DE3342249C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Magnetrührer mit einer Heizeinrichtung
zum Beheizen von Rührgut, wobei die Heizeinrichtung
