EP3292621A1 - Magnetkupplung sowie rührvorrichtung mit magnetkupplung - Google Patents

Magnetkupplung sowie rührvorrichtung mit magnetkupplung

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Publication number
EP3292621A1
EP3292621A1 EP16720350.4A EP16720350A EP3292621A1 EP 3292621 A1 EP3292621 A1 EP 3292621A1 EP 16720350 A EP16720350 A EP 16720350A EP 3292621 A1 EP3292621 A1 EP 3292621A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
magnetic coupling
magnet
coupling
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16720350.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Jaegle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IKA Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
IKA Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102015005736.7A external-priority patent/DE102015005736A1/de
Application filed by IKA Werke GmbH and Co KG filed Critical IKA Werke GmbH and Co KG
Publication of EP3292621A1 publication Critical patent/EP3292621A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/11—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with dynamo-electric clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/452—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using independent floating stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements

Definitions

  • the invention relates to a Magnetkup ment, in particular: for use in a magnetic stirrer or other stirring device, comprising a rotor-stator unit comprising an electric motor, wherein on a rotor of the rotor-stator unit at least one magnet is arranged to drive a is arranged with the magnetic coupling to be coupled, at least one counter-magnet or magnetic material having Gegenkupplungs Publisheds, and having a stator having a plurality of induction coils.
  • the invention also relates to a stirring device, in particular a magnetic stirrer with such a magnetic coupling.
  • a stirring device in particular a magnetic stirrer with such a magnetic coupling.
  • Such magnetic couplings for example, be 'i are known from the prior art magnetic stirrers, but also other agitation devices, as a drive unit for use, in order, non-contact driving a generally rod-shaped magnetic stir bar which can be inserted into a filled to ver leastdem medium vessel.
  • the at least one magnet arranged on the rotor of the electric motor carries the stirring magnet as counter-coupling piece and thus enables the mixing of liquids even in closed vessels.
  • the at least one magnet of the rotor can therefore also be referred to as a driving magnet.
  • the prior art magnetic couplings in particular those used in magnetic stirrers, have proven themselves. Depending on the application, however, it may be considered disadvantageous that the previously known from the prior art magnetic clutches have a comparatively large height, which is also further increased when the stirring device in which the Magnetkup ment is installed, additional elements such as: For example, have a heater or the like, which should be arranged as close to a AufStell Color the stirring device.
  • the object of the invention is therefore to provide a magnetic coupling and a stirring device, in particular a magnetic stirrer, of the type defined above, which are each characterized by a lower axial height. To solve this problem, a magnetic coupling with the features of claim 1 is proposed.
  • the at least one magnet of the rotor in the position of use extends at least partially or completely into a space encompassed by the rotor-stator unit and / or is arranged at least partly or completely in this space.
  • a stator of the rotor-stator unit has a plurality of induction coils, which are arranged within the previously defined space, and the at least one magnet of the rotor in the position of use extend at least partially or completely into a space extending between the induction coils and / or at least partially or completely in are arranged in this space, an even more compact magnetic coupling can be created with even lower axial height. ; A further reduction in the overall height of the magnetic coupling can be achieved if, alternatively or additionally, the rotor in the position of use reaches at least partially or completely into an intermediate space extending between the induction coils of the stator, for example in the already mentioned, and / or at least partially or completely in this order.
  • a clear height of the space and / or the gap corresponds to a dimension of the induction coils of the stator measured in the direction of a rotation axis of the rotor.
  • the at least one magnet of the rotor has such a dimension, so that it fits completely into the space and / or space of the magnetic coupling. It is therefore possible that the at least one magnet of the rotor is arranged in the position of use within the space and / or the interspace of the magnetic coupling and can preferably be arranged in this.
  • a height of the at least one magnet of the rotor is at most as large as one, for example the dimension of the induction coils of the stator, which is already mentioned above, measured in the direction of the axis of rotation of the rotor.
  • an axial dimension or height of the rotor is at most as large as an axial dimension or height of the stator and / or that a radial dimension of the rotor is dimensioned such that this completely in the space between the induction coils fits.
  • the rotor has at least two magnets which, in the position of use, extend at least partially or completely into the space and / or into the intermediate space and / or are recessed therein. With at least two magnets on the rotor, it is possible to reliably entrain and drive a counter-coupling piece having at least one counter-magnet with the magnetic coupling.
  • the rotor has a recess for receiving the at least one magnet, in which the at least one magnet of the rotor is arranged in the position of use. In this way it is possible to integrate the at least one magnet of the rotor in the rotor and so on the one hand To minimize the height of the rotor and thus to keep the overall height of the entire clutch as low as possible.
  • the rotor has a respective recess for each magnet of the rotor.
  • these several: depressions for a plurality of magnets of the rotor can then expediently be distributed uniformly around one, for example, the axis of rotation of the rotor already mentioned above.
  • the rotor can be cup-shaped and the at least one magnet can be arranged at least partially or completely within a pot formed by the cup-shaped rotor.
  • a depth of, for example, the previously mentioned, pot of the cup-shaped rotor be dimensioned such that the at least one magnet at least partially or completely sunk in the pot-shaped rotor can be arranged or arranged. This means that the at least one magnet in such a rotor does not project beyond a pot edge of the rotor, but can preferably terminate flush therewith.
  • a particularly low overall height of the magnetic coupling can be achieved if the at least one magnet at least partially or even completely within the rotor and / or at least partially or completely between an aligned transversely to the axis of rotation of the rotor top and a parallel thereto and / or transverse to the axis of rotation of Rotor-oriented: bottom of the rotor is arranged.
  • the underside of the rotor described above may, in particular, be a rotor body which holds the rotor in the position of use closes at the bottom.
  • the rotor has a ring magnet, via which the rotor can be driven by the induction coils of the stator, wherein the ring magnet can be arranged on the rotor so that it surrounds the at least one magnet of the rotor at least partially or completely laterally.
  • the rotor has a rotor bottom, which is adapted to amplify a magnetic field of the at least one magnet of the rotor, in this way to improve the magnetic coupling force of the magnetic coupling.
  • the magnetic coupling has a cover plate, in the position of use of the Magnetkup ment below the at least the rotor of the electric motor of the magnetic coupling can be arranged together with the at least one magnet of the rotor. It is possible that a rotor facing away from the outside of this cover plate is designed as AufStell Structure for a vessel.
  • the cover plate of the magnetic coupling of a sheet in particular made of stainless steel.
  • a cover plate made of glass or plastic can favor a flat design of the magnetic coupling according to the invention, since such a cover plate can be kept very thin.
  • the magnetic coupling in particular one, for example, the aforementioned, cover plate of the magnetic coupling, a heating device for heating a vessel erected on her have.
  • the heating device can be arranged below a, for example, the previously mentioned, cover plate of the magnetic coupling.
  • the heating device may also include within a, for example, the previously mentioned, cover plate of the magnetic coupling embedded or arranged below this heating wires.
  • the heating device it is also possible for the heating device to have a, preferably coated, heating spiral, which can expediently be arranged on an outer side of a cover plate of the magnetic coupling, for example the one already mentioned above.
  • the magnetic coupling has a base plate arranged opposite one, for example the cover plate of the magnetic coupling already mentioned above, which is designed as a printed circuit board
  • the base plate of the magnetic coupling can have a double function: On the one hand, it can thus complete the coupling and on the other hand be carriers for circuit parts and / or sensors and / or tracks, which in turn can favor the flat design of the magnetic coupling.
  • the magnetic coupling may include: a cover plate, under and / or behind which at least the rotor of the electric motor of the magnetic coupling together with: at least one Magrieten the rotor is arranged.
  • a cover plate can complete the space enclosed by the rotor-stator unit at least to one side.
  • at least the rotor of the electric motor of the magnetic coupling can be arranged together with the at least one magnet of the rotor.
  • the arranged below and / or behind the cover plate elements of the magnetic coupling for example, be protected against loss, damage and / or contamination during transport of the magnetic coupling.
  • a Aufstell device On a side facing away from the rotor of the magnetic coupling, in particular the cover plate, a Materialsstell device can be provided. Such an adjusting device can be used to set up a vessel, in particular a stirred vessel.
