DE2914170A1 - Laboratory magnetic stirrer - having permanent magnet attached to rotor with axial magnetisation giving better control of both long and short agitator elements - Google Patents
Laboratory magnetic stirrer - having permanent magnet attached to rotor with axial magnetisation giving better control of both long and short agitator elementsInfo
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Abstract
Description
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. Magnetic stirrer The invention relates to a magnetic stirrer with a permanent magnets driven by an electric motor around a vertical axis, which by its rotation via a magnetic coupling a stir bar inside of the medium to be stirred.
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.Such magnetic stirrers are known. The stir stick is also used often formed by a permanent magnet. Especially with relatively short stir bars z. B. in correspondingly narrow stirring vessels is the case with conventional magnets Problem that the stir bar in the area of the periphery of the rotating magnet pulled and then carried along because there the magnetic force of the driven Rotary solenoids is greatest. At high speed there is then the risk that due to The centrifugal force throws the stirring rod outwards on the now eccentric path and possibly even the stirring vessel smashed. In any case, then the stirring process is initially interrupted. In addition, with the conventional Magnetic stirrers are a waste of energy in that the magnetic force is in the same Way in which it acts on the stir bar, including on the opposite side of the magnet works where it fulfills no function.
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.There is therefore the task of creating a magnetic stirrer of the type mentioned at the beginning Art to create, with the shorter compared to the expansion of the rotary magnet Stirring bars securely in Center of the stirring movement kept and also longer Stirring bars can be centered well. One embodiment of the invention is intended be possible, which allows a better utilization of the magnetic forces.
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.The solution to this problem is essentially that the driven Permanent magnet is axially magnetized so that the field lines on the surface of the magnet exit vertically and complement each other in an arc shape. Opposite to an otherwise common diametrical magnetization, in which the field lines predominate emerge at the end or face of the magnet, then also result in the center of the magnet close to the axis of rotation strong enough forces to move above this To hold the magnet located there and to center it.
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.An embodiment of the invention of its own worthy of protection can consist in the fact that one from below the driven permanent magnet ferromagnetic material, in particular a disc made of steel or iron is provided. This can be used as a magnetic short-circuit disc, the downward one Record field lines of the permanent magnet and to the opposite side deflect so that above the shielded in the manner described on its underside Permanent magnets a correspondingly larger magnetic force is effective or the entire Magnetic force of the permanent magnet is better used.
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.It is useful and advantageous if the permanent magnet shielded by the disk from the iron parts present on the drive motor is. This creates a mutual influence between the permanent magnet and these iron parts largely switched off and the disk receives an additional one Function. This shielding disk between magnet and motor has the advantage of that the overall height of the device can be kept lower, while without such Shielding a correspondingly large one Distance between the permanent magnet and the engine must be observed.
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.The mentioned disk can be used even better if a further possible embodiment of the invention is realized, which consist in it can that the disc at its edge with arranged at short distances from one another radial, preferably open-edged slots is provided and that they are as with the Motor revolving slotted disc to interact with one of the slots in the Reading fork is used to count the unit of time. If the engine speed changes because, for example the stirring resistance is changed by changing the material to be stirred this from the reading fork through the changed number of slides in the unit of time Slitting is determined and the speed of the motor can then be regulated if the stirring speed is to remain constant, for example.
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.The disk can be coupled directly to the shaft and the magnet be. It is particularly useful if the disk is the underside of the permanent magnet touches or rests there.
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.The coupling between the disc and magnet can, for. B. produced thereby be that the disc has a raised hub in its center, the inner diameter of which fits in an interference fit on the motor shaft, while its outer diameter is centering for the magnet also penetrated by the shaft. The coupling can be made by glue0 So a special coupling sleeve can be used or the like
zwischen Magnet und Motorabtriebswelle vermieden werden, so daß die Scheibe durch die hochgezogene Nabe eine weitere Funktion erhält.between magnet and motor output shaft are avoided, so that the Disc is given a further function by the raised hub.
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.In particular, to achieve the lowest possible and space-saving The height of the entire device can be attached to the reading fork directly on a circuit board with that for engine speed control provided printed circuit be attached and their contacts can be attached to corresponding, on this circuit board mating contacts located or be plugged in. This will make them special Wiring between the reading fork interacting with the rotating disk and the circuit board avoided.
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.At least for magnetic stirrers without heating, an inexpensive manufacture can be used can be achieved in that a permanent magnet made of barium ferrite, in particular made of barium ferrite 300 is provided. A magnet made of this material can also be used magnetize particularly easily in the manner according to the invention, so that this does not only the magnet itself, but also the process of magnetizing it more cheaply can be carried out.
