Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rührvorrichtung, speziell einen Laborrührer, insbesondere einen Überkopf-Rührer, speziell einen Überkopf-Laborrührer, mit einer Antriebseinheit und einem zum Eintauchen in ein zu rührendes Medium vorgesehenen Rührwerkzeug, das an die Antriebseinheit koppelbar und von der Antriebseinheit drehbar antreibbar ist.

Laborrührer werden dazu eingesetzt, um ein in einem Behälter befindliches Medium zu rühren. Der Rührvorgang dient insbesondere dazu, eine gleichmäßige Stoffverteilung zu erzielen. Beispielsweise können feste Stoffe in Flüssigkeiten gelöst oder unterschiedliche Flüssigkeiten miteinander vermischt werden. Häufig wird hierzu ein sogenannter Überkopf-Rührer verwendet, bei dem die Antriebseinheit oberhalb des Behälters angeordnet ist und sich das Rührwerkzeug vertikal nach unten erstreckt.

Um das in dem Behälter befindliche Medium zu heizen, wie es in manchen Fällen vorteilhaft oder erforderlich ist, wird der Behälter auf eine Heizplatte gestellt. Allerdings geht hierbei ein nicht unerheblicher Teil der Heizleistung der Heizplatte durch Wärmeabgabe an die Umgebung verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührvorrichtung der eingangs ge- nannten Art anzugeben, die eine energieeffizientere Möglichkeit bietet, eine Temperaturänderung des in dem Behälter befindlichen Mediums herbeizuführen. Diese Aufgabe wird durch eine Rührvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass das Rührwerkzeug eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs umfasst. Erfindungsgemäß wird nicht ein separates Bauteil zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs eingesetzt, sondern das Rührwerkzeug selbst ist mit einer entsprechenden Einrichtung versehen. Insbesondere kann auf eine Heizplatte, insbesondere einen separaten Magnetrührer mit Heizplatte, verzichtet werden, wodurch sich auch Kostenvorteile ergeben. Insbesondere ist ein Heizen und/oder Kühlen ohne großen Aufwand möglich. Dadurch, dass die Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen direkt in das zu rührende Medium eintaucht, kann Wärme direkt in das Medium eingetragen und/oder dem Medium entzogen werden. Das zu rührende Medium kann daher auf besonders energieeffiziente Weise erwärmt und/oder gekühlt werden. Darüber hinaus kann mit einer erfindungsgemäßen Ein- richtung eine Temperaturänderung schneller herbeigeführt werden. Insbesondere ist eine Steuerung, insbesondere Regelung, der Temperatur des Mediums weniger träge, als es aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Insbesondere umfasst das Rührwerkzeug eine Rührwelle, die mit einem Montage- ende an die Antriebseinheit koppelbar ist, und einen, an einem Arbeitsende der Rührwelle angebrachten Rührflügel. Die Einrichtung kann zum Heizen/oder Kühlen ausschließlich der Rührwelle oder eines Teils hiervon, ausschließlich des Rührflügels oder eines Teils hiervon, oder sowohl der Rührwelle oder eines Teils hiervon und des Rührflügels oder eines Teils hiervon ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Einrichtung innerhalb des Rührwerkzeugs angeordnet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einrichtung eine elektrische Widerstandsheizung. Das Rührwerkzeug, insbesondere eine Rührwelle des Rührwerkzeugs, kann als Rohrheizkörper, insbesondere als Tauchsieder, ausge- bildet sein. Es kann eine Heizwendel oder eine Heizspirale vorgesehen sein. Bei einer elektrischen Widerstandsheizung handelt es sich um eine einfache und gleichzeitig effektiv wirkende Heizeinrichtung.