  • the setting-up device can be a mounting plate.
  • the AufStellvoriques, in particular the mounting plate may have an axial distance to the magnetic coupling, in particular to the cover plate, or also on the magnetic coupling, in particular the cover plate, abut or touch them.
  • the magnetic coupling may be configured to couple a mating coupling piece disposed outside the space enclosed by the rotor-stator unit.
  • the Magnetkup ment is associated with a counter-coupling piece, which outside of the rotor-stator unit comprised space is arranged.
  • a Magnetkup ment is created by particularly low height, in the space covered by the rotor-stator unit space no counter-coupling piece is arranged. Therefore, this space can also be referred to as free from a counter-coupling piece.
  • the magnetic coupling can be
  • Counter-coupling piece which is arranged outside the space enclosed by the rotor-stator unit, comprise barren.
  • the counter-coupling piece has an axial distance to the rotor-stator unit and / or to the space enclosed by the rotor-stator unit. It is also conceivable that the mating coupling piece can be coupled or coupled axially with the magnetic coupling. In this case, an axial coupling can be set between the magnetic coupling and the counter-coupling piece. This differs from radial couplings in that here the counter-coupling piece is not arranged within the space enclosed by the rotor-stator unit and magnetic field lines form to a considerable extent along an axis of rotation of the rotor-stator unit.
  • the mating coupling piece is an agitator of a stirring device, in particular a magnetic stirrer, which is arranged outside the space enclosed by the rotor-stator unit 1. This may favor a low overall height of the stirring device, in particular of the magnetic stirrer.
  • the stirrer may be, for example, a magnetic rod or stirrer of a magnetic stirrer.
  • the counter-coupling piece can be inserted outside the space enclosed by the rotor-stator unit into a mixing vessel, in particular loosely. But it is also possible that the counter-coupling piece is movably mounted outside the space enclosed by the rotor-stator unit with respect to a stationary element of a stirring device. In this case: the counter-coupling piece can for example be arranged rotatably mounted on a fixed axis of the stirring device, in particular be attached to such.
  • the magnetic coupling according to the invention and the counter-coupling piece described above can be understood and referred to as a whole magnetic coupling. This is particularly true when it is considered that a magnetic coupling in the magnetic coupling according to the invention concretely between the at least one magnet which is provided on the rotor of the magnetic coupling according to the invention, and the counter-coupling piece and a coupling at least one coupling and a coupled element must include.
  • a torque generated by the electric motor can be arranged on the outside of the space enclosed by the rotor-stator unit
  • the aforementioned object is achieved in that the magnetic coupling used in the stirring device is a magnetic coupling according to one of claims 1 to 22.
  • the stirring device may have a cover plate for covering the magnetic coupling.
  • the cover plate can be an axial distance! to the Magnetkup ment or in the position of use of the magnetic coupling to the: magnetic coupling, in particular on a cover plate of the magnetic coupling abut.
  • Fig. 1 is a side view of a magnetic coupling according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view of the magnetic coupling according to the invention shown in Figure 1.
  • Fig. 3 shows a further side view of the magnetic coupling shown in Figures 1 and 2 with a in its position of use outside of the space encompassed by the rotor-stator unit counter-coupling piece in the form of a stirring magnet.
  • Figures 1, 2 and 3 show a designated as a whole by 1 magnetic coupling, which is particularly suitable for use in a magnetic stirrer, not shown in the figures or in another stirring device.
  • the magnetic coupling 1 has an electric motor 2 with a rotor-stator unit 5.
  • the rotor-stator unit 5 has a rotor 3, on which in the present embodiment a total of two magnets : 4 are arranged.
  • the two magnets 4 are for driving a to be coupled to the magnetic coupling 1, at least one counter-magnet or magnetic material, such as steel or ferrite, i having Gegenkupplungs- piece 23, which is not shown in Figures 1 and 2, furnished.
  • Such a mating coupling piece 23 may be, for example, a stirring magnet, which is usually rod-shaped: and is used together with a magnetic stirrer for mixing media in a vessel (see FIG. 3).
  • the vessel can be placed on a mounting surface of the magnetic stirrer for this purpose.
  • the figures show that the two magnets 4 of the rotor 3 in the position of use are completely arranged in a space 7 encompassed by the rotor-stator unit 5 and therefore do not project beyond the rotor 3 or the stator 5a upwards.
  • Figure 1 shows that the rotor 3 is cup-shaped .ist and that the at least one magnet 4, in the present embodiment, the two magnets 4, within the pot 3 formed by the rotor 3 is / are arranged. Both magnets 4 are surrounded by a circumferential rotor wall 3b :.
  • the rotor-stator unit 5 of the electric motor 2 also has a stator 5a with a total of twelve induction coils 6, which are all arranged within the space 7.
  • Figure 2 clearly shows that the induction coils 6 are arranged such that between them a gap 7a extends, define the induction coils 6, limit and surround.
  • the two magnets 4 of the rotor 3 extend according to the position of use shown in FIG These magnets 4 not only in this space 7a in, but are arranged in this completely sunk.
  • the ring magnet 8 surrounds the cup-shaped rotor 3 and has a number of magnetic poles corresponding to the number of induction coils 6, for example twelve to 16 poles, into which the ring magnet 8 is divided.
  • the ring magnet 8 allows that. the rotor 3 can be driven by means of a magnetic rotating field generated by the induction coils 6 of the stator 5.
  • both figures show that the two magnets 4 of the rotor 3 each have such a dimension so that they both completely fit together in the space 7. Both figures also show that the two magnets 4 of the rotor 3 are arranged completely in this position in the position of use. This is possible because both magnets 4 of the rotor 3 have a height which is at most as large as the dimension of the induction coils 6 of the stator 5 measured in the direction of the axis of rotation R of the rotor 3. In other words, this means that the magnets 4 of the rotor 3 shown in the figures have a slightly lower height than the induction coils 6 of the stator 5:
  • Both magnets 4 of the rotor 3 can thereby extend completely into the space 7 of the magnetic coupling 1 in use position and be sunk into the latter.
  • the two magnets 4 fit into the gap 7a and can be arranged completely sunk in this.
  • intermediate space 7a lies completely within the space 7 encompassed by the rotor-stator unit 5 and is surrounded by it.
  • a depth of the pot 3 formed by the rotor 3 a is dimensioned in the present embodiment of the magnetic coupling 1 that the at least one magnet 4, here the two magnets 4, is completely recessed in the pot 3 a of the rotor 3 / and not in the position of use over a pot edge 3c extends / extend.
  • an axial dimension or height of the rotor 3 is at most as large as an axial dimension or height of the stator 5a.
  • a radial dimension of the rotor 3 is dimensioned such that it fits completely in the gap 7a between the induction coils 6 and in this is arranged.
  • a very compact magnetic coupling 1 can be provided.
  • each of the two magnets 4 is arranged in the interior of the recesses 9 of the rotor 3 assigned to it.
  • the two depressions 9 in the rotor 3 serve to define the position of the magnets 4 and to be able to fix them better on the rotor 3.
  • the recesses 9 have a depth which corresponds to only about one tenth of the height of the magnet 4. This means that about nine tenths or more of the magnets 4 are not disposed within the recesses 9, but are free. This is favorable for the function of the magnetic coupling 1, since in this way a magnetic shielding of the magnets 4 by the depressions 9 can be prevented.
  • the two recesses 9 are distributed uniformly distributed according to Figure 2 about the axis of rotation R of the rotor 3. Since it only two recesses 9 are in the present embodiment, for a total of two magnets 4 of the rotor 3; these are logically offset by 180 ° to each other and positioned at the same distance from the axis of rotation R of the rotor 3 on the rotor 3.
  • the side view of Figure 1 shows that both magnets 4 within the rotor 3 and are arranged between a transverse to the axis of rotation R of the rotor 3 aligned upper side 10 and a parallel thereto and also aligned transversely to the axis of rotation R of the rotor 3 bottom 11 of the rotor 3.
