäßigen, so insbesondere kreisförmigen Umfangsformen für die Endteile kann es zweckmäßig sein, diese mit einer Anzahl von Bohrungen verschiedenen Durchmessers zu versehen, um so ein Endteil mit Rührstäben verschiedenen Durchmessers kombinieren zu können.

Im Hinblick darauf, daß eine möglichst große Bodennähe des Rührstabes wegen der mit zunehmendem Bodenabstand abnehmenden Kraft des Magnetfeldes zweckmäßig sein kann, können die Endteile außermittig auf dem Rührstab angeordnet sein.

Um den Rührwiderstand durch die Endteile nicht unnötig zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, diese strömungsgünstig auszubilden und ihnen beispielsweise die Form nach außen gewölbter Scheiben zu geben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Rührteil für einen Magnetrührer mit einem Rührstab und auf diesem angeordneten scheibenförmigen Endteilen,

F i g. 2 Befestigungsarten für die Endteile auf dem Rührstab,

F i g. 3 ein Endteil gemäß F i g. 2 in einer Seitenansicht,

F i g. 4 und 5 Befestigungsarten für die scheibenförmigen Endteile von Rührteilen auf einem Rührstab,

F i g. 6 bis 10 Ausbildungsformen für die scheibenförmigen Endteile,

F i g. 11 und 12 Rührteile für Magnetrührer mit strömungsgünstig ausgebildeten scheibenförmigen Endteilen und

F i g. 13 in Seitenansicht ein Endteil gemäß F i g. 11.

In F i g. 1 ist das Rührteil eines nicht weiter dargestellten Magnetrührers gezeigt, und es umfaßt dieses einen Rührstab 1 mit zwei scheibenförmigen Endteilen 2, 4 und einer weiteren, dazwischen angeordneten Scheibe 3. Bei dem Rührstab 1 kann es sich um einen der bislang gebräuchlichen Magnetrührstäbe handeln, auf den nachträglich Endteile, wie sie beispielsweise in den Figuren dargestellt sind, in verschiedenster Weise aufgebracht werden können. Es ist dadurch möglich, mit einem Satz solcher Endteile bereits vorhandene Rührstäbe im Sinne der Erfindung auszugestalten.

Der Durchmesser der Endteile ist zwar frei wählbar, häufig jedoch dadurch begrenzt, daß in Kolben mit angesetztem Hals gerührt werden muß, so daß der Durchmesser der Endteile, sollen diese aus steifen Materialien bestehen, nicht größer als der Halsdurchmesser der Behälter sein kann. Durchmesser von 20 bis 25 mm für die scheibenförmigen Endteile haben sich häufig als ausreichend und im allgemeinen als zweckmäßig erwiesen, da sie noch die Aufnahme von Rührstäben mit Durchmessern bis zu etwa 8 mm ermöglichen.

In F i g. 1 ist zusätzlich zu den an den Enden vorgesehenen scheibenförmigen Endteilen 2,4 noch eine Scheibe 3 angeordnet, die etwa in der Mitte des Rührstabes sitzt. Diese Scheibe 3 trägt im wesentlichen nur zur Verwirbelung des zu verrührenden Gutes bei.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 2 sind Befestigungsmöglichkeiten für Endteile 5 auf einem Rührstab Γ dargestellt. Der Rührstab Γ weist hierzu nahe einem Ende eine Nut 6 auf, auf die ein Endteil 5 aufgestaucht werden kann. An seinem anderen Ende ist der Rührstab Γ im vorliegenden Falle mit einem Zapfen 7 versehen, in dem eine Bohrung 8 angeordnet ist, so daß ein auf den Zapfen 7 aufgeschobenes scheibenförmiges Endteil 5 durch einen hier nicht dargestellten Stift gehalten werden kann. Ebenso wie die Endteile, die beispielsweise aus einem in dem jeweils zu verrührenden Gut nicht lösbaren Kunststoff bestehen, kann auch der für die Bohrung 8 vorgesehene Stift aus Kunststoff hergestellt sein.

