DE3106175A1

DE3106175A1 - Magnetic stirring device

Info

Publication number: DE3106175A1
Application number: DE19813106175
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 8990 Lindau Herz; Klaus Dipl.-Ing. 8000 München Kaufmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE3106175C2

Abstract

In a magnetic stirring device having a base (1) for supporting a vessel (9), which contains the liquid to be stirred and a magnetic stirrer bar (8), and an electromagnet arrangement (3, 4) which carries the windings generating the magnetic fields which interact with the magnetic bar, a considerable reduction in the space required is achieved by the electromagnet arrangement (3, 4) being accommodated in at least one cavity which has the shape of a flat slab and whose thickness is an order of magnitude smaller than the length and the width of the cavity. To this end, the windings are wound, in particular, as coils crossing one another on an essentially rectangular support (2) having the form of a flat slab. <IMAGE>

Description

Dipl.-Ing. Helmut Herz, Bregenzerstraße 68, 8990 Lindau Dipl.-Ing. Helmut Herz, Bregenzerstraße 68, 8990 Lindau

Dipl.-Ing. Klaus Kaufmann, Schleißheimerstr.183c, 8000 München 40 Magnet-Rühreinrichtung Die Erfindung betrifft eine Magnet-Rühreinrichtung mit einer Basis zur Abstützung eines die zu rührende Flüssigkeit und einen magnetischen Rührstab enthaltenden Gefäßes und einer Elektromagnetanordnung, welche die mit dem.Magnetstab in Wechselwirkung tretenden Magnetfelder erzeugende Wicklungen enthält.Dipl.-Ing. Klaus Kaufmann, Schleißheimerstr. 183c, 8000 Munich 40 Magnetic stirring device The invention relates to a magnetic stirring device with a Base to support the liquid to be stirred and a magnetic stir bar containing vessel and an electromagnet assembly, which with dem.Magnetstab contains interacting magnetic fields generating windings.

Bei bekannten Magnet-Rühreinrichtungen dieser Art, wie sie etwa aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 09 365 bekannt sind, tritt die Schwierigkeit auf, daß die Elektromagnetanordnung in einer mit Bezug auf die normale Gebrauchslage vertikalen Richtung einen verhältnismäßig großen Raumbedarf besitzt und auch die Magnetfelder nach Austritt aus Polflächen der Elektromagnetanordnung zunächst hauptsächlich vertikal orientiert sind, weshalb Einrichtungen der vorliegenden Art bisher dann nicht eingesetzt werden konnten, wenn in vertikaler Richtung nur in beschränktem Maße Raum zur Verfügung steht, etwa in Regalen, Schränken oder dergleichen.In known magnetic stirring devices of this type, such as those from the German Offenlegungsschrift 27 09 365 are known, the difficulty arises on that the electromagnet assembly in a with respect to the normal position of use vertical direction has a relatively large space requirement and also the Magnetic fields initially mainly after emerging from the pole faces of the electromagnet assembly are oriented vertically, which is why devices of the present type so far then could not be used if only in a limited vertical direction Dimensions of space is available, for example in shelves, cupboards or the like.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Magnet-Rühreinrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie mit dem die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäß nahezu an beliebiger Stelle eingesetzt werden kann.The object of the invention is to be achieved, a magnetic stirring device of the type described at the outset so that they can be mixed with the liquid to be stirred containing vessel can be used almost anywhere.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektromagnetanordnung in mindestens einem flach plattenförmigen Raum untergebracht ist, dessen Dicke größenordnungsmäßig kleiner als die Länge und die Breite dieses Raumes ist. Vorzugsweise enthält die Elektromagnetanordnung zwei in der Basis befindliche, sich kreuzende Spulenachsen aufweisende Spulen, welche auf einen flach plattenförmigen, im wesentlichen rechteckigen Träger derart aufgewickelt sind, daß die Windungen der einen Spule parallel zum einen Rechteckseitenpaar und die Windungen der anderen Spule parallel zum anderen Rechteckseitenpaar verlaufen.This object is achieved according to the invention in that the electromagnet arrangement is housed in at least one flat plate-shaped space, the thickness of which is of the order of magnitude is smaller than the length and width of this space. Preferably contains the Electromagnet assembly two intersecting coil axes located in the base having coils, which on a flat plate-shaped, substantially rectangular Carrier are wound so that the turns of a coil parallel to a pair of rectangles and the turns of the other coil parallel to the other Rectangular pair of sides run.

Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine Elektromagnetanordnung in Gestalt einer sehr flachen Platte geschaffen werden kann, wobei die wirksamen Polflächen von den einander gegenüberliegenden Rändern der Platte gebildet sind, von denen aus Feldlinien im wesentlichen parallel zur Platte in verhältnismäßig geringer Höhe über diese hinweg verlaufen. Werden die gekreuzten Spulen dann von einer geeigneten Stromquelle aus mit Rechteckwellen erregt, welche jeweils gegeneinander beispielsweise 90" phasenverschoben sind, so herrscht unmittelbar über der flach plattenförmigen Elektromagnetanordnung ein im wesentlichen horizontal orientiertes Magnetfeld, welches in Azimutrichtung schrittweise Vierteldrehungen ausführt und auf diese Weise den mit diesem Magnetfeld in Wechselwirkung tretenden Rührstab innerhalb des die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes mit sich fortnimmt.It has been shown that in this way an electromagnet assembly can be created in the form of a very flat plate, the effective Pole faces are formed by the opposite edges of the plate, of which from field lines essentially parallel to the plate in proportion low height over this run away. Are the crossed coils then from a suitable power source excited from with square waves, each against each other for example 90 "out of phase, then the flat prevails immediately above plate-shaped electromagnet arrangement a substantially horizontally oriented Magnetic field, which executes quarter turns in the azimuth direction and in this way the stir bar interacting with this magnetic field of the vessel containing the liquid to be stirred.