  • the upper side 10 of the rotor 3 is defined: in the exemplary embodiment of the magnetic coupling 1 illustrated in FIGS. 1 and 2, by the upper-side pot edge 3 c of the rotor 3.
  • the underside 11 is formed by a designated 12 rotor bottom.
  • the rotor bottom 12 of the rotor 3 is set up to amplify a magnetic field of the two magnets 4 of the rotor 3 in order to improve the coupling action of the magnetic coupling 1.
  • the magnetic coupling 1 also has a cover plate 13, under which, in the position of use of the magnetic coupling 1, at least the rotor 3 of the electric motor 2 of the magnetic coupling 1 together with the two magnets 4 of the rotor 3 is arranged.
  • an outer side 14 of the cover plate 13 facing away from the rotor 3 is designed as a dividing surface 15 for a vessel.
  • Said cover plate 13 of the magnetic coupling 1 can, depending on the embodiment of the magnetic coupling 1, consist of a sheet metal, in particular of stainless steel, or of glass or of plastic, and thus be made particularly thin, which in turn favors the compact design of the magnetic coupling.
  • the magnetic coupling 1 also has a heating device 16 for heating a vessel erected on the cover plate 13. This heating device 16 can be connected to the cover plate 13 of the magnetic coupling 1 or into it be integrated.
  • the heating device 16 is arranged below the cover plate 13 of the magnetic coupling 1.
  • the heating device 16 incorporated within the cover plate 13 or disposed below the cover plate 13 and not shown in the figures Schu wires .:
  • the heating device 16 has a, preferably coated, heating spiral, which is arranged on the outer side 14 of the cover plate 13 serving as a mounting surface 15.
  • this heating coil it is also possible to arrange this heating coil within the cover plate 13 and below the cover plate 13.
  • the magnetic coupling 1 also has a cover plate 13 of the magnetic coupling 1 oppositely arranged base plate 17, which is designed to further reduce the height of the magnetic coupling 1 as a printed circuit board 18.
  • the base plate 17 can be assigned a dual function by the one hand the .
  • Magnetic coupling 1 closes towards the bottom and on the other hand acts as a carrier for circuit parts and / or sensors and / or printed conductors.
  • Pig. 3 illustrates / that the magnetic coupling is arranged 1 to the outside of the to be coupled and 5 covered by the rotor-stator unit 'room 7 arranged counter clutch piece 23 to be driven in the desired manner by means of the electric motor. 2
  • the counter-coupling piece 23 of the magnetic coupling 1 is assigned.
  • the counter clutch piece 23 has an axial distance from the rotor-stator unit 5 and to that of the: on comprised rotor-stator unit space. 7
  • the symbolsüpplungs choir 23 is axially coupled to the magnetic coupling 1 drivable coupled and can be driven by means of the electric motor 2. It can also be said that a magnetic coupling between the two magnets 4 and the counter-coupling piece 23 is established.
  • the counter-coupling piece 23 shown in FIG. 3 is a stirring element of a stirring device 24 arranged outside the space 7 enclosed by the rotor-stator unit 5, in this case a stirring magnet or stirring rod or stirring fish of a magnetic stirrer.
  • the counter-coupling piece 23 outside of the space enclosed by the rotor-stator unit 5 space 7 in a not shown in the figures mixing vessel can be inserted loosely and driven by the magnetic coupling 1.
  • the counter-coupling element 23 may also be a stirring member which is movably mounted outside the space 7 enclosed by the rotor-stator unit 5 relative to a stationary element of the stirring device 24.
  • the magnetic coupling 1 shown in the figures can be integrated in various, not shown in the figures stirring devices. Particularly advantageously, the magnetic coupling 1 can be integrated into a magnetic stirrer (also not shown in the figures) and thus provide a magnetic stirrer with a reduced overall height.
  • the figures also show that the rotor 3 is mounted rotatably in the rotor-stator unit 5 about an axis 21 by means of a first lower bearing 19 and a second upper bearing 20. With a recessed central portion 22 of the rotor 3 is on the lower bearing 19. The upper bearing 20 is in the use position on the central portion 22. The axis 21 is inserted in each case through a hole in the rotor 3 and in the two bearings 19 and 20.
  • the two bearings 19 and 20 are designed as plain bearings, but in another embodiment of the Magnetkup ment 1 but also be designed as a rolling bearing.
  • the magnetic coupling 1 according to the invention and the counter-coupling piece 23 can also be referred to as a magnetic coupling unit. This then comprises the magnetic coupling 1 and the counter-coupling piece 23 which can be coupled thereto and which is arranged outside the space 7 enclosed by the rotor-stator unit 5.
  • the stirring device 24 may have the magnetic coupling unit. : In a not shown in the figures, ⁇ embodiment of the stirring device 24 according to the invention, the stirring device, a cover plate for covering the Magnetic coupling 1 on.
  • the cover plate may have an axial distance to the magnetic coupling 1 or rest in the position of use of the magnetic coupling 1 to the magnetic coupling 1.

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Abstract

Zur Reduzierung der Bauhöhe einer Magnetkupplung (1), die sich insbesondere zur Verwendung in einem Magnetrührer eignet, ist wenigstens ein Magnet (4 ) des Rotors (3), der als Mitnehmermagnet für ein Gegenkupplungsstück der Magnetkupplung fungiert, insbesondere für einen Rührmagneten eines Magnetrührers, derartig angeordnet, dass er zumindest teilweise oder vollständig in einen von einer Rotor-Stator-Einheit (5) der Magnetkupplung (1) umfassten Raum (7) hineinragt und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem Raum (7) angeordnet ist.

Description

Magnetkup lung sowie Rührvorrichtung mit Magnetkupplung
Die Erfindung betrifft eine Magnetkup lung, insbesondere: zur Verwendung in einem Magnetrührer oder einer anderen Rührvorrichtung, mit einem eine Rotor-Stator-Einheit umfassenden Elektromotor, wobei an einem Rotor der Rotor- Stator-Einheit wenigstens ein Magnet angeordnet ist, der zum Antrieb eines mit der Magnetkupplung zu kuppelnden, zumindest einen Gegenmagneten oder magnetisches Material aufweisenden Gegenkupplungsstücks eingerichtet ist, und mit einem Stator, der mehrere Induktionsspulen aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Rührvorrichtung, insbesondere einen Magnetrührer mit einer derartigen Magnetkupplung . Derartige Magnetkupplungen kommen beispielsweise be'i aus dem Stand der Technik bekannten Magnetrührern, aber auch anderen Rührvorrichtungen, als Antriebseinheit zum Einsatz, um einen meist stabförmigen Rührmagneten, der in ein mit zu verrührendem Medium gefülltes Gefäß eingelegt werden kann, berührungslos anzutreiben.
Dabei nimmt der wenigstens eine an dem Rotor des Elektromotors angeordnete Magnet den Rührmagneten als Gegenkupplungsstück mit und ermöglicht so das Vermischen von Flüssigkeiten selbst in geschlossenen Gefäßen. Der wenigstens eine Magnet des Rotors kann daher auch als Mitnehmermagnet bezeichnet werden.
Die aus dem Stand der Technik vorbekannten Magnetkupplungen, insbesondere solche, die bei Magnetrührern zum Einsatz kommen, haben sich bewährt. Je nach Anwendungsfall kann es jedoch als nachteilig empfunden werden, dass die aus dem Stand der Technik vorbekannten Magnetkupplungen eine vergleichsweise große Bauhöhe aufweisen, die zudem noch vergrößert wird, wenn die Rührvorrichtung, in der die Magnetkup lung verbaut- ist, zusätzliche Elemente, wie: beispielsweise eine Heizeinrichtung oder dergleichen aufweisen, die möglichst nah an einer AufStellfläche der Rührvorrichtung angeordnet sein sollten. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Magnetkupplung und eine Rührvorrichtung, insbesondere einen Magnetrührer, der eingangs definierten Art zu schaffen, die sich jeweils durch eine geringere axiale Bauhöhe auszeichnen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Magnetkupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Magnet des Rotors in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in einen von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raum hineinreicht und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem angeordnet ist.