Die Einrichtung kann auch einen elektrothermischen Wandler, insbesondere ein oder mehrere Peltier-Elemente, umfassen. Fließt durch Peltier-Elemente ein Strom, kann eine Temperaturdifferenz erzeugt werden. Durch Umkehr der Stromrichtung ist mit einem Peltier-Element sowohl ein Heizen als auch ein Kühlen möglich. Darüber hinaus kann die Einrichtung ein Wärmerohr, insbesondere eine sogenannte Heatpipe oder einen Thermosiphon, umfassen. Dabei kann eine Rührwelle des Rührwerkzeugs das Wärmerohr bilden, oder das Wärmerohr kann innerhalb der Rührwelle angeordnet sein. Ein Wärmerohr dient dem Transport von Wärme, wobei hierfür ein bewegliches Arbeitsmedium verwendet wird, welches in einem Kreislauf verdampft und wieder kondensiert. Bei einer Heatpipe sind Kapillarkräfte, wie in einem Docht, für den Rücktransport des Arbeitsmediums verantwortlich. Bei einem Thermosiphon hingegen wird hierfür die Schwerkraft ausgenutzt.

Ferner kann die Einrichtung wenigstens einen hydraulischen Heiz- und/oder Kühl- kreislauf, insbesondere mit Öl oder Wasser, umfassen. Bevorzugt verläuft der jeweilige Kreislauf vollständig innerhalb des Rührwerkzeugs. Der Kreislauf kann an einer vorgegebenen Stelle beheizt und/oder gekühlt werden.

Bevorzugt ist die Rührvorrichtung derart ausgebildet, dass Energie für den Betrieb der Einrichtung berührungslos, insbesondere induktiv, kapazitiv oder optisch, an das Rührwerkzeug übertragbar ist. Rührwerkzeugseitig kann die übertragene Energie in elektrische Energie für eine elektrische Versorgung der Einrichtung, insbesondere einer elektrischen Widerstandsheizung oder eines elektrothermischen Wandlers, umgewandelt werden. Bei einem Wärmerohr oder einem hydrau- lischen Heizkreislauf kann die elektrische Energie zum Heizen einer elektrischen Widerstandsheizung, die das Wärmerohr oder den Heizkreislauf an einem Ende umgibt, verwendet werden. Die elektrische Energie kann grundsätzlich jedoch auch mittels Schleifringen auf das Rührwerkzeug übertragen werden. Darüber hinaus ist auch eine Erwärmung des Rührwerkezugs durch eine IR- Strahlungsquelle denkbar.

Insbesondere ist die Rührvorrichtung derart ausgebildet, dass Energie für den Betrieb der Einrichtung im Bereich der Kopplung des Rührwerkzeugs an die Antriebseinheit an das Rührwerkzeug, insbesondere ein Montageende einer Rühr- welle des Rührwerkzeugs, übertragbar ist.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Rührwerkzeug zwischen einem Arbeitsende und einem Montageende ein Reiblager aufweist, durch das bei angetriebenem Rührwerkzeug eine intrinsische Reibungswärme erzeugbar ist. Insbe- sondere kann das in das zu rührende Medium eintauchende Arbeitsende aufgrund des durch das zu rührende Medium ausgeübten Widerstands dem angetriebenen Montageende nicht folgen, so dass im Reiblager Reibungswärme erzeugt wird. Die Reibungswärme heizt dann das zu rührende Medium. Darüber hinaus kann wenigstens eine mittels einer elektrischen Steckverbindung an die Antriebseinheit ansteckbare Einrichtung vorgesehen sein, die eine Heizeinrichtung und/oder einen Sensor, insbesondere einen Temperatursensor, umfasst. Die jeweilige Einrichtung kann seitlich an die Antriebseinheit ansteckbar sein. Die jeweilige Einrichtung kann beispielsweise eine Lanze umfassen, die an ihrer Spit- ze mit einem Heizelement versehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung mit wenigstens einem Sensor, insbesondere einem Temperatursensor, bevorzugt einem Pt1000, versehen sein. Sind mehrere Einrichtungen zum Heizen vorgesehen, kann die gewünschte Temperaturänderung des zu rührenden Mediums schneller erreicht werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Rührwerkzeug für eine Rührvorrichtung, insbesondere für einen Überkopf-Rührer, die eine Antriebseinheit aufweist, wobei das Rührwerkzeug zum Eintauchen in ein zu rührendes Medium vorgesehen ist und an die Antriebseinheit koppelbar und von der Antriebseinheit drehbar antreibbar ist, und wobei Rührwerkzeug eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs umfasst.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rührwerkzeugs ergeben sich in analoger Weise aus den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteransprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung beschrieben.