Es wurde gefunden, daß bei dieser Ausbildung der Elektromagnetanordnung die Aufstellung des die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes auf der flach plattenförmigen Basis nicht kritisch ist, sondern ein zufriedenstellender Rühreffekt im wesentlichen an beliebiger Stelle der flach plattenförmigen Basis erzielt wird.It has been found that in this design of the electromagnet assembly the installation of the vessel containing the liquid to be stirred on the flat plate-shaped base is not critical, but a satisfactory stirring effect is achieved essentially at any point on the flat plate-shaped base.

Wenn bei einer Verschiebung des die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes zu den Rändern der flach plattenförmigen Basis hin der Vektor des magnetischen Feldes nicht mehr präzise in einer Horizontalebene rotiert, sondern in einer schräggestellten Ebene, so kann dies zur Durchführung bestimmter Arbeiten wünschenswert sein.If at a shift of the containing the liquid to be stirred The vector of the magnetic vessel towards the edges of the flat plate-shaped base Field no longer rotates precisely in a horizontal plane, but in an inclined plane Level, this may be desirable for performing certain work.

Die Neigung der Ebene, in welcher der resultierende Feldvektor bei entsprechender Erregung der Spulen jeweils oberhalb eines bestimmten Punktes der flach plattenförmigen Basis rotiert, kann jedoch durch Formung eines magnetisch weichen Trägers, auf welchen die Spulen aufgewickelt sind, eingestellt werden. Es ist möglich, den genannten Träger in seinen Konturen abweichend von einer Rechteckform zu gestalten oder auch zu wölben, oder aber seine Ränder flanschartig hochzubiegen, wobei die Windungen der aufgewickelten Spulen dieser Form des Trägers folgen und daher die Spulen abgewinkelt ausgebildet sein können.The slope of the plane in which the resulting field vector is at corresponding excitation of the coils each above a certain point of the flat plate-shaped base rotates, but can be formed by a magnetic soft carrier on which the bobbins are wound. It it is possible to have the named carrier deviating from a rectangular shape in its contours to shape or to arch, or to bend up its edges like a flange, the turns of the wound coils follow this shape of the carrier and therefore the coils can be angled.

Gemäß einer anderen, abgewandelten Ausführungsform kann die Elektromagnetanordnung anstelle einer einzigen, flach plattenförmigen Wicklung aus gekreuzten Spulen auch Flachspulenpaare enthalten, welche sich über den über der Basis gelegenen, zur Aufnahme von Gefäßen bestimmten Raum hinweg gegenüberstehen.According to another, modified embodiment, the electromagnet arrangement instead of a single, flat, plate-shaped winding made of crossed coils Contain pairs of flat coils, which are located above the base, for recording facing away from certain space.

Die Flachspulenpaare können also beispielsweise einen im wesentlichen quaderförmigen Raum als Seitenwände begrenzen, derart, daß die Flachspulen etwa in Wandelementen eines Schrankes untergebracht werden können. Auf diese Weise läßt sich bei geeigneter Steuerung der Spulenerregung an jeder Stelle innerhalb eines Schrankinnenraumes ein Rühr-Drehfeld erzeugen, um etwa in einem Regal in den Schrank hineingestellte Probenbehälter mit darin befindlichen Proben sowie in jedem einzelnen Behälter befindlichen Rührstäben innerhalb des Schrankes gleichzeitig einer einheitlichen Rühr-Behandlung zu unterziehen.The flat coil pairs can thus, for example, essentially have one Limit cuboid space as side walls, so that the flat coils about can be accommodated in wall elements of a cabinet. That way lets with suitable control of the coil excitation at each point within a Inside the cabinet create a rotating field, for example on a shelf in the cabinet placed sample containers with samples located therein as well as in each individual one Container located stirring bars within the cabinet at the same time a uniform To undergo stirring treatment.

Sind gemäß einer Abwandlung die Flachspulen mit fensterartigen Durchbrüchen versehen, so ist das Volumen innerhalb des Schrankes zugänglich und die Spulen der Elektromagnetanordnung haben in diesem Falle zumindest teilweise rahmenartige Gestalt, ohne daß hierdurch die Wirksamkeit der Anordnung gestört würde.According to a modification, the flat coils have window-like openings provided, the volume is inside the cabinet accessible and the coils of the electromagnet arrangement in this case at least partially frame-like shape without this would impair the effectiveness of the arrangement.

Im übrigen sind zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der hier vorgeschlagenen Einrichtung Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut vollständig zu wiederholen.In addition, expedient refinements and developments are the The device proposed here is the subject of the appended claims, their content is hereby expressly made part of the description without being affected by it Ask to repeat the wording in full.