Auf diese Weise kann eine besonders flache Bauhöhe der Magnetkupplung erzielt werden, da der wenigstens eine an dem Rotor angeordnete Magnet zumindest teilweise innerhalb des zuvor beschriebenen Raums der Rotor-Stator-Einheit angeordnet ist.
Wenn ein Stator der Rotor-Stator-Einheit mehrere Induktionsspulen aufweist, die Innerhalb des zuvor definierten Raums angeordnet sind, und der wenigstens eine Magnet des Rotors in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in einen sich zwischen den Induktionsspulen erstreckenden Zwischenraum hineinreichen und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem Zwischenraum angeordnet sind, kann eine noch kompaktere Magnetkupplung mit noch geringerer axialer Bauhöhe geschaffen werden .; Eine weitere Reduzierung der Bauhöhe der Magnetkupplung kann erreicht werden, wenn alternativ oder zusätzlich dazu der Rotor in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in einen, beispielsweise in den bereits zuvor erwähnten, sich zwischen den Induktionsspulen des Stators erstreckenden Zwi- schenraum hineinreicht und/oder zumindest teilweise oder vollständig ih diesem angeordnet ist.
Dabei kann es^ zweckmäßig sein, wenn eine lichte Höhe des Raums und/oder des Zwischenraums einer in Richtung einer Ro- tationsachse des Rotors gemessenen Abmessung der Induktionsspulen des Stators entspricht.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Magnetkupplung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Magnet des Rotors eine derartige Abmessung aufweist, so dass er vollständig in den Raum und/oder Zwischenraum der Magnetkupplung passt. Damit ist es möglich, dass der wenigstens eine Magnet des Rotors in Gebrauchsstellung innerhalb des Raums und/oder des Zwischenraums der Mag- netkupplung angeordnet ist und vorzugsweise in diesem angeordnet werden kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Höhe des wenigstens einen Magneten des Rotors höchstens so groß wie eine, beispielsweise die zuvor bereits erwähnte, in Richtung der Rotationsachse des Rotors gemessene Abmessung der Induktionsspulen des Stators ist. Das bedeutet, dass ein derartiger Magnet des Stators auch von seiner Höhe her in den von den Induktionsspulen des Stators definierten- Zwischenraum passen kann, da seine Höhe nicht größer als die in Richtung der Rotationsachse des Rotors gemessene Abmessung der Induktionsspulen ist, deren Größe maßgeblich für die lichte Höhe ::des besagten Raums und/oder Zwischenraums sein kann und damit maßgeblich : für den insgesamt für die Unterbringung des Rotors und seines wenigstens einen Magneten in dem Raum und/oder Zwischenraum sein kann. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass eine axiale Abmessung oder Höhe des Rotors höchstens so groß wie eine axiale Abmessung oder Höhe des Stators ist und/oder dass eine radiale Abmessung des Rotors so bemessen ist,: dass dieser vollständig in den Zwischenraum zwischen den Induktionsspulen passt. So kann eine besonders kompakte Magnetkupplung bereitgestellt werden, da sich ein derartiger Rotor vollständig in den Zwischenraum zwischen den Induktionsspulen des Stators anordnen lässt, der in axialer Richtung nicht über den Stator überstehen muss .
Zweckmäßig kann es sein, wenn der Rotor wenigstens zwei Magnete aufweist, die in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in den Raum und/oder in den Zwischenraum hineinreichen und/oder in diesem versenkt sind. Mit wenigstens zwei Magneten an dem Rotor ist es möglich, ein zumindest einen Gegenmagneten aufweisendes Gegenkupplungsstück zuverlässig mit der Magnetkupplung mitzunehmen und anzutreiben.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Rotor eine Vertiefung zur Aufnahme des wenigstens einen Magneten aufweist, in der der wenigstens eine Magnet des Rotors in Gebrauchsstellung angeordnet st. Auf diese Weise ist es möglich, den wenigstens eine Magnet des Rotors in den Rotor zu integrieren und so einerseits die Bauhöhe des Rotors zu minimieren und damit auch die Bauhöhe der gesamten Kupplung so gering wie möglich zu halten.
Bei der Verwendung von mehr als nur einem Magneten an dem Rotor kann es vorteilhaft sein, wenn der Rotor für jeden Magneten des Rotors jeweils eine eigene Vertiefung aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Magnetkupplung können diese mehreren: Vertiefungen für mehrere Magnete des Rotors dann zweckmäßigerweise gleichmäßig um eine, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte, Rotationsachse des Rotors verteilt angeordnet sein.
Ferner kann der Rotor topfförmig ausgebildet und der wenigstens eine Magnet zumindest teilweise oder vollständig innerhalb eines von dem topfförmigen Rotor gebildeten Topfes angeordnet sein. Dabei kann eine Tiefe eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten, Topfes des topfförmigen Rotors derart bemessen sein, dass der wenigstens eine Magnet zumindest teilweise oder vollständig versenkt in dem topfförmigen Rotor anordenbar oder angeordnet ist. Das- bedeutet also, dass der wenigstens eine Magnet bei einem derartigen Rotor nicht über einen Topfrand der Rotors übersteht, sondern vorzugsweise bündig mit diesem abschließen kann.
Eine besonders geringe Bauhöhe der Magnetkupplung lässt sich erzielen, wenn der wenigstens eine Magnet zumindest teilweise oder gar vollständig innerhalb des Rotors und/oder zumindest teilweise oder vollständig zwischen einer quer zur Rotationsachse des Rotors ausgerichteten Oberseite und einer dazu parallelen und/oder quer zur Rotationsachse des Rotors ausgerichteten : Unterseite des Rotors angeordnet ist. Bei der zuvor beschriebenen Unterseite des Rotors kann es sich insbesondere um einen Rotörboden handeln, der den Rotor in Gebrauchsstellung nach unten hin abschließt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Rotor einen Ringmagneten aufweist, über den der Rotor von den Induktionsspulen des Stators antreibbar ist, wobei der Ringmagnet so an dem Rotor angeordnet sein kann, dass er den wenigstens einen Magneten des Rotors zumindest teilweise oder vollständig seitlich umgibt.
Bei einer weiteren vorteilhaften: Ausführungsform der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass der Rotor einen Rotorboden aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld des wenigstens einen Magneten des Rotors zu verstärken, auf diese Weise also die magnetische Kupplungskraft der Magnetkupplung zu verbessern.
Dies kann insbesondere von Bedeutung sein, wenn die Magnetkupplung bei einem Magnetrührer eingesetzt wird, der zur Verarbeitung und zum Vermischen besonders viskoser Medien eingesetzt wird, bei denen eine ausreichend große Kupplungskraft erforderlich ist, um ein Abreißen der magnetischen Kupplung zu vermeiden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Magnetkupplung eine Ab- deckplatte aufweist, in Gebrauchsstellung der Magnetkup lung unterhalb der zumindest der Rotor des Elektromotors der Magnetkupplung mitsamt dem wenigstens einen Magneten des Rotors angeordnet sein kann. Dabei ist es möglich, dass eine dem Rotor abgewandte Außenseite dieser Abdeckplatte als AufStellfläche für ein Gefäß ausgebildet ist.
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Insbesondere bei Integration der Magnetkup lung in einen Magnetrührer kann sich so eine besonders kompakte Bauweise einerseits der Magnetkupplung und andererseits und resultierend daraus auch des Magnetrührers ergeben.
Dabei kann die Abdeckplatte der Magnetkupplung aus einem Blech, insbesondere aus Edelstahl bestehen. Es ist aber auch denkbar, eine Abdeckplatte aus Glas oder aus Kunststoff vorzusehen. Eine aus Blech, Glas oder Kunststoff hergestellte Abdeckplatte kann eine flache Bauweise der erfindungsgemäßen Magnetkupplung begünstigen, da eine derartige Abdeckplatte sehr dünn gehalten sein kann.
Zweckmäßigerweise kann die Magnetkupplung, insbesondere eine, beispielsweise die zuvor erwähnte, Abdeckplatte der Magnetkupplung, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen eines auf ihr aufgestellten Gefäßes aufweisen.