Nicht beschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Überkopf-Rührer mit einem Rührwerkzeug,

Fig. 2a ein Rührwerkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform in teiltranspa- renter Darstellung,

Fig. 2b ein Rührwerkzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform in teiltransparenter Darstellung, Fig. 2c ein Rührwerkzeug gemäß einer dritten Ausführungsform in teiltransparenter Darstellung,

Fig. 3 ein Rührwerkzeug gemäß einer vierten Ausführungsform in einem

Längsschnitt, und Fig. 4 einen Überkopf-Rührer mit einem Rührwerkzeug und zwei weiteren Heizeinrichtungen.

Die in Fig. 1 gezeigte Rührvorrichtung ist als ein Überkopf-Laborrührer 1 1 ausge- bildet und umfasst eine Antriebseinheit 13, die in bekannter Weise beispielsweise an einem Stativ befestigt sein kann. An der Unterseite der Antriebseinheit 13 befindet sich eine Halterung 15, die durch einen Motor mit Getriebe, der innerhalb des Gehäuses der Antriebseinheit 13 angeordnet ist, drehbar antreibbar ist. Bei der Halterung 15 kann es sich um ein manuell betätigbares oder ein automati- sches Schnellspannfutter handeln, oder um eine andere Art der Klemmung. In der Halterung 15 ist ein Rührwerkzeug 17 befestigt, das eine Rührwelle 19 aufweist, die mit einem Montageende 21 an die Antriebseinheit 13 gekoppelt ist. An einem Arbeitsende 23, das dafür vorgesehen ist, in ein in einem Behälter befindliches, zu rührendes Medium, insbesondere eine Flüssigkeit, einzutauchen, ist die Rührwelle 19 mit einem Rührflügel 25 versehen.

Um das Medium zu heizen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Behälter, in dem sich das Medium befindet, auf eine Heizplatte zu stellen. Erfindungsgemäß hingegen umfasst das Rührwerkzeug 17 eine Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17. Dies schließt jedoch nicht aus, dass das Medium auch noch zusätzlich über eine Heizplatte - zum noch schnelleren Aufheizen - geheizt und/oder anderweitig gekühlt wird.

In den Fig. 2a bis 2c ist die Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17 als eine elektrische Widerstandsheizung 27 ausgebildet, die innerhalb des Rührwerkzeugs 17 angeordnet ist. Gemäß Fig. 2a umfasst die elektrische Widerstandsheizung 27 eine Heizwendel 27, die in dem Inneren des als Blattrührer ausgebildeten Rührflügels 25 des Rührwerkzeugs 17 angeordnet ist. Die Stromversorgung der Heizwendel 27 erfolgt durch einen Hinleiter und einen Rückleiter, die durch die Rührwelle 19 verlaufen. Die Stromversorgung der rühr- werkzeugseitig angeordneten Hinleiter und Rückleiter ihrerseits erfolgt bevorzugt berührungslos, insbesondere induktiv, mittels einer antriebseinheitsseitig angeordneten Spule, die an eine Stromversorgung angeschlossen ist, und einer rühr- werkzeugseitig angeordneten Spule, mit der von der antriebseinheitsseitig ange- ordneten Spule übertragene Energie aufgenommen werden kann. Die rührwerk- zeugseitig angeordnete Spule ist dabei an dem Montageende 21 der Rührwelle 19 angeordnet, d.h. im Bereich der Kopplung des Rührwerkzeugs 17 bzw. der Rührwelle 19 an die Antriebseinheit 13. Wie aus der Fig. 2b ersichtlich ist, kann die elektrische Widerstandsheizung 27 auch als Heizspirale 27 ausgebildet sein, wo- bei der Rührflügel 25 zwei konusförmige Rührorgane umfasst. Bei dem Rührwerkzeug 17 gemäß Fig. 2c wird im Gegensatz zu den Rührwerkzeugen 17 gemäß den Fig. 2a und 2b nicht der Rührflügel 25 geheizt, sondern die Rührwelle 19.