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Magnet-Rühreinrichtung mit einer flach plattenförmigen Basis, Fig. 2 eine gegenüber Figur 1 abgewandelte Ausführungsform einer Magnet-Rühreinrichtung mit einem gewölbten Träger zur Formung des Magnetfeldes, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer gegenüber Figur 1 abgewandelten Magnet-Rühreinrichtung mit einer langgestreckten, die Elektromagnetanordnung enthaltenden Basis, Fig. 4 einen Schnitt durch die Basis einer Magnet-Rühreinrichtung mit aus Leiterfolien gebildeten Spulenwicklungen, Fig. 5 einen Schnitt durch die Basis einer Magnet-Rühreinrichtung mit flanschartig aufgebogenem Rand, Fig. 6 eine schematische Abbildung einer anderen Ausführungsform einer Magnet-Rühreinrichtung in perspektivischer Darstellungsweise mit einander paarweise gegenüberstehenden Flachspulen, Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer wiederum abgewandelten Ausführungsform einer Magnet-Rühreinrichtung mit rahmenartigen Spulenwicklungen, Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Weiterbildung der Einrichtung nach Figur 7 und Fig. 9 eine gegenüber Figur 1 abgewandelte Ausführungsform einer Magnet-Rühreinrichtung mit einer flach plattenförmigen Basis.Some embodiments are described below with reference to FIGS Drawing described. The figures show: FIG. 1 a schematic perspective View of a magnetic stirring device with a flat plate-shaped base, Fig. FIG. 2 shows an embodiment of a magnetic stirring device that is modified compared to FIG with a curved support for forming the magnetic field, FIG. 3 is a perspective View of a modified magnetic stirring device compared to Figure 1 with an elongated, the base containing the electromagnet assembly, FIG. 4 shows a section through the base a magnetic stirring device with coil windings formed from conductor foils, Fig. 5 shows a section through the base of a magnetic stirring device with a flange-like bent Edge, Fig. 6 is a schematic illustration of another embodiment of a magnetic stirring device in a perspective view with opposing pairs Flat coils, FIG. 7 shows a perspective illustration of a again modified Embodiment of a magnetic stirring device with frame-like coil windings, Fig. 8 shows a perspective illustration of a further development of the device according to FIG 7 and 9 show an embodiment of a magnetic stirring device that is modified compared to FIG with a flat plate-shaped base.

Die Magnet-Rühreinrichtung nach Figur 1 enthält eine flach plattenförmige Basis 1 mit auf einen plattenförmigen, rechteckigen Träger 2 kreuzweise aufgewickelten Spulen 3 und 4. Während in der schematischen Darstellung nach Figur 1 jeweils nur einige wenige Windungen je Spule angedeutet sind, haben die Spulen bei einer praktischen Ausführungsform jeweils eine Vielzahl von Windungen, derart, daß sich eine zur Erzeugung-des notwendigen Magnetfeldes ausreichende Amperewindungszahl je Spule ergibt.The magnetic stirring device according to Figure 1 contains a flat plate-shaped Base 1 with wound crosswise on a plate-shaped, rectangular carrier 2 Coils 3 and 4. While in the schematic representation of Figure 1 only a few turns per coil are indicated, the coils have a practical one Embodiment in each case a plurality of turns, such that one for generating the necessary magnetic field results in a sufficient number of ampere turns per coil.

Der Träger 2 ist von einer aus magnetisch weichem Metall gebildeten Blechplatte gebildet, um den magnetischen Widerstand des jeder Spule zugeordneten magnetischen Schließungskreises zu vermindern.The carrier 2 is formed from a magnetically soft metal Sheet metal plate formed to reduce the reluctance of each coil associated with it to reduce the magnetic circuit.

Die Spulen 3 und 4 sind über Anschlußleitungen 5 bzw. 6 mit einer Stromquelle 7 verbunden, welche, was in der Zeichnung nicht im einzelnen gezeigt ist, die Erregung der Spulen 3 und 4 mit Rechteckwellen-Strömen gestattet, die relativ zueinander um 90" elektrisch phasenverschoben sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Erregung der jeweils nahezu plattenförmigen Spulen 3 und 4 in einem Bereich oberhalb der Basis 1 in vergleichsweise geringem Abstand von der Basis der magnetische Feldvektor in einer zur Basis parallelen Ebene rotiert und in Azimutrichtung schrittweise vorrückt. Die Spulen können aber auch mit sinuswellenförmigen Strömen erregt werden.The coils 3 and 4 are connected via connecting lines 5 and 6 with a Power source 7 connected, which, what is not shown in detail in the drawing is allowed to excite the coils 3 and 4 with square wave currents that are relatively are electrically out of phase with each other by 90 ". In this way it is achieved that when the almost plate-shaped coils 3 and 4 are excited in one area above the base 1 at a comparatively small distance from the base of the magnetic Field vector rotates in a plane parallel to the base and stepwise in the azimuth direction advances. The coils can also be excited with sinusoidal currents.

Mit dem Magnetfeld tritt ein Magnetstab 8 in Wechselwirkung, welcher sich in einem die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäß 9 befindet.A magnetic rod 8 interacts with the magnetic field, which is located in a vessel 9 containing the liquid to be stirred.