Dabei kann die Heizeinrichtung unterhalb einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Abdeckplatte der Magnetkupplung angeordnet sein. Die Heizeinrichtung kann auch innerhalb einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Abdeckplatte der Magnetkupplung eingelassene oder unterhalb dieser angeordnete Heizdrähte umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Heizeinrichtung eine, vorzugsweise beschichtete, Heizspirale aufweist, die zweckmäßigerweise an einer als AufStellfläche dienenden Außenseite einer, bei- spielsweise der bereits zuvor erwähnten, Abdeckplatte der Magnetkupplung angeordnet sein kann.
Wenn die Magnetkupplung eine einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Abdeckplatte der Magnetkupplung gegen- überliegend angeordnete Grundplatte aufweist, die als Leiterplatte ausgebildet ist, kann die Grundplatte der Magnetkupplung eine Doppelfunktion haben: Einerseits kann sie so die Kupplung abschließen und andererseits Träger für Schaltungsteile und/oder Sensoren und/oder Leiterbahnen sein, was wiederum die flache Bauweise der Magnetkupplung begünstigen kann.
Die Magnetkupplung kann : eine Abdeckplatte aufweisen, unter und/oder hinter der zumindest der Rotor des Elektromotors der Magnetkupplung mitsamt dem: wenigstens einen Magrieten des Rotors angeordnet ist. Eine derartige Abdeckplatte kann den von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raum zumindest zu einer Seite bin abschließen. Unter und/oder hinter der Abdeckplatte kann zumindest der Rotor des Elektromotors der Magnetkupplung mitsamt dem wenigstens einen Magneten des Rotors angeordnet sein. So können die unterhalb und/oder hinter der Abdeckplatte angeordneten Elemente der Magnetkupplung beispielsweise bei einem Transport der Magnetkupplung vor Verlust, Beschädigung und/oder Verschmutzung geschützt sein.
An einer dem Rotor abgewandten Außenseite der Magnetkupplung, insbesondere der Abdeckplatte, kann eine AufStellvorrichtung vorgesehen sein. Eine derartige AufStellvorrichtung kann zum Aufstellen eines Gefäßes, insbesondere eines Rührgefäßes dienen. Dabei kann die AufStellvorrichtung eine Aufstellplatte sein. Die AufStellvorrichtung, insbesondere die Aufstellplatte, kann einen axialen Abstand zu der Magnetkupplung, insbesondere zu der Abdeckplatte, aufweisen oder aber auch an der Magnetkupplung, insbesondere der Abdeckplatte, anliegen oder diese berühren. Die Magnetkupplung kann dazu eingerichtet sein, ein außerhalb des von der Rotor-Statör-Einheit umfassten Raums angeordnetes Gegenkupplungsstück zu kuppeln. Dazu kann der Magnetkup lung ein Gegenkupplungsstück zugeordnet ist, das außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums angeordnet ist. So wird eine Magnetkup lung von besonders geringer Bauhöhe geschaffen, in deren von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raum keinerlei Gegenkupplungsstück angeordnet ist. Daher kann dieser Raum auch als frei von einem Gegenkupplungsstück bezeichnet werden. Die Magnetkupplung kann ein
Gegenkupplungsstück, das außerhalb des von der Rotor-Stator- Einheit umfassten Raums angeordnet ist, umfassen öder aufweisen.
Es ist möglich, dass das Gegenkupplungsstück einen axialen Abstand zu der Rotor-Stator-Einheit und/oder zu dem von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums aufweist. Denkbar ist es auch, dass das Gegenkupplungsstück axial mit der Magnetkupplung kuppelbar oder gekuppelt ist. Zwischen der Magnetkupplung und dem Gegenkupplungsstück kann sich dabei eine axiale Kupplung einstellen. Diese unterscheidet sich von radialen Kupplungen dadurch, dass hier das Gegenkupplungsstück nicht innerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums angeordnet ist und sich Magnetfeldlinien zu einem beträchtlichen Teil entlang einer Rotationsachse der Rotor-Stator-Einheit ausbilden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gegenkupplungsstück ein außerhalb des von der Rotor- Stator-Einheit ^umfassten Raums angeordnetes Rührorgan einer Rührvorrichtung, insbesondere eines Magnetrührers , ist. Dies kann eine geringe Bauhöhe der Rührvorrichtung, insbesondere des Magnetrührers begünstigen. Das Rührorgan kann beispielsweise ein Magnetstab oder Rührfisch eines Magnetrührers sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Gegenkupplungsstück außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums in ein Rührgefäß, insbesondere lose, einlegbar ist. Es ist aber auch möglich, dass das Gegenkupplungsstück außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums gegenüber einem feststehenden Element einer Rührvorrichtung beweglich gelagert ist. Dabei: kann das Gegenkupplungsstück beispielsweise drehbar gelagert an einer feststehenden Achse der Rührvorrichtung angeordnet, insbesondere auf eine solche aufgesteckt sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der Erfindung die erfindungsgemäße Magnetkupplung und das zuvor beschriebene Gegenkupplungsstück insgesamt als Magnetkupplung verstanden und bezeichnet werden können. Dies insbesondere dann, wenn die Auffassung vertreten wird, dass sich eine magnetische Kupplung bei der erfindungsgemäßen Magnetkupplung konkret zwischen dem wenigstens einen Magneten, der an dem Rotor der erfindungsgemäßen Magnetkupplung vorgesehen ist, und dem Gegenkupplungsstück ausbildet und eine Kupplung zumindest ein kuppelndes und ein gekoppeltes Element umfassen muss.
Mithilfe des Elektromotors, des Rotors und des wenigstens einen Magneten, der an dem Rotor angeordnet ist, kann ein von dem Elektromotor erzeugtes Drehmoment auf das außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit umfassten Raums angeordnete
Gegenkupplungsstück übertragen und so das Gegenkupplungsstück drehend angetrieben werden.
Bei der eingangs definierten Rührvorrichtung, insbesondere wenn sie als Magnetrührer ausgebildet ist, wird die zuvor erwähnte Aufgabe dadurch gelöst, dass die in der Rührvorrichtung verwendete Magnetkupplung eine Magnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 ist.
Auf diese Weise kann die Bauhöhe der Rührvorrichtung, insbesondere des Magnetrührers, reduziert sein und somit eine be- sonders kompakte Rührvorrichtung geschaffen werden.
Die Rührvorrichtung kann eine Abdeckplatte zum Abdecken der Magnetkupplung aufweisen. Dabei kann die Abdeckplatte einen axialen Abstand! zu der Magnetkup lung haben oder in Gebrauchsstellung der Magnetkupplung an der : Magnetkupplung, insbesondere an einer Abdeckplatte der Magnetkupplung, anliegen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in teilweise stark schematisierter Darstellung:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Magnetkupplung sowie
Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Magnetkupplung .
Fig. 3 eine weitere Seitenansicht der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Magnetkupplung mit einem in seiner Gebrauchsstellung außerhalb des von der Rotor-Stator- Einheit umfassten Raums angeordneten Gegenkupplungsstück in Form eines Rührmagneten.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Magnetkupplung, die sich insbesondere zur Verwendung in einem in den Figuren nicht dargestellten Magnetrührer oder auch in einer anderen Rührvorrichtung eignet.
Die Magnetkupplung 1 weist einen Elektromotor 2 mit einer Rotor-Stator-Einheit 5 auf. Die Rotor-Stator-Einheit 5 weist einen Rotor 3 auf, an dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt zwei Magnete: 4 angeordnet sind. Die beiden Magnete 4 sind zum Antrieb eines mit der Magnetkupplung 1 zu kuppelnden, zumindest einen Gegenmagneten oder magnetisches Material, beispielsweise Stahl oder Ferrit, i aufweisenden Gegenkupplungs- stücks 23, das in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt ist, eingerichtet. Ein derartiges Gegenkupplungsstück 23 kann beispielsweise ein Rührmagnet sein, der meistens stabförmig ausgebildet :ist und zusammen mit einem Magnetrührer zum Durchmischen von in einem Gefäß befindlichen Medien verwendet wird (siehe Fig. 3) . Das Gefäß kann zu diesem Zweck auf eine AufStellfläche des Magnetrührers aufgestellt werden.