Bei dem Rührwerkzeug 17 gemäß Fig. 3 ist die Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17 als wenigstens ein hydraulischer Heizkreislauf 27 ausgebildet. Der hydraulische Heizkreislauf 27 kann beispielsweise mit Wasser oder Öl befüllt sein. Der Heizkreislauf 27 ist innerhalb des Rührwerkzeugs 17 angeordnet und erwärmt das Rührwerkzeug 17 sowohl im Bereich der Rührwelle 19 als auch im Bereich des Rührflügels 25. Der hydraulische Heizkreis- lauf 27 wird im Bereich des Montageendes 21 der Rührwelle 19 an die Antriebseinheit 13 erwärmt, beispielsweise durch eine elektrische Heizeinrichtung, die in diesem Bereich innerhalb des Rührwerkzeugs 17 vorgesehen ist und an die induktiv Energie übertragen wird, wie es vorstehend erläutert ist. Gleichermaßen kann die Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17 auch als ein hydraulischer Kühlkreislauf 27 ausgebildet sein, um das zu rührende Medium zu kühlen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17 auch als ein elektrothermischer Wandler, insbesondere ein oder mehrere Peltier-Elemente, oder als ein Wärmerohr, insbesondere eine Heat- pipe oder einen Thermosiphon, ausgebildet sein. Darüber hinaus ist auch denkbar, dass das Rührwerkzeug 17 zwischen seinem Montageende 21 und seinem Arbeitsende 23 ein Reiblager aufweist, durch das bei angetriebenem Rührwerkzeug 17 eine intrinsische Reibungswärme erzeugt wird, die dann auf das zu rüh- rende Medium übergeht.

In Fig. 4 sind zusätzlich zwei Lanzen 29 gezeigt, die mit einer jeweiligen elektrischen Steckverbindung 31 jeweils seitlich an die Antriebseinheit 13 ansteckbar sind. Die beiden Lanzen 29 weisen an ihrer Spitze jeweils ein Heizelement 33 auf, durch das das zu rührende Medium beheizbar ist. Bei dem Heizelement 33 handelt es sich bevorzugt um eine elektrische Widerstandsheizung, die über die elektrische Steckverbindung 31 mit Strom versorgt wird. Die beiden Lanzen 29 sind zusätzlich jeweils mit zwei Sensoren 35, insbesondere zwei Temperatursensoren, versehen, mit denen die Temperatur des zu rührenden Mediums erfassbar ist. Das jeweilige Sensorsignal kann über die elektrische Steckverbindung 31 an eine Steuereinheit der Rührvorrichtung 1 1 übermittelt werden, die zur Steuerung der Einrichtung 27 zum Heizen und/oder Kühlen des Rührwerkzeugs 17 ausgebildet ist, so dass hierdurch eine Temperaturregelung realisiert werden kann.

Bezuqszeichenliste

1 1 Überkopf-Laborrührer

13 Antriebseinheit

15 Halterung

17 Rührwerkzeug

19 Rührwelle

21 Montageende

23 Arbeitsende

25 Rührflügel

27 Heiz-/Kühleinrichtung

29 Lanze

31 Steckverbindung

33 Heizelement

35 Sensor