Während in Figur 1 das Gefäß 9 etwa zentral auf die Basis 1 gesetzt ist, erhält man bei der Magnet-Rühreinrichtung nach Figur 1 auch einen zufriedenstellenden Rühreffekt, wenn das Gefäß 9 exzentrisch auf die Basis 1 gestellt ist. Demgemäß können auf die Basis 1 auch mehrere Gefäße mit darin angeordneten Magnetstäben 8 gestellt werden, um mehrere Flüssigkeitsproben gleich zeitig zu rühren. Im randnahen Bereich rotieren allerdings die Magnetstäbe nicht mehr in Horizontalebenen parallel zur Basis 1, sondern in schräggestellten Ebenen. Dieser Effekt ist zur Durchführung bestimmter Rührarbeiten wünschenswert und kann ausgenützt werden, indem Gefäße beispielsweise zunächst zentrisch und dann randnah auf die Basis 1 gestellt werden.Whereas in FIG. 1 the vessel 9 is placed approximately centrally on the base 1 a satisfactory one is also obtained with the magnetic stirring device according to FIG Stirring effect when the vessel 9 is placed eccentrically on the base 1. Accordingly A plurality of vessels with magnetic rods 8 arranged therein can also be placed on the base 1 to stir several liquid samples at the same time. In the near-edge However, the area rotate Magnetic bars no longer in horizontal planes parallel to base 1, but in inclined planes. This effect is for Performing certain stirring work is desirable and can be exploited by Vessels, for example, initially placed centrally and then close to the edge on the base 1 will.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 hat der Träger 2 die Gestalt eines flach plattenartigen Kunststoffkörpers, in welchen eine als magnetisch aktiver Kern wirkende, geringfügig gewölbte Blechplatte 10 in der aus Figur 2 ersichtlichen Weise eingebettet ist. Die Wölbung der Blechplatte 10 ist so gewählt, daß in einem Schichtbereich des Raumes oberhalb der Basis 1 die Vektoren des Magnetfeldes angenähert in Horizontalebenen schrittweise vorrückend rotieren und folglich der Rührstab auch dann etwa in einer Horizontalebene rotiert, wenn das Gefäß mit der zu rührenden Flüssigkeit und dem Magnetstab näher an einen Rand der Basis gerückt wird.In the embodiment according to FIG. 2, the carrier 2 has the shape a flat plate-like plastic body in which one is more magnetically active Core-acting, slightly curved sheet metal plate 10 in the one shown in FIG Way is embedded. The curvature of the sheet metal plate 10 is chosen so that in one Layer area of the space above the base 1 approximates the vectors of the magnetic field Rotate advancing step by step in horizontal planes and consequently the stirring rod as well then rotates approximately in a horizontal plane when the vessel with the to be stirred Liquid and the magnetic stick is moved closer to one edge of the base.

Die Basis der Magnet-Rühreinrichtung braucht nicht notwendigerweise quadratische Gestalt zu haben, vielmehr kann sie, wie in Figur 3 gezeigt, auch langgestreckt rechteckig ausgebildet sein.The base of the magnetic stirrer does not necessarily need To have a square shape, rather, as shown in Figure 3, it can also be elongated be rectangular.

Es zeigt sich hierbei, daß die parallel zu den kurzen Rechteckseiten aufgewickelten Windungen der Spule 4 bei Erregung von der Stromquelle 7 aus ein verhältnismäßig starkes Magnetfeld in einer Richtung parallel zu den langen Rechteckseiten entwickeln, während die in bedeutend geringerer Anzahl vorgesehenen, langgezogenen, parallel zu den langen Rechtecksseiten verlaufenden Windungen der Spule 3 nur ein verhältnismäßig schwaches Magnetfeld parallel zu den kurzen Rechtecksseiten erzeugen können.It can be seen here that the parallel to the short sides of the rectangle wound turns of the coil 4 when energized by the power source 7 relatively strong magnetic field in a direction parallel to the long sides of the rectangle develop, while the long drawn-out, Only one turns of the coil 3 running parallel to the long sides of the rectangle generate a relatively weak magnetic field parallel to the short sides of the rectangle can.

Dieses schwache Magnetfeld reicht aber ohne weiteres dazu aus, die innerhalb der Gefäße 9 befindlichen magnetischen Rührstäbe 8 in Zusammenwirkung mit dem starken, längsgerichteten Wechselfeld in Umdrehung zu versetzen und über den jeweiligen Totpunkt hinwegzuführen. Die Form der Basis 1 gemäß Figur 3 gestattet es, mehrere Gefäße 9 mit darin befindlichen Magnet-Rührstäben 8 nebeneinander der Reihe nach auf die Basis 1 aufzusetzen und die in den Gefäßen befindliche Flüssigkeit zu rühren.However, this weak magnetic field is sufficient for the Inside the vessels 9 located magnetic stirring rods 8 in cooperation to set in rotation with the strong, longitudinal alternating field and over to move away from the respective dead center. The shape of the base 1 according to FIG. 3 is permitted it, several vessels 9 with magnetic stirring rods 8 located in them next to each other Place one after the other on the base 1 and the liquid in the vessels to stir.