Die Figuren zeigen, dass die beiden Magnete 4 des Rotors 3 in Gebrauchsstellung vollständig in einem von der Rotor-Stator- Einheit 5 umfassten Raum 7 angeordnet sind und daher weder über den Rotor 3 noch den Stator 5a nach oben hin überstehen.
Insbesondere Figur 1 zeigt, dass der Rotor 3 topfförmig ausgebildet .ist und dass der wenigstens eine Magnet 4, im vor- liegenden Ausführungsbeispiel die beiden Magnete 4, innerhalb des von dem Rotor 3 gebildeten Topfes 3a angeordnet ist/sind. Dabei sind beide Magnete 4 von einer umlaufenden Rotorwandung 3b: umgeben. Die Rotor-Stator-Einheit 5 des Elektromotors 2 weist außerdem einen Stator 5a mit insgesamt zwölf Induktionsspulen 6 auf, die allesamt innerhalb des Raums 7 angeordnet sind.
Insbesondere Figur 2 zeigt deutlich, dass die Induktionsspulen 6 derartig angeordnet sind, dass sich zwischen ihnen ein Zwischenraum 7a erstreckt, den die Induktionsspulen 6 definieren, begrenzen und umgeben. Die beiden Magnete 4 des Rotors 3 reichen gemäß der in Figur 1 dargestellten Gebrauchsstellung dieser Magnete 4 nicht nur in diesen Zwischenraum 7a hinein, sondern sind in diesem auch vollständig versenkt angeordnet.
Die Seitenansicht der : Magnetkup lung 1 gemäß Figur 1 zeigt deutlich, dass eine lichte Höhe des Raums 7 und auch des Zwischenraums 7a einer in Richtung einer Rotationsachse R des Rotors 3 gemessenen Abmessung der Induktionsspulen 6 des Stators 5 entspricht. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die zur Verfügung stehende lichte Höhe des Raums 7 bzw. des Zwi- schenraums 7a zwischen den Induktionsspulen 6 so groß ist, wie die Höhe der Induktionsspulen 6 des Stators 5 des Elektromotors 2 der Magnetkupplung 1.
Gemäß den Figuren weist der Rotor 3 des Elektromotors 2 an seiner den Induktionsspulen 6 in Gebrauchsstellung zugewandten Umfangsseite , die eine Außenseite der umlaufenden Rotorwandung 3b ist, zudem einen Ringmagneten 8 auf. Der Ringmagnet 8 umgibt den topfförmigen Rotor 3 und weist eine mit der Anzahl von Induktionsspulen 6 korrespondierende Anzahl von magnetischen Polen auf, beispielsweise zwölf bis 16 Pole, in die der Ringmagnet 8 unterteilt ist.
Der Ringmagnet 8 ermöglicht, dass . der Rotor 3 mithilfe eines von den Induktionsspulen 6 des Stators 5 erzeugten magnetischen Drehfeldes angetrieben werden kann.
Beide Figuren zeigen, dass die beiden Magneten 4 des Rotors 3 jeweils eine derartige Abmessung aufweisen so dass sie beide gemeinsam vollständig in den Raum 7 passen. Beide Figuren zeigen außerdem, dass die beiden Magneten 4 des Rotors 3 in Gebrauchsstellung vollständig innerhalb dieses Raums 7 angeordnet sind. Dies ist möglich, weil beide Magnete 4 des Rotors 3 eine Höhe aufweisen, die höchstens so groß wie die in Richtung der Rotationsachse R des Rotors 3 gemessene Abmessung der Induktionsspulen 6 des Stators 5 sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die in den Figuren dargestellten Magnete 4 des Rotors 3 eine etwas geringere Höhe als die Induktionsspulen 6 des Stators 5 aufweisen.:
Beide Magnete 4 des Rotors 3 können dadurch in Gebrauchsstel - lung vollständig in den Raum 7 der Magnetkupplung 1 hineinreichen und in diesen versenkt sein.
Da auch die lichte Höhe des Zwischenraums 7a zwischen den Induktionsspulen ; 6 maßgeblich von deren Höhe bestimmt wird, passen die beiden Magnete 4 auch in den Zwischenraum 7a und können auch in diesem vollständig versenkt angeordnet sein.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Zwischenraum 7a vollständig innerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raums 7 liegt und von diesem umgeben ist.
Eine Tiefe des von dem Rotor 3 gebildeten Topfes 3a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Magnetkupplung 1 so bemessen, dass der wenigstens eine Magnet 4, hier die beiden Magnete 4, vollständig in dem Topf 3a des Rotors 3 versenkt angeordnet ist/sind und in Gebrauchsstellung nicht über einen Topfrand 3c hinausreicht/hinausreichen .
Aus den Figuren erkennt man auch, dass eine axiale Abmessung oder Höhe des Rotors 3 höchstens so groß wie eine axiale Abmessung oder Höhe des Stators 5a ist. Eine radiale Abmessung des Rotors 3 ist so bemessen, dass dieser vollständig in den Zwischenraum 7a zwischen den Induktionsspulen 6 passt und in diesem angeordnet ist. Somit kann eine sehr kompakte Magnetkupplung 1 bereitgestellt werden.
Beide Figuren zeigen, dass der Rotor 3 für jeden der beiden Magnete 4 jeweils eine Vertiefung 9 aufweist, die der Aufnahme der beiden Magnete 4 dienen. Aus der in den beiden Figuren dargestellten Gebrauchsstellung: wird deutlich, dass jeder der beiden Magneten 4 des Rotors 3 in Gebrauchsstellung in jeweils einer der beiden an dem Rotor 3 vorhandenen Vertiefungen 9 angeordnet ist.
Gemäß Figur 1 wird deutlich, dass jeder der beiden Magneten 4 dabei im^ Inneren der ihnen zugeordneten Vertiefungen 9 des Rotors 3 angeordnet ist. Die beiden Vertiefungen 9 in dem Rotor 3 dienen dazu, die Lage der Magneten 4 zu definieren und diese besser an dem Rotor 3 festlegen zu können.
Die Vertiefungen 9 haben dabei eine Tiefe die nur etwa einem Zehntel der Höhe der Magneten 4 entspricht. Das bedeutet, dass etwa neun Zehntel oder mehr der Magnete 4 nicht innerhalb der Vertiefungen 9 angeordnet, sondern frei sind. Dies ist für die Funktion der Magnetkupplung 1 günstig, da auf diese Weise eine magnetische Abschirmung der Magnete 4 durch die Vertiefungen 9 verhindert werden kann.
Die beiden Vertiefungen 9 sind dabei gemäß Figur 2 gleichmäßig verteilt um die Rotationsachse R des Rotors 3 verteilt angeordnet. Da es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich zwei Vertiefungen 9 für insgesamt zwei Magnete 4 des Rotors 3 gibt ,; sind diese folgerichtig um 180° zueinander versetzt und in gleichem Abstand zu der Rotationsachse R des Rotors 3 an dem Rotor 3 positioniert. Die Seitenansicht gemäß Figur 1 zeigt, dass beide Magnete 4 innerhalb des Rotors 3 und zwischen einer quer zur Rotationsachse R des Rotors 3 ausgerichteten Oberseite 10 und einer dazu parallelen und ebenfalls quer zur Rotationsachse R des Rotors 3 ausgerichteten Unterseite 11 des Rotors 3 angeordnet sind.
Die Oberseite 10 des Rotors 3 wird: bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Magnetkupplung 1 durch den oberseitigen Topfrand 3c des Rotors 3 definiert. Die Unterseite 11 wird dabei von einem mit 12 bezeichneten Rotorboden gebildet.
Der Rotorboden 12 des Rotors 3 ist dazu einrichtet, ein Magnetfeld der beiden Magnete 4 des Rotors 3 zu verstärken, um die Kupplungswirkung der Magnetkupplung 1 zu verbessern.