F i g. 4 zeigt die Befestigung von Endteilen 5, 5' auf einem Rührstab 1 üblicher Bauart. Zur Befestigung dienen hier Klemmringe 9, die auf den Rührstab aufziehbar sind und die, wie im Falle des Endteils 5', in eine Innennut 10 desselben eingreifen oder die beidseitig des Endteils 5 auf dem Rührstab angeordnet werden können.

In Fig.5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Rührstab 1 außermittig zu den Endteilen 10', 11 angeordnet ist. Eine für diesen Zweck geeignete Ausbildung der Endteile zeigt beispielsweise Fi g. 6, in der ein Endteil 12 dargestellt ist, das bei im wesentlichen kreisförmiger Ausbildung eine abgeflachte Auflagefläche 13 aufweist. Neben einer im Zentrum angeordneten Bohrung 14 sind im Endteil 12 zusätzliche Bohrungen 15 vorgesehen, die verschiedene Größen aufweisen können, so daß sich die Möglichkeit ergibt, das Endteil 12 gegebenenfalls auch auf Rührstäbe 1 anderen Durchmessers aufzustecken. Die Endteile 10' und 11 gemäß F i g. 5 können in ihrem Aufbau dem Endteil 12 gemäß F i g. 6 entsprechen. Für das Endteil 10' ist hierbei zusätzlich noch eine Möglichkeit angedeutet, einen besonders guten Sitz desselben auf einem ansonsten glatten Rührstab zu gewährleisten, und es ist hierfür ein Sprengring 16 in das Endteil hineingepreßt, so daß sich ein besonders starker Klemmschluß ergibt.

Die F i g. 7 bis 10 zeigen wahlweise Ausführungsformen scheibenförmiger Endteile. Das kreisförmige Endteil 17 gemäß F i g. 7 weist dabei lediglich eine zentrale Bohrung 14 auf und stellt somit bei planen Seitenflächen 18 eine Ausführungsform dar, die sich in einfachster Weise direkt von einem Stabmaterial herabstechen läßt. In der Ausführungsform gemäß F i g. 8 ist ein Endteil 19 mit einer zentralen Bohrung 14 und mit am Umfang vorgesehenen Ausnehmungen 20 dargestellt. Die Ausnehmungen können vielfältige Formen aufweisen und tragen je nach Häufigkeit und Gestalt dazu bei, neben der Verrührung des zu verarbeitenden Gutes auch dessen Verwirbelung zu bewirken. Das Endteil 21 gemäß F i g. 9 weist eine Vieleckform auf, wie sie sich für solche Fälle als zweckmäßig erwiesen hat, in denen mehrere Endteile 21 auf einem Rührstab drehfest angeordnet sind und in denen ein Drehen des Rührteils um seine Stabachse erwünscht ist. Werden nämlich die einzelnen Endteile 21 gegeneinander versetzt angeordnet, so ergibt sich keine stabile Lage für das Rührteil, und es wird dieses beim Rühren mehr oder weniger unruhig umlaufen, wodurch die allgemeine Rührwirkung verbessert werden kann.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 10 ist ein Endteil 22 dargestellt, das einen Kranz von Bohrungen 23 aufweist. Die Bohrungen 23 liegen sämtlich außermittig, so daß sich jeweils ein vergleichsweise geringer Abstand des Rührstabes vom Behälterboden ergibt, und sie weisen insbesondere auch unterschiedliche Durchmesser auf, so daß sie für Rührstäbe verschiedener Dikke Verwendung finden können.