Während bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 die Spulen 3 und 4 aus Windungen eines Runddrahtes bestehend dargestellt sind, kann gemäß einer sehr vorteilhaften Abwandlung der beschriebenen Magnet-Rühreinrichtung auch ein dünner Folienstreifen als Spulenleiter dienen, wie in Figur 4 der Zeichnung gezeigt ist. Die Spulenwicklungen sind demgemäß beispielsweise aus Lagen dünner Kupferfolie gebildet, die gegeneinander durch Zwischenlagen einer dünnen Isolierstoffolie elektrisch isoliert sind. Das gesamte Wicklungspaket aus dem beispielsweise eine Weicheisenblechplatte enthaltenden Träger 2, den in einer Richtung über diesen Träger gewickelten Folienlagen der Spule 4 und den in der dazu senkrechten Richtung über den Träger und die Spule 4 geführten Folienlagen der Spule 3 kann nach Einbringung von geeignetem Kunststoff einem Preßvorgang bei erhöhter Temperatur unterzogen werden, um einen einheitlichen, mechanisch festen und kompakten Körper nach Aushärtung des Kunststoffes als Basis zu erzeugen.While in the embodiments according to Figures 1 to 3, the coils 3 and 4 are shown consisting of turns of a round wire, according to a a very advantageous modification of the magnetic stirring device described thin film strips serve as coil conductors, as shown in Figure 4 of the drawing is. The coil windings are accordingly made of layers of thin copper foil, for example formed, which electrically against each other by the interlayers of a thin insulating film are isolated. The entire winding package from which, for example, a soft iron sheet metal plate containing carrier 2, the film layers wound in one direction over this carrier the coil 4 and in the direction perpendicular thereto over the carrier and the coil 4 guided film layers of the coil 3 can after the introduction of suitable plastic be subjected to a pressing process at elevated temperature in order to achieve a uniform, mechanically strong and compact body after hardening of the plastic as a basis to create.

Aus Figur 4 ist noch ein wichtiges Merkmal der hier beschriebenen Magnet-Rühreinrichtung ersichtlich. Zur Formung des Magnetfeldes in dem Schichtbereich oberhalb der Basis 1 etwa parallel zur Ebene des Trägers 2 kann es zweckmäßig sein, abweichend von der prinzipiellen Anordnung nach den Figuren 1 und 2 die Amperewindungszahl an bestimmten Stellen, etwa in den Randbereichen, des Trägers 2 zu konzentrieren. Zu diesem Zwecke können bei Magnet-Rühreinrichtungen der in Figur 1 gezeigten Art entsprechend mehr Windungen der Spulen 3 und 4 in den betreffenden Bereichen des Trägers 2 aufgewickelt werden.Another important feature of FIG. 4 is that described here Magnetic stirring device visible. To form the magnetic field in the layer area Above the base 1 approximately parallel to the plane of the carrier 2, it may be useful deviating from the basic arrangement according to Figures 1 and 2, the number of ampere turns to concentrate at certain points, for example in the edge areas of the carrier 2. For this purpose, magnetic stirring devices of the type shown in FIG correspondingly more turns of the coils 3 and 4 in the relevant areas of the Carrier 2 are wound up.

Dienen jedoch Lagen dünner Leiterfolien als Spulenleiter, wie in Figur 4 gezeigt ist, so erreicht man eine Stromkonzentration in bestimmten Teilen des Trägers 2 und damit in bestimmten Bereichen der Basis 1, indem man in den aufzuwickelten Folienstreifen vor dem Aufwickeln Längsausschnitte vorsieht, die nach dem Aufwickeln zu beispielsweise randnah verschobenen, gesonderten Wicklungen der betreffenden Spule führen, wie der Fachmann ohne weiteres anhand von Figur 4 erkennt.However, layers of thin conductor foils serve as coil conductors, as in the figure 4, a current concentration is achieved in certain parts of the Carrier 2 and thus in certain areas of the base 1 by being wound up in the Foil strip provides longitudinal cutouts before winding, which after winding to, for example, separate windings of the relevant ones that are shifted close to the edge Lead coil like a specialist without further ado based on the figure 4 recognizes.

Eine andere Möglichkeit der Formung des magnetischen Feldes in dem Schichtbereich oberhalb der Basis 1 besteht in einer in Figur 5 schematisch dargestellten flanschartigen Aufbiegung des gesamten Randes der Basis. Die Spulen 3 und 4 erstrecken sich dabei entsprechend abgewinkelt um den Randflansch 11 des Trägers 2 herum, wie dies in Figur 5 für die Spule 3 auf der rechten und der linken Seite deutlich gezeigt ist.Another way of shaping the magnetic field in the The layer area above the base 1 consists of one shown schematically in FIG flange-like bending up of the entire edge of the base. The coils 3 and 4 extend accordingly angled around the edge flange 11 of the carrier 2, such as this is clearly shown in FIG. 5 for the coil 3 on the right and left sides is.

Soll der von einem Magnetfeld mit in einer Horizontalebene rotierendem Vektor durchsetzte Bereich nicht auf einen Schichtbereich unmittelbar oberhalb einer flach plattenförmigen Basis beschränkt bleiben, so kann die Magnet-Rühreinrichtung der hier vorgeschlagenen Art auch einander paarweise gegenüberstehende Flachspulen 12 und 13 enthalten, zwischen welchen sich ein prismatischer Raum befindet, in den das die zu rührende Flüssigkeit und mindestens einen magnetischen Rührstab 8 enthaltende Gefäß 9 gestellt werden kann. Die innerhalb der Flachspulen 12 und 13 vorgesehenen Windungen sind in Figur 6 durch gestrichelte Linien angedeutet. Bei Erregung durch gegeneinander um 90" elektrisch phasenverschobene Wechselströme oder Rechteckwellenströme der Stromquelle 7 durchsetzen die Flachspulen 12 und 13 den zwischen ihnen gelegenen prismatischen Raum wechselweise mit einem parallel zur Zeichenebene und einem etwa senkrecht zur Zeichenebene orientierten Magnetfeld, welches den magnetischen Rührstab 8 oder jeden in dem Gefäß 9 befindlichen magnetischen Rührstab unabhängig von seinem Niveau innerhalb der Flüssigkeit mitnimmt.Should the by a magnetic field with rotating in a horizontal plane Vector intersected area does not apply to a layer area immediately above one Flat plate-shaped base remain limited, so the magnetic stirring device of the type proposed here, flat coils opposite one another in pairs 12 and 13 contain, between which there is a prismatic space in the containing the liquid to be stirred and at least one magnetic stirring rod 8 Vessel 9 can be placed. Those provided within the flat coils 12 and 13 Windings are indicated in Figure 6 by dashed lines. When excited by Alternating currents or square wave currents that are electrically phase-shifted by 90 " of the power source 7, the flat coils 12 and 13 pass through the one located between them prismatic space alternating with one parallel to the plane of the drawing and one roughly Magnetic field oriented perpendicular to the plane of the drawing, which causes the magnetic stir bar 8 or each magnetic stir bar located in the vessel 9, regardless of its Level within the liquid.

Man erkennt aus Figur 6, daß sich die gezeigte Magnet-Rühreinrichtung sehr gut zum Einbau in die Wände von Kammern und Schränken eignet, in denen Flüssigkeitsproben beispielsweise bestimmten Behandlungsvorgängen unterzogen werden sollen, etwa einem Rührvorgang, einer Erwärmung, einer Abkühlung, einer Evakuierung und dergleichen. Die Unterbringung der Elektromagnetanordnung i in den Wänden einer entsprechenden Kammer ermöglicht es, Regale mit einer Vielzahl von Probenbehältern in die Kammer zu stellen und den Inhalt der Probenbehälter unabhängig von der Lage des betreffenoen Probebehälters an einer bestimmten Stelle des Regals zu rühren.It can be seen from Figure 6 that the magnetic stirring device shown very suitable for installation in the walls of chambers and cupboards in which liquid samples are taken for example, to be subjected to certain treatment processes, such as one Stirring, heating, cooling, evacuation and the like. The accommodation of the electromagnet assembly i in the walls of a corresponding chamber allows shelves with a variety of sample containers to put in the chamber and the contents of the sample container regardless of the location of the sample container in question at a certain point on the shelf.

Zur Verwirklichung dieses Konstruktionsgedankens kann die Kammer derart ausgebildet sein, daß sie von oben beschickt wird und folglich die Flachspulen 12 und 13 der Ausführungsform nach Figur 6 in den Seitenwänden der Kammer untergebracht werden. Gemäß einer Abwandlung demgegenüber kann eine der Flachspulen 12 und 13 in einer Fronttür der betreffenden Kammer oder des betreffenden Schrankes untergebracht sein, wobei die elektrischen Anschlüsse zu der Wicklung der Flachspulen über eine flexible Zuleitung oder über die Scharniere der Tür geführt sind. To implement this design concept, the chamber be designed such that it is loaded from above and consequently the flat coils 12 and 13 of the embodiment of Figure 6 housed in the side walls of the chamber will. According to a modification of this, one of the flat coils 12 and 13 housed in a front door of the chamber or cabinet concerned be, the electrical connections to the winding of the flat coils via a flexible supply line or are guided over the hinges of the door.

Soll aber das zwischen den Flachspulen gelegene Volumen, in welchem unabhängig von der Stellung des Probenbehälters ein Rühren des Inhaltes mittels des Magnetstabes 8 möglich ist, von allen Seiten zugänglich bleiben, so werden, wie in Figur 7 gezeigt, die Flachspulen 12 und 13 zweckmäßig mit fensterartigen Durchbrüchen versehen, derart, daß die Flachspulen insgesamt eine Rahmenanordnung bilden, welche über Anschlußleitungen für die Spulenwicklungen mit der Stromquelle 7 verbunden ist. Die Ausbildung der Magnet-Rühreinrichtung nach Figur 7 gestattet die Beobachtung des Inhaltes des Behältnisses 9 während des Rührens von allen Seiten. Außerdem ist es möglich, den Behälterinhalt zu erwärmen, wobei die Verbrennungsgase, etwa eines Bunsenbrenners, ungehindert durch die Fensteröffnungen der Rahmenanordnung abströmen. But should the volume located between the flat coils in which regardless of the position of the sample container, the contents can be stirred by means of of the magnetic bar 8 is possible to remain accessible from all sides, so are As shown in Figure 7, the flat coils 12 and 13 expediently with window-like Provided breakthroughs in such a way that the flat coils as a whole have a frame arrangement form, which via connecting lines for the coil windings with the power source 7 is connected. The construction of the magnetic stirring device according to FIG. 7 is permitted the observation of the contents of the container 9 while stirring from all sides. It is also possible to heat the contents of the container, whereby the combustion gases, for example a Bunsen burner, unhindered by the window openings of the frame arrangement flow away.

Figur 8 zeigt eine Einrichtung, welche in ihrem oberen Teil der Einrichtung nach Figur 7 entspricht, wobei es jedoch hier auf eine Beobachtung des in dem Gefäß 9 befindlichen Stoffes nicht ankommt und daher anstelle der in den Rahmenbereichen 12 und 13 untergebrachten Spulen der Einrichtung nach Figur 7 vergleichsweise breite Spulenrahmen 14 und 15 vorgesehen werden können, welche vermittels einer Schlittenführung 16 von der Beschickungsstellung gemäß Figur 8 in eine Betriebsstellung zusammengeschoben werden können, in welcher die Spulenrahmen 14 und 15 einen Raum vollständig umgrenzen, innerhalb welchem im wesentlichen an beliebiger Stelle Rührarbeiten in einem Gefäß oder in mehreren Gefässen durchgeführt werden können, die in dem genannten Raum angeordnet bzw. aufgestellt sind. Die aus den breiten Spulenrahmen 14 und 15 gebildete Elektromagnetanordnung kann an einem Teleskopständer 17 montiert sein, welcher es gestattet, nach Inein-i andersch-ieben der Spulenrahmen 14 und 15 die gesamte Elektromagnetanordnung in den von einer weiteren Spule 18 umgrenzten Raum abzusenken. Durch gleichzeitige Erregung der Wicklungen der Spulenrahmen 14, 15 und 18 kann in dem von den Spulenrahmen umgrenzten Raum ein Feldvektor beliebiger zeitveränderlicher Richtung erzeugt werden, wobei das zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Arbeitsraumes herrschende Feld weitgehend homogen ist. Es sei noch bemerkt, daß die Zuleitungen zu den einzelnen Wicklungen der Spulenrahmen 15, 15 und 18 zur Vereinfachung der Darstellung in Figur 8 nicht gezeigt sind. Es bereitet dem Fachmann jedoch keine Schwierigkeiten, diese Zuleitungen über den Teleskopständer 17 zu einer geeigneten Stromquelle zu führen. Figure 8 shows a device, which in its upper part of the device according to Figure 7, but here it is an observation of the in the vessel 9 does not arrive and therefore replaces the one in the frame areas 12 and 13 housed coils of the device according to Figure 7 for comparison broad Coil frames 14 and 15 can be provided, which by means of a slide guide 16 pushed together from the loading position according to FIG. 8 into an operating position can be, in which the coil frames 14 and 15 completely delimit a space, within which stirring works in a vessel essentially at any point or in several vessels that can be carried out in said room are arranged or set up. The one formed from the wide coil frames 14 and 15 Electromagnet assembly can be mounted on a telescopic stand 17, which it allows, after the coil frames 14 and 15 have been pushed into one another, the entire electromagnet arrangement lower into the space bounded by a further coil 18. By simultaneous Excitation of the windings of the coil frames 14, 15 and 18 can be carried out in that of the coil frames a field vector of any time-varying direction can be generated in the bounded space, where the prevailing at a certain point in time within the work area Field is largely homogeneous. It should be noted that the leads to the individual Windings of the coil frames 15, 15 and 18 to simplify the representation in FIG 8 are not shown. However, it does not present any difficulties to the person skilled in the art To lead supply lines via the telescopic stand 17 to a suitable power source.

Figur 9 zeigt wiederum eine Magnet-Rühreinrichtung mit einer flach plattenförmigen Basis 1, deren Aufbau ähnlich ist wie bei der Ausführungsform nach Figur 1. Die Spulen sind jedoch in einander jeweils kreuzende Teilspulen 3a und 3b sowie 4a, 4b und 4c aufgeteilt, so daß auf dem von einer Kunststoffplatte gebildeten Träger 2 eine Anzahl von Uberkreuzungsbereichen der Teilspulen entsteht. Zwischen die Windungslagen der Teilspulen und den Träger 2 sind zur Feldkonzentration dienende Weicheisenscheiben eingelegt, welche bei der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform die Gestalt von Kreisscheiben haben und mit 20 bezeichnet sind. Die Weicheisenscheiben können auch quadratische oder rechteckige Form haben. Ferner können diese zur Feldkonzentration oberhalb der Überkreuzungsbereiche der Teilspulen dienenden Weicheisenscheiben auch in die Kunststoffplatte des Trägers 2 eingelassen sein.Figure 9 again shows a magnetic stirring device with a flat plate-shaped base 1, the structure of which is similar to that of the embodiment according to FIG Figure 1. However, the coils are in each case intersecting sub-coils 3a and 3b and 4a, 4b and 4c divided so that on the one formed by a plastic plate Carrier 2 creates a number of crossover areas of the partial coils. Between the winding layers of the coil sections and the carrier 2 are used for field concentration Soft iron washers inserted, which in the embodiment shown in FIG have the shape of circular disks and are denoted by 20. The soft iron washers can also be square or rectangular in shape. Furthermore, these can be used for field concentration soft iron disks serving above the crossover areas of the partial coils even be embedded in the plastic plate of the carrier 2.

Die Teilspulen sind in der aus Figur 9 ersichtlichen Weise mit einer Stromquelle 7 verbunden, welche die Teilspulen 3a und 3b mit einem Wechselstrom in Gestalt einer Rechteckwelle oder einer Sinuswelle bestimmter Phasenlage versorgt, während die Teilspulen 4a, 4b und 4c mit einem Wechselstrom in Gestalt einer Rechteckwelle oder Sinuswelle mit einer 90o-Phasenverschiebung versorgt werden. Geeignete Schaltmittel innerhalb der Stromquelle 7 gestatten es, die räumlich zueinander parallel verlaufenden Teilspulen jeweils nach Bedarf in Reihe oder parallel zu schalten.The sub-coils are in the manner shown in Figure 9 with a Power source 7 connected, which the sub-coils 3a and 3b with an alternating current supplied in the form of a square wave or a sine wave with a certain phase position, while the sub-coils 4a, 4b and 4c with an alternating current in the form of a square wave or sine wave with a 90o phase shift. Suitable switching means within the power source 7 allow the spatially parallel to each other To connect partial coils in series or in parallel as required.

Die Einrichtung nach Figur 9 gestattet es, eine Mehrzahl von Gefässen 9 auf die Basis 1 aufzusetzen und Rührarbeiten unter Verwendung eines in dem betreffenden Gefäß befindlichen Rührstabes 8 auszuführen, wozu die Gefässe 9 jeweils auf die Uberkreuzungsbereiche der einzelnen Teilspulen gesetzt werden, wie in Figur 9 gezeigt ist. Bei Erregung der Teilspulen in der angegebenen Weise werden in einer Schicht unmittelbar oberhalb der überkreuzungsbereiche der Teilspulen magnetische Felder erzeugt, deren Vektor in einer Ebene parallel zur Basis 1 umläuft und eine entsprechende Umlaufbewegung der magnetischen Rührstäbe 8 bewirkt. LeerseiteThe device according to FIG. 9 allows a plurality of vessels 9 on the base 1 and stirring work using one in the relevant Execute vessel located stirring rod 8, including the vessels 9 each on the Crossover areas of the individual coil sections are set, as shown in FIG is. When the sub-coils are excited in the specified manner, in one layer magnetic fields immediately above the crossover areas of the partial coils generated whose vector revolves in a plane parallel to base 1 and a corresponding one Circulation movement of the magnetic stirring rods 8 causes. Blank page

Claims

Claims Magnetic stirring device with a base (1) for support one containing the liquid to be stirred and a magnetic stir bar (8) Vessel (9) and an electromagnet assembly (3, 4), which with the magnetic rod contains interacting magnetic fields generating windings, thereby characterized in that the electromagnet assembly in at least one flat plate-shaped Space is housed, the thickness of which is of the order of magnitude smaller than the length and is the width of the room.

2. Device according to claim 1, characterized in that the electromagnet arrangement (3, 4 or 12, 13) two in the base (1), intersecting coils (3, 4), which on a flat plate-shaped, essentially rectangular Carrier (2) are wound up in such a way that the turns of one coil are parallel on the one hand a pair of rectangular sides and the turns of the other coil parallel to the other Rectangular pair of sides run.

3. Device according to claim 2, characterized in that the carrier (2) is formed by a sheet of insulating material.

4. Device according to claim 2, characterized in that the carrier (2) has a magnetically soft metal plate serving as an iron core.

5. Device according to claim 4, characterized in that the metal plate (2) a shape deviating from the rectangular shape of the carrier to form the magnetic field Owns shape.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that that the turns of the coils (3, 4) of conductor foils are formed (Figure 4).

7. Device according to claim 6, characterized in that the conductor foils for shaping the magnetic field at least partially from turn to turn have different widths.

8. Device according to one of the claims. 2 to 7, characterized in that that the edges of the carrier (2) together with the coils (3, 4) arranged on it are bent up like a flange (Figure 5)

9. Device according to one of the claims 2 to 8, characterized in that the carrier (2) is much longer than it is wide is (Figure 3).

10. Device according to claim 1, characterized in that the electromagnet arrangement Contains flat coil pairs (12, 13), which are located above the base, for receiving vessels (9) face away certain space.

11. Device according to claim 10, characterized in that two Pairs of flat coils (12, 13) essentially have a cuboid-like space as side walls limit.

12. Device according to claim 11, characterized in that at least one of the flat coils (12, 13) has a window-like opening.

13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that that the flat coils (12, 13) are housed in wall elements of a cabinet.

14. Device according to claim 12 or 13, characterized in that that the flat coils (12, 13) are designed like a frame (Figure 7).

15. Device, in particular according to claim 1 or claim 14, characterized characterized in that the electromagnet arrangement (14, 15, 18) in each case in the transverse direction to its coil axis telescoping, wide coil frame, which When pushed together, delimit a cuboid treatment room.

16. Device according to claim 15, characterized in that three Coil frames (14, 15, 18) are provided, the coil axes of which are perpendicular to one another stand,

17. Device according to claim 1, characterized in that the electromagnet arrangement (3a, 3b, 4a, 4b, 4c) two intersecting partial coil groups located in the base (1) has, in such a way that the on top of a flat plate-shaped, im essential rectangular carrier (2) of the electromagnet assembly located winding layers of the sub-coils cross over in a grid-like manner, each with a liquid to be stirred and vessels (9) containing a magnetic stirring rod (8) are placed on each of the crossover regions the partial coil winding layers can be attached.

18. Device according to claim 17, characterized in that below the crossover areas of the partial coil winding layers for field concentration Serving disks or plates (20) made of magnetically soft material are located.