Die Magnetkupplung 1 weist außerdem eine Abdeckplatte 13 auf, unter der in Gebrauchsstellung der Magnetkupplung 1 zumindest der Rotor 3 des Elektromotors 2 der Magnetkupplung 1 mitsamt den beiden Magneten 4 des Rotors 3 angeordnet ist. Dabei ist eine dem Rotor 3 abgewandte Außenseite 14 der Abdeckplatte 13 als Aufsteilfläche 15 für ein Gefäß ausgebildet.
Besagte |Abdeckplatte 13 der Magnetkupplung 1 kann je nach Ausführungsform der : Magnetkupplung 1 dabei aus einem Blech, insbesondere aus Edelstahl, oder aus Glas oder aus Kunststoff bestehen und so besonders dünn ausgebildet sein, was die kompakte Bauform der Magnetkupplung wiederum begünstigt. Die Magnetkupplung 1 weist zudem eine Heizeinrichtung 16 zum Erwärmen eines auf der Abdeckplatte 13 aufgestellten Gefäßes auf.. Diese Heizeinrichtung 16 kann dabei mit der Abdeckplatte 13 der Magnetkupplung 1 verbunden beziehungsweise in diese integriert sein.
Bei einer Ausführungsform der Magnetkup lung 1 ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung 16 unterhalb der Abdeckplatte 13 der Magnetkupplung 1 angeordnet ist. Dabei umfasst die Heizeinrichtung 16 innerhalb der Abdeckplatte 13 eingelassene oder unterhalb der Abdeckplatte 13 angeordnete und in den Figuren nicht dargestellte Heizdrähte.:
Bei einer anderen Ausführungsform der Magnetkupplung 1 weist die Heizeinrichtung 16 eine, bevorzugt beschichtete Heizspirale auf, die an der als AufStellfläche 15 dienenden Außenseite 14 der Abdeckplatte 13 angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Heizspirale innerhalb der Abdeckplatte 13 beziehungsweise unterhalb der Abdeckplatte 13 anzuordnen.
Die Magnetkupplung 1 weist zudem eine der Abdeckplatte 13 der Magnetkupplung 1 gegenüberliegend angeordnete Grundplatte 17 auf, die zur weiteren Reduktion der Bauhöhe der Magnetkupplung 1 als Leiterplatte 18 ausgebildet ist. Somit kann der Grundplatte 17 eine Doppelfunktion zugewiesen sein, indem sie einerseits die . Magnetkupplung 1 nach unten hin abschließt und andererseits als Träger für Schaltungsteile und/oder Sensoren und/oder Leiterbahnen fungiert.
Pig. 3 veranschaulicht/ dass die Magnetkupplung 1 dazu eingerichtet ist, das außerhalb des von der Rotor-Stator- Einheit' 5 umfassten Raums 7 angeordnete Gegenkupplungsstück 23 zu kuppeln und mithilfe des Elektromotors 2 in gewünschter Weise anzutreiben. Dazu ist das Gegenkupplungsstück 23 der Magnetkupplung 1 zugeordnet. Durch die Drehbewegung, die der Rotor 3 und seine Magnete 4 im Betrieb der Magnetkupplung 1 erfahren, kann das Gegerikupplungsstück 23 mit den Magneten 4 gekuppelte Gegenkupplungsstück 23 drehend angetrieben und in die gewünschte Rotation versetzt werden.
Das Gegenkupplungsstück 23 : weist einen axialen Abstand zu der Rotor-Stator-Einheit 5 und zu dem von der: Rotor-Stator-Einheit umfassten Raum 7 auf. Dabei ist das Gegenküpplungsstück 23 axial mit der Magnetkupplung 1 kuppelbar öder gekuppelt und kann mithilfe des Elektromotors 2 angetrieben werden. Dabei lässt sich auch sagen, dass sich eine magnetische Kupplung zwischen den beiden Magneten 4 und dem Gegenkupplungsstück 23 einstellt.
Dadurch, dass das Gegenkupplungsstück 23 außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raums 7 und mit einem axialen Abstand zu diesem angeordnet ist, stellt sich eine sogenannte axiale Kupplung zwischen der Magnetkup lung 1, insbesondere zwischen den Magneten 4 des Rotors 3 der Magnetkupplung 1, und dem Gegenkupplungsstück 23 ein. Das in Figur 3 dargestellte Gegenkupplungsstück 23 ist ein außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raums 7 angeordnetes Rührorgan einer Rührvorrichtung 24, hier ein Rührmagnet oder Rührstab oder Rührfisch eines Magnetrührers . Dabei ist das Gegenkupplungsstück 23 außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raums 7 in ein in den Figuren nicht dargestelltes Rührgefäß lose einlegbar und mittels der Magnetkupplung 1 antreibbar. Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Gegenkupplungselement 23 auch ein Rührorgan sein, das außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit: 5 umfassten Raums 7 gegenüber einem feststehenden Element der Rührvorrichtung 24 beweglich gelagert ist. Dabei kann das Gegenkupplungsstück 23 beispielsweise drehbar gelagert an einer feststehenden Achse der Rührvorrichtung angeordnet, insbesondere auf eine solche aufgesteckt sein.
Die in den Figuren dargestellte Magnetkupplung 1 kann in verschiedenen, in den Figuren nicht dargestellten Rührvorrichtungen integriert sein. Besonders vorteilhafterweise lässt sich die Magnetkupplung 1 dabei in einen Magnetrührer (ebenfalls in den Figuren nicht dargestellt) integrieren und so ein Magnetrührer mit reduzierter Bauhöhe bereitstellen.
Die Figuren zeigen außerdem, dass der Rotor 3 mittels eines ersten unteren Lagers 19 und eines zweiten oberen Lagers 20 um eine Achse 21 drehbar in der Rotor-Stator-Einheit 5 gelagert ist. Mit einem vertieften Mittelabschnitt 22 liegt der Rotor 3 dabei auf dem unteren Lager 19 auf. Das obere Lager 20 liegt in Gebrauchsstellung auf dem Mittelabschnitt 22 auf. Die Achse 21 ist jeweils durch eine Bohrung in dem Rotor 3 und in den beiden Lagern 19 und 20 durchgesteckt. Die beiden Lager 19 und 20 sind als Gleitlager ausgebildet, können bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Magnetkup lung 1 aber auch als Wälzlager ausgebildet sein.
Gemeinsam können die erfindungsgemäße Magnetkupplung 1 und das Gegenkupplungsstück 23 auch als Magnetkupplungseinheit bezeichnet werden. Diese umfasst dann die Magnetkupplung 1 und das damit kuppelbare Gegenkupplungsstück 23, das außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raums 7 angeordnet ist .
Die Rührvorrichtung 24 kann dabei die Magnetkup lungseinheit aufweisen. : in einer in \ den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung 24 weist die Rührvorrichtung eine Abdeckplatte zum Abdecken der Magnetkupplung 1 auf. Die Abdeckplatte kann einen axialen Abstand zu der Magnetkupplung 1 haben oder in Gebrauchsstellung der Magnetkupplung 1 an der Magnetkupplung 1 anliegen. Zur Reduzierung der Bauhöhe der Magnetkupplung 1, die sich insbesondere zur Verwendung in einem Magnetrührer eignet, ist der wenigstens eine: Magnet 4 des Rotors 3, der als Mitnehmermagnet für ein Gegenkupplungsstück der Magnetkupplung fungiert, insbesondere für einen Rührmagneten eines Magnetrührers , derartig angeordnet, dass er zumindest teilweise oder vollständig in den von der Rotor-Stator-Einheit 5 umfassten Raum 7 hineinragt und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem Raum 7 angeordnet ist.