In den Fig. 11 bis 13 sind Ausführungsformen von Endteilen gezeigt, die in Umlaufrichtung einen besonders geringen Strömungswiderstand aufweisen. In F i g. 11 sind an dem Rührstab 1 gewölbte, tropfenförmig ausgebildete und fest auf dem Rührstab angeordnete Endteile 24 vorgesehen. Diese Ausbildungsform ergibt in Umlaufrichtung einen besonders geringen Strömungswiderstand der Endteile und führt im übrigen auch dazu, daß die bei einem »Außer-Takt-Fallen« des Rührstabes gegenüber dem Antriebsmagneten nach Verlust der Zentrierung auftretenden Beschleunigungen in Stablängsrichtung teilweise in in Umlaufrichtung wirkende Beschleunigungskräfte umgesetzt werden. Es läßt sich so ein schnelles Einfangen des Rührteils und damit eine Fortsetzung des Arbeitsbetriebes erreichen. Die in F i g. 12 vorgesehenen Endteile 25 und 26 stellen abgewandelte Ausführungsformen der Endteile gemäß F i g. 11 dar. Hierbei ist das Endteil 25 ähnlich wie das Endteil 24 nach außen gewölbt, jedoch nicht tropfenförmig ausgebildet. Das Endteil 26 weist einfache Pilzform auf. Bei im Vergleich zum Endteil 24 einfacherer Ausbildung läßt sich mit Endteilen 25 und 26 eine ähnliche Wirkung erreichen.

Ist bei strömungsgünstig ausgebildeten Endteilen ein

geringerer Abstand des Rührstabes zur Auflagefläche erwünscht, so kann auf eine Ausbildungsform gemäß Fig. 13 zurückgegriffen werden, die ein in Seitenansicht etwa elliptisches, scheibenförmiges Endteil 27 zeigt, das einen vergleichsweise geringen Abstand des Rührstabes zur Auflagefläche ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Rührteil für einen Magnetrührer in Form eines zumindest teilweise aus magnetischem Material bestehenden kreiszylindrischen Rührstabes, der mit etwa senkrecht zur Stabachse angebrachten scheibenförmigen Endteilen versehen ist, der weiterhin frei beweglich in einem das zu rührende Gut aufnehmenden Behälter angeordnet ist und der durch magnetische Kraftübertragung mittels eines unterhalb des Behälterbodens umlaufend angetriebenen Antriebsmagneten in Umdrehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der scheibenförmigen Endteile (2, 4, 5, 5', 10', 11, 12, 17, 19, 21, 22, 24, 25, 26, 27) quer zur Stabachse mehrfach größer ist als die Querschnittsfläche des Rührstabes (1).

2. Rührteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (5, 5') lösbar aufgesetzt sind.

3. Rührteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (5,5', 10') durch Verspannung gehalten sind.

4. Rührteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile durch Verschraubung, vorzugsweise durch konisch gestaltete Gewinde, auf dem Rührstab befestigt sind.

5. Rührteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubung selbstsichernd ausgebildet ist.

6. Rührteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der als Stabmagnet ausgebildete Rührstab einen in dem jeweils zu verrührenden Gut unlösbaren Überzug, etwa aus Keramik, Glas, unmagnetischem Metall, Kunststoff, wie Polyamid oder Polytetrafluorethylen, oder Gummi aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile aus einem ebenfalls im jeweils zu verrührenden Gut unlösbaren Material bestehen.

7. Rührteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile mit einem im jeweils zu verrührenden Medium unlösbaren Überzug überzogen sind.

8. Rührteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile durch das Überzugsmaterial auf dem Rührstab gehalten sind.

9. Rührteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (z. B. 5,12,17, 22) eine regelmäßige, insbesondere kreisförmige Umfangsform aufweisen.

10. Rührteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (22) eine Anzahl von Bohrungen (23) verschiedenen Durchmessers aufweisen.

11. Rührteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (22) außermittig auf dem Rührstab angeordnet sind.

12. Rührteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (24,25, 26) strömungsgünstig ausgebildet sind.

13. Rührteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (24) bei bezüglich des Behälterbodens gleichbleibender Lage strömungsgünstig ausgebildet sind.

14. Rührteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (25, 26) als nach außen gewölbte Scheiben ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft ein Rührteil für einen Magnetrührer in Form eines zumindest teilweise aus magnetischem Material bestehenden kreiszylindrischen Rührstabes, der mit etwa senkrecht zur Stabachse angebrachten scheibenförmigen Endteilen versehen ist, der weiterhin frei beweglich in einem das zu rührende Gut aufnehmenden Behälter angeordnet ist und der durch magnetische Kraftübertragung mittels eines unterhalb des Behälterbodens umlaufend angetriebenen

ίο Antriebsmagneten in Umdrehung versetzt wird.

Bei einem bekannten Rührteil dieser Art (US-PS 2 562 714) ist die Querschnittsfläche der scheibenförmigen Endteile quer zur Stabachse nur geringfügig größer als die Querschnittsfläche des Rührstabes, und es dient diese Ausgestaltung im wesentlichen dazu, beim Rühren den Reibwiderstand des Rührteils gegenüber der Auflagefläche des das zu rührende Gut und das Rührteil aufnehmenden Behälters möglichst klein zu halten. Im wesentlichen ohne Einfluß bleibt eine derartige Ausgestaltung aber auf die Zentrierung des Rührteils in dem Behälter, die für den Normalbetrieb im allgemeinen hinreichend exakt über das Kraftfeld des außerhalb des Behälters umlaufend angetriebenen Antriebsmagneten erreicht wird. Schwierigkeiten treten meist erst dann auf, wenn das Rührteil gegenüber dem Antriebsmagneten außer Takt fällt, was bei mehr oder weniger plötzlichen, auf das Rührteil wirksam werdenden Belastungsänderungen eintreten kann. Da für ein solches »Außer-Takt-Fallen« des Rührteils bei der üblichen Gestaltung desselben bereits Schwankungen in dem von diesem aufzubringenden Drehmoment ausreichen können, welche durch Drehzahländerungen des Antriebsmagncten, eine Verdichtung des zu verrührenden Gutes z. B. während einer chemischen Reaktion oder auch geänderte Strömungsverhältnisse ausgelöst sein können und da ein aus seiner Zentrumslage ausgewichenes Rührteii für die Fortsetzung des Rührvorganges praktisch nicht mehr eingefangen werden kann, sondern willkürlich im Behälter herumgeschleudert wird, waren bislang Magnetrührer, um Beschädigungen oder Zerstörungen der Rührbehälter nach Möglichkeit auszuschließen, meist auf kleinere Rotationsgeschwindigkeiten beschränkt. Ferner gelangten aus den vorgenannten Gründen praktisch auch keine größeren und schwereren Rührteile der eingangs genannten Art zur Verwendung, wie sie zur Erzielung größerer Rührwirkungen manchmal eingesetzt werden sollten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rühr teil für einen Magnetrührer dahingehend weitcrzuentwickeln, daß Ungleichmäßigkeiten des Rührmediunis, die zu einem »Außer-Takt-Fallen« des Rührteils gegenüber dem Magnetfeld führen und dann insbesondere bei höheren Drehgeschwindigkeiten ein unkontrolliertes Abweichen des Rührteils von der Rührbahn bewirken könnten, kein schlagartiges Ausbrechen des Rührteils in Stablängsrichtung zur Folge haben, daß also das Rührteil seine Rührbahn auch bei ungünstigen Verhältnissen zumindest zunächst weitgehend beibehält.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Rührteil der eingangs beschriebenen Gattung dadurch erreicht, daß die Querschnittsfläche der scheibenförmigen Endteile quer zur Stabachse mehrfach größer als die Querschnittsfläche des Rührstabes ist.

Durch eine derartige Ausgestaltung des Rührteils werden zunächst beschleunigte Verschiebungen desselben in Längsrichtung des Rührstabes, wie sie durch ein »Außer-Takt-Fallen« hervorgerufen werden können, schon sehr bald abgebremst, so daß die Abweichung