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.The following is the invention and its essential pertaining to it Details are described in more detail with reference to the drawing. It shows in schematic Representation: Fig. 1 is a sectional side view of a magnetic stirrer according to the invention and FIG. 2 the connection of the drivable permanent magnet with a shielding plate and the drive shaft as well as the course of part of the Magnetic field lines in interaction with a ferromagnetic material possibly even designed as a magnet stirring rod.
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.A magnetic stirrer designated as a whole by 1 has an electric motor 2, which carries a permanent magnet 4 on its vertical output shaft 3 and drives. As a result of its rotation, this permanent magnet 4 can have a magnetic Coupling a stirring rod 5 within the medium to be stirred and within the stirring vessel Take 6 with you, so in one Rotation about one perpendicular to the stirring station 5 move running axis 7.
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.In Fig. 2 it is indicated that the permanent magnet 4 is axially magnetized is, so that the field lines 8 on the surface 9 of the permanent magnet 4 is approximately perpendicular exit and complement each other in an arc or in the manner shown attack the stirring rod 5. Compared to a diametrical magnetization, in which the field lines exit predominantly at the end faces 10 of the permanent magnet 4, So there are also sufficiently strong magnetic forces in the center of the permanent magnet 4, in order to center a short stir bar 5 located above this magnet 4 and to prevent this rod from going out into the area of a stronger one there Magnetic force is drawn.
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.Below the permanent magnet 4 one can see a ferromagnetic one Material existing note 11. This can, according to FIG. 2, as a magnetic short-circuit disk take up the downward-directed field lines and then the opposite Page, so deflect towards the stirring rod 5, so that on this one accordingly greater magnetic force is effective.
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.At the same time, the disc 11 is so large that the permanent magnet 4 shielded by them from the: i iron parts present on the drive motor 2 is, so that even with a relatively low overall height of the individual parts a mutual Influencing is largely eliminated. The overall height can be correspondingly low of the entire device 1. The disk 11 thus protrudes laterally beyond the magnet 4 Above all in FIG. 2 it can be seen that the expediently circular disk 11 at their edge with arranged at short distances from one another, in particular radial and preferably open-edged slots 12 are provided so that they are as with the Motor or the permanent magnet 4 circumferential slotted disc for interaction with a reading fork 13 (cf. FIG. 1) counting the slots in the time unit can.
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.According to a particularly expedient and advantageous embodiment According to the invention, this reading fork 13 is directly attached to a printed circuit board 14 attached which circuit board 14 is provided for the engine speed control printed circuit can carry. The reading fork 13 or the fork prongs 13 a are located at the same time on corresponding mating contacts located on this circuit board 14 or are plugged into it, so that there is a complex wiring between them Reading fork 13 and the engine speed control circuit unnecessary. This contributes to that already mentioned compact and low design of the entire device 1 at.
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.According to FIG. 2, the disk 11 is with the shaft 3 and the magnet 4 directly coupled. The disk 11 is on the underside of the permanent magnet 4 at. The coupling takes place in that the disc 11 is pulled up in its center Has hub 15, the inner diameter of which fits in a press fit on the motor shaft 3, while its outer diameter is a centering for the shaft 3, which is also penetrated Magnet 4 forms. The coupling between hub 15 and magnet 4 or shaft 3 and magnet 4 can be produced by an adhesive filled there. A special Coupling sleeve for connecting the permanent magnet 4 to the shaft 3 is so avoided.
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.The special magnetization of the Permanent magnets 4 mentioned. Especially for magnetic stirrers 1 without heating an inexpensive manufacture and, above all, an inexpensive magnet when this one is out Barium ferrite, in particular barium ferrite 300. The selected according to the invention This is because magnetization is very useful for such magnets and can be produced inexpensively. At the same time, such magnets are also inexpensive in terms of their production, see above that compared to more expensive magnets overall a correspondingly cheaper magnetic stirrer 1 is created.
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.Especially when combining the aforementioned features and measures results a magnetic stirrer 1, in which the magnetic forces are well concentrated the stirring rod 5 can be transferred, whereby it is also centered at the same time can be. The particularly advantageous additional parts, in particular the disk 11, at the same time for a compact design and a simple one Regulation can also be used.
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.All shown in the description, the claims and the drawing Features and construction details can be used individually or in any combination are of essential importance to each other.
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Claims (10)
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DE2914170A DE2914170C2 (en) | 1979-04-07 | 1979-04-07 | Magnetic stirring device |
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Family Applications (1)
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