Claims

Ansprüche Magnetkupplung (1), insbesondere zur Verwendung in einem Magnetrührer oder einer anderen Rührvorrichtung, mit einem eine Rotor-Stator-Einheit (5) umfassenden Elektromotor(2), wobei an einem Rotor ' (3):: der Rotor-Stator-Einheit (5) wenigstens ein Magnet (4) angeordnet ist, der zürn Antrieb eines : mit der Magnetkup lung (1) zu kuppelnden, zumindest einen Gegenmagneten oder magnetisches Material aufweisenden Gegenkupplungsstücks eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet(4) des Rotors (3) in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in einen von der Rotor-Stator- Einheit ( 5 ) umfassten Raum (7) hineinreicht und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem angeordnet Magnetkup lung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (5a) der Rotor-Stator-Einheit (5) mehrere Induktionsspulen (6) aufweist, die innerhalb des Raums (7) angeordnet sind, und dass der wenigstens eine Magnet (4) des Rotors (3) und/oder der Rotor (3) in Gebräuchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in einen sich zwischen den Induktionsspulen (6) erstreckenden Zwischenraum (7a) hineinreichen und/oder zumindest teilweise oder vollständig in diesem angeordnet sind. Magnetkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine lichte Höhe des Raums (7) und/oder des Zwischenraums (7a) einer in Richtung einer Rotationsachse (R) : des Rotors (3) gemessenen Abmessung der Induktionsspulen (6) des Stators (5) entspricht. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet(4) des Rotors (3) eine derartige Abmessung aufweist, dass er vollständig in den Raum (7) und/oder in den Zwischenraum :(7a) der Magnetkupplung (1) passt, insbesondere dass eine Höhe des wenigstens einen Magneten (4) höchstens so groß wie eine axiale Abmessung oder Höhe des Stators(5) und/oder höchstens so groß wie eine in Richtung der Rotationsachse (R) gemessene Abmessung oder Höhe der Induktionsspulen (6) ist. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Abmessung oder Höhe des Rotors (3) höchstens so gro wie eine axiale Abmessung oder Höhe des Stators (5a) ist und/oder dass eine radiale Abmessung des Rotors (3) so bemessen ist, dass dieser vollständig in den Zwischenraum (7a) zwischen den Induktionsspulen (6) passt. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) wenigstens zwei Magnete (4) aufweist, die in Gebrauchsstellung zumindest teilweise oder vollständig in den Raum (7) und/oder in den Zwischenraum (7a) hineinreichen und/oder in diesen versenkt sind. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) eine Vertiefung(9) zur Aufnahme des wenigstens einen Magneten (4) aufweist, in der der wenigstens eine Magnet (4) des Rotors(3) in Gebrauchsstellung angeordnet ist und/oder dass der Rotor (3) für jeden Magneten (4) des Rotors (3) jeweils eine eigene Vertiefung (9) aufweist, vorzugsweise wobei mehrere Vertiefungen (9) für mehrere Magnete des Rotors (3) gleichmäßig um die Rotationsachse des Rotors (3) verteilt angeordnet sind. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) topfförmig ausgebildet und der wenigstens eine Magnet (4) zumindest teilweise öder vollständig innerhalb eines von dem Rotor(3) gebildeten Topfes (3a) angeordnet ist, vorzugsweise wobei eine Tiefe eines oder des von dem topfförmigen Rotor(3) gebildeten Topfes (3a) derart bemessen ist, dass der wenigstens eine Magnet (4) zumindest teilweise oder vollständig versenkt in dem Topf (3a) anordenbar oder angeordnet ist. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet (4) zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Rotors (3) und/oder zumindest teilweise oder vollständig zwischen einer quer zur Rotationsachse (R) des Rotors (3) ausgerichteten Oberseite (10) und einer dazu parallelen und/oder quer zur Rotationsachse (R) des Rotors (3) ausgerichteten Unterseite (11) , insbesondere eines Rotorbodens (12), des Rotors (3) angeordnet ist. 0. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) einen Ringmagneten (8) aufweist, über den der Rotor (3) von den Induktionsspulen (6) des Stators (5a) antreibbar ist, wobei der Ringmagnet (8) so an dem Rotor (3) angeordnet ist, dass er den wenigstens einen Magneten (4) des Rotors (3) zumindest teilweise oder vollständig seitlich umgibt.
1. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) einen Rotorboden (12) aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld des wenigstens einen Magneten (4) des Rotors (3) zu verstärken.:
2. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet dass die Magnetkupplung (1) eine Abdeekplatte (13) aufweist, unter der in Gebrauchsstellung der Magnetkupplung (1) zumindest der Rotor (3) des Elektromotors (R) der Magnetkupplung (1) mitsamt dem wenigstens einen Magneten (4) des Rotors (3) angeordnet ist, wobei eine dem Rotor (3) abgewandte Außenseite (14) der Abdeekplatte (13) als Aufsteilfläche (15) für ein Gefäß ausgebildet ist .
3. Magnetkupplung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeekplatte (13) der Magnetkupplung (1) aus einem Blech, insbesondere aus Edelstahl, oder aus Glas oder aus Kunststoff besteht.
4. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (1) , insbesondere eine oder die Abdeekplatte (13) der Magnetkupplung (1), eine Heizeinrichtung (16) zum Erwärmen eines auf ihr' aufgestellten Gefäßes aufweist.
5. Magnetkupplung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (16) unterhalb einer oder der Abdeekplatte (13) der Magnetkupplung (1) angeordnet ist und/oder dass die Heizeinrichtung (16) innerhalb einer oder der Abdeekplatte (13) eingelassene oder unterhalb einer oder der Abdeekplatte (13) angeordnete Heizdrähte umfasst und/oder dass die Heizeinrichtung (16) eine, vorzugsweise beschichtete, Heizspirale aufweist, die an einer als Aufsteilfläche (15) dienenden Außenseite (14) einer oder der Abdeckplatte (13) der Magnetkupplung (1) angeordnet ist.
6. Magnetkupplung. (1): nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet dass die Magnetkupplung (1) eine einer oder der Abdeckplatte (13) der Magnetkupplung (1) gegenüberliegend angeordnete Grundplatte (17) aufweist, die als Leiterplatte (18) ausgebildet ist, insbesondere an welcher Schaltungsteile und/oder Sensoren und/oder Leiterbahnen angeordnet sind.
7. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (1) eine Abdeckplatte (13) aufweist, unter und/oder hinter der zumindest der Rotor (3) des Elektromotors (R) der Magnetkupplung (1) mitsamt dem wenigstens einen Magneten (4) des Rotors (3) angeordnet ist.
8. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Rotor (3) abgewandten Außenseite (14) der Magnetkupplung (1), insbesondere der Abdeckplatte (13), eine AufStellvorrichtung, vorzugsweise eine Aufstellplatte, zum Aufstellen eines Gefäßes vorgesehen ist.
9. Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (1) dazu eingerichtet ist, ein außerhalb des von der Rotor-Stator- Einheit (5) umfassten Raums (7) angeordnetes
: Gegenkupplungsstück (23) zu kuppeln und/oder dass der Magnetkupplung (1) ein Gegenkupplungsstück (23) zugeordnet ist, insbesondere dass die Magnetkupplung (1) ein Gegenkupplungsstück (23) umfasst oder aufweist, das außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit (5) umfassten Raums (7) angeordnet ist.
Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,: dass das Gegenkupplungsstück (23) einen axialen Abstand zu der Rotor-Stator-Einheit (5) und/oder zu dem von der Rotor-Stätor-Einheit (5) umfassten Raum (7) aufweist und/oder dass das Gegenkupplungsstück (23) axial mit der Magnetkupplung (1) kuppelbar oder gekuppelt ist.
Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das .Gegenkupplungsstück (23) ein außerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit (5) umfassten Raums (7) angeordnetes Rührorgan einer Rührvorrichtung (24) , insbesondere eines Magnetrührers , ist .
Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenkupplungsstück (23) außerhalb ;des von der Rotor-Stator-Einheit (5) umfassten Raums (7) in ein Rührgefäß, insbesondere lose, einlegbar und/oder äußerhalb des von der Rotor-Stator-Einheit (5) umfassten Raums (7) gegenüber einem feststehenden Element einer Rührvorrichtung (24) beweglich gelagert ist.
3. Rührvorrichtung (24), insbesondere Magnetrührer, mit einer Magnetkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22.
Rührvorrichtung (24) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , dass die Rührvorrichtung (24) eine Abdeckplatte zum Abdecken der Magnetkupplung (1) aufweist, wobei die Abdeckplatte einen axialen Abstand zu der Magnetkupplung (1) hat oder in Gebrauchsstellung der Magnetkupplung (1) an der Magnetkupplung (1) anliegt.
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