DE9406450U1 - Magnet-Rühreinrichtung - Google Patents

Description

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Dr.-Ing. Helmut Herz M:HKO 102B

Dr.-Ing. Klaus Kaufmann

Magnet-Rühreinrichtung

Die Neuerung betrifft eine Magnet-Rühreinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Schutzanspruch 1.

Einrichtungen dieser Art sind aus der Europäischen Patentveröffentlichung 035 762 bekannt. Sie enthalten einen ringförmigen Halter, in den ein mit einem Umfangsflansch versehenes Untersuchungsröhrchen eingesteckt werden kann, das an seinem unteren Ende ein Magnetorgan aufweist. Dieses Magnetorgan wirkt mit veränderlichen Magnetfeldern zusammen, die von Elektromagneten in einer Basis der Einrichtung erzeugt werden. Durch abwechselnde Erregung der Elektromagneten führt das Untersuchungsröhrchen mit einem zu durchmischenden Inhalt in der ringförmigen Halterung kreisende Bewegungen aus, wobei die Achse des Untersuchungsröhrchens etwa die Erzeugende eines Kegelmantels ist.

Es ist auch bekannt, den Inhalt von Gefäßen dadurch zu rühren oder zu durchmischen, daß das betreffende Gefäß auf einer geeigneten Antriebseinrichtung aufgestellt in Umdrehung versetzt wird, wobei die Drehung im Wechsel beschleunigt und verzögert wird. Die dabei wirksame Reibung zwischen der Flüssigkeit und der Gefäßwand und die Scherkräfte in der Flüssigkeit bewirken deren Durchmischung.

Durch die Neuerung wird demgegenüber eine Magnet-Rühreinrichtung geschaffen, die eine Gerätebasis mit mindestens einem herkömmlichen Magnetfelderzeugungssystem aufweist, das sich auch zur Verwendung in Verbindung mit auf die Basisoberfläche aufgestellten Untersuchungsgefäßen eignet, in die die allgemein bekannten magnetischen Rührstäbe eingelegt

sind, um durch Umlauf des magnetischen Rührstabs mit dem vom Magnetfelderzeugungssystem erzeugten Drehfeld die Flüssigkeit im Untersuchungsgefäß zu durchmischen. Die hier angegebene Magnet-Rühreinrichtung wird aber vornehmlich zum Rühren von Flüssigkeiten in Reagenzgläsern verwendet, in die keine Rührorgane eingebracht werden sollen.

Eine Magnet-Rühreinrichtung mit einer Basis, die mindestens ein Magnetfeiderzeugungssystem enthält, welches nahe der Basisoberflache ein veränderliches Magnetfeld erzeugt, mit einem nahe der Basisoberfläche beweglich gehalterten Gefäß und einem nahe dem unteren Ende des Gefäßes an diesem befestigten Magnetorgan, welches mit dem veränderlichen Magnetfeld zur Erzeugung einer Bewegung des Gefäßes zum Durchmischen von dessen Inhalt zusammenwirkt, ist dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Gefäß in seinem oberen Bereich an einem Träger drehbar gehaltert und in seinem unteren Bereich mittels eines am Gefäß angeordneten Halters drehbar gegen die Basisoberseite abgestützt ist und daß der Halter das Magnetorgan enthält. Vorzugsweise ist der Halter auf das untere Ende des beispielsweise als Untersuchungsgefäß dienenden Reagenzglases aufgesteckt und bildet so einen Teil der Drehlagerung, der Abstützung für das Reagenzglas und auch den Antriebs, wobei dieser Teil nach Abziehen von dem Reagenzglas getrennt gehandhabt werden kann und die Reagenzgläser rasch und leicht in die neuerungsgemäße Magnet-Rühreinrichtung eingesetzt und wieder aus ihr entnommen werden können.

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Magnet-Rühreinrichtung der hier angegebenen Art, teilweise im Schnitt gezeichnet,
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Fig. 2 eine Teil-Aufsicht auf die Trägerplatte und die

oberen Enden eingesetzter Gefäße der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische, ausschnittsweise Ansicht eines an das untere Gefäßende angesteckten Halters der Einrichtung von Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gezeichnete, schematische Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform einer Magnet-Rühreinrichtung der vorliegend angegebenen Art und

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Trägerplatte der Einrichtung von Fig. 4.

Die in Fig. 1 gezeigte Magnet-Rühreinrichtung enthält eine Gerätebasis 1, in der sich eine Anzahl von Magneterzeugungssystemen befindet. Die Magneterzeugungssysteme enthalten in einer dem Fachmann bekannten Weise mit Polstücken versehen Elektromagneten, deren Wicklungen durch Wechselströme geeigneter Phase so erregt werden, daß sich oberhalb von Gruppen von beispielsweise vier Polschuhen und oberhalb der Basisoberfläche 5 magnetische Drehfelder an Rührstellen ausbilden, welche etwa in einer Horizontalebene in gewissem Abstand über der Basisoberfläche 5 rotieren. Einzelheiten der Magnetfeiderzeugungssysteme, zugehöriger Steuer- und Regeleinrichtungen sowie der Stromquellen sind zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.

Auf die Basis 1 ist ein Gestell 2 aufgesetzt, das eine Fußplatte 3, Stützen 4 und eine Trägerplatte 6 aufweist. Die Trägerplatte 6 ist mit der Fußplatte 3 über die Stützen 4 fest verbunden und weist eine Anzahl in Aufsicht quadratischer Durchbrüche 7 auf, welche vertikal fluchtend konzentrisch oberhalb von Lagervertiefungen 8 der Fußplatte 3 gelegen sind. Durch von der Basis 1 an deren Oberfläche 5 auf-

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ragende Anschlagleisten 9 ist dafür Sorge getragen, daß das Gestell 2 mit seiner Fußplatte 3 so auf die Basisoberfläche 5 aufgesetzt wird, daß sämtliche Lagervertiefungen 8 oberhalb von Rührstellen der Basis 1 gelegen sind, welche durch entsprechende Magnetfelderzeugungssysteme innerhalb der Basis vorgegeben sind.

In die Lagerdurchbrüche 7 der Trägerplatte 6 sind von oben her als Untersuchungsgefäße dienende Reagenzgläser 10 eingesetzt, deren Durchmesser im zylindrischen Teil etwas kleiner ist, als die Seitenlänge der quadratischen Lagerdurchbrüche 7. Die Außenwand der Reagenzgläser wird daher von den Mitten der vier Innenwände der Lagerdurchbrüche 7 abgestützt, wobei sich eine stabile Drehlagerung im oberen Bereich der Reagenzgläser 10 ergibt, welche nicht zum Rattern neigt, wenn sich das Reagenzglas in dem zugehörigen Lagerdurchbruch 7 dreht. Zweckmäßig ist die Trägerplatte 6 aus einem Werkstoff mit. geringem Reibungskoeffizienten, beispielsweise Tetrafluorethylen, gefertigt. Die Drehlagerungseigenschaften der Durchbrüche 7 können in bestimmten Fällen dadurch verbessert werden, daß in Weiterbildung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Ränder der Lagerdurchbrüche 7 schneidenförmig ausgebildet sind.

An das untere Ende der Reagenzgläser 10 sind vorzugsweise aus elastischem Kunststoff gefertigte Halter 11 angesteckt, deren Gestalt aus den Figuren 1 und 3 erkennbar ist. Die Halter weisen jeweils von einem eine bestimmte Dicke aufweisenden Boden 12 aufragende prismatische Haltearme 13 auf, welche die Wand eines eingesteckten Reagenzglases 10 an vier einander jeweils paarweise diametral gegenüberliegenden Stellen umfassen, wobei der Querschnitt der prismatischen Haltearme 13 so gewählt ist, daß er in etwa die kreisscheibenförmige Querschnittsform des Reagenzglases zu einem Quadrat ergänzt, das etwas kleiner ist als das durch einen Lagerdurchbruch 7 vorgegebene Quadrat. Diese Gestalt des Quer-

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schnittes der Halter 11 ermöglicht es, , ein Reagenzglas 10 mit an sein unteres Ende angestecktem Halter 11 von oben durch den Durchbruch 7 in das Gestell 2 einzuführen.

Von der Unterseite des Halterbodens 12 ragt eine Lagerspitze 14 nach abwärts, die in einer zugehörigen Lagervertiefung 8 der Fußplatte 3 Abstützung sucht.

In den Halterboden 12 ist ein Magnetstab 14a eingebettet, der so polarisiert ist, daß seine Magnetpole einander über die Längsachse des Reagenzglases 10 und des Halters 11 gegenüberliegen. Dieser Magnetstab 14a tritt mit einem durch ein Magnetfelderzeugungssystem der Basis 1 erzeugten magnetischen Drehfeld in Wechselwirkung. Anstelle des Magnetstabes kann auch ein kreisscheibenförmiges Magnetorgan vorgesehen sein, das koaxial zu dem Reagenzglas in den Halter eingebettet und parallel zu einer Durchmesserlinie diametral magnetisiert ist. Der durch die Lagerspitze 14 und die Lagervertiefung 8 abgestützte Halter 11 und das darin eingesteckte Reagenzglas 10, das im oberen Bereich eine Drehlagerung mit der Innenwand des zugehörigen Lagerdurchbruches 7 bildet, drehen sich synchron mit dem an der betreffenden Rührstelle erzeugten Drehfeld.

Wird dieses Drehfeld nun abwechselnd beschleinigt und verzögert, was durch geeignete Ansteuerung der Elektromagneten des jeweiligen Magnetfelderzeugungssystems geschieht, so erfährt eine in den Reagenzgläsern 10 befindliche, zu durchmischende Flüssigkeit 15 aufgrund der inneren Reibung in der Flüssigkeit und der Anhaftung wandnaher Flüssigkeitsschichten an dem Reagenzglas abwechselnd eine Drehbeschleunigung und eine Drehverzögerung, wodurch ein Mischeffekt erzielt wird.

Gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1 können die Halter 11 auch fest mit, den Reagenzgläsern 10 ent-

sprechenden, Untersuchungsgefäßen verbunden sein oder können an die unteren Enden solcher Untersuchungsgefäße auch einstückig angeformt sein. In solchen Fällen ist es nicht erforderlich, die Halter mit Halterarmen zu versehen und den Halterguerschnitt auf den Querschnitt der Lagerdurchbrüche abzustimmen. Jedenfalls aber ist außerhalb des Innenraumes des Untersuchungsgefäßes an dessen unterem Ende jeweils ein Magnetorgan entsprechend dem Magnetstab 14a eingeformt oder eingebettet, das mit dem magnetischen Drehfeld an der betreffenden Rührstelle zusammenwirkt, und außerdem ragt vom unteren Ende der durch das Untersuchungsgefäß und den Halter gebildeten Einheit eine Lagerspitze zur Abstützung in einer Lagervertiefung weg. Selbstverständlich kann die Lagervertiefung auch an dem Halter, d. h. auf der Seite des Untersuchungsgefäßes, vorgesehen sein, während eine Lagerspitze von der Fußplatte 3 aufragt.

Während bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 die Untersuchungsgefäße in Gestalt der Reagenzgläser 10 vertikal in dem Gestell 2 stehen und um ihre Längsachse rotieren, wird bei der Aus führungs form nach den Figuren 4 und 5 erreicht, daß ein mit einer zu durchmischenden Flüssigkeit gefülltes und in das Gestell 2 eingesetztes Reagenzglas 10 über einer Rührstelle der Basis 1 Taumelbewegungen ausführt.

Dies wird dadurch erreicht, daß die von dem Boden 12 des Halters 11 wegstehende Lagerspitze 14 bestimmten Radialabstand von der Längsachse des Reagenzglases und des Halters hat, so daß die aus dem Reagenzglas und dem Halter gebildete Einheit, wie in Fig. 4 gezeigt ist, in dem Gestell 2 schräg steht. Tritt der in den Halterboden 12 eingelassene Stabmagnet 14a mit dem durch die Basis 1 oberhalb von deren Oberfläche 5 erzeugten Drehfeld in Wechselwirkung, so rotiert das Reagenzglas mit dem Halter um eine zu ihrer Längsachse im Winkel orientierte vertikale Achse.

Bei der Aus führungs form nach den Figuren 4 und 5 weist der

Halter 11 nur zwei einander diametral gegenüberliegende, längs der Wand des Reagenzglases 10 aufragende Haltearme 13 auf, die auf ihrer Innenseite mit gewölbten Flächen federnd an der Außenwand des Reagenzglases anliegen und die durch entsprechend geformte Ausnehmungen 16 in der Berandung des im übrigen im wesentlichen runden Lagerdurchbruches 7 beim Einsetzen des Reagenzglases und des Halters in das Gestell hindurchgeschoben werden können.

Es versteht sich, daß die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Einrichtung in entsprechender Weise, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, auch so weitergebildet werden kann, daß eine Vielzahl von üntersuchungsgefaßen in eine entsprechende Vielzahl von Rührplätzen des Gestells 2 eingesetzt werden kann.

Soll bei den beschriebenen Magnet-Rühreinrichtungen Durchmischen von Flüssigkeiten in beispielsweise zylindrischen Untersuchungsgefäßen mit ebenem Boden und in die Gefäße eingelegten Magnet-Rührstäben erfolgen, so wird das Gestell 2 von der Basis 1 abgenommen, welche sodann ihre Rührstellen und die darüber erzeugbaren magnetischen Drehfelder unmittelbar darbietet, die mit den Rührstäben innerhalb der in herkömmlicher Weise auf die Rührstellen der Basis 1 aufgesetzten Gefäßen in Wechselwirkung treten.

Claims (6)

&igr;· J. —»· Dr.-Ing. Helmut Herz M:HK0102A Dr.-Ing. Klaus Kaufmann SCHUTZÄNSPRUCHE

1. Magnet-Rühreinrichtung mit einer Basis (1), die mindestens ein Magnetfelderzeugungssystem enthält, welches nahe der Basisoberseite (5) ein veränderliches Magnetfeld erzeugt, mit mindestens einem nahe dieser Basisoberseite beweglich gehalterten Gefäß (10) und einem nahe dem unteren Ende des Gefäßes an diesem befestigten Magnetorgan (14a), welches mit dem veränderlichen Magnetfeld zur Erzeugung einer Bewegung des Gefäßes zum Durchmischen von dessen Inhalt (15) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

das mindestens eine Gefäß (10) in seinem oberen Bereich an einem Träger (6) drehbar gehaltert (7) ist und in seinem unteren Bereich mittels eines am Gefäß angeordneten Halters (11) drehbar gegen die Basisoberseite (5) abgestützt ist, und daß der Halter (11) das Magnetorgan (14a) enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Magnetorgan (14a) in den Halter (11) eingebettet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Halter (11) an dem Gefäß (10) dauerhaft befestigt oder einstückig angeformt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Halter (11) an das untere Ende des im wesentlichen zylindrischen Gefäßes (10) angesteckt und von dem Gefäß lösbar ist.
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5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der Halter an seiner Unterseite eine zur Gefäßlängsachse konzentrische oder exzentrische Lagerspitze (14) oder Lagervertiefung trägt, die in einer Lagervertiefung bzw. an einer Lagerspitze an der Basisoberfläche (5) oder an einer auf diese aufgelegten Fußplatte (3) abgestützt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

der Träger (6) die Gestalt einer Trägerplatte hat, die mit einem Lagerdurchbruch (7) für das bzw. jedes zylindrische Gefäß (10) versehen ist, wobei der Querschnitt des Lagerdurchbruchs und der Gesamtguerschnitt des Gefäßes (10) und des zugehörigen Halters (11) einander entsprechen und Bereiche der Innenwand des Lagerdurchbruchs (7) einerseits und benachbarte Bereiche der Gefäßaußenwand andererseits die Drehlagerung im oberen Bereich des jeweiligen Gefäßes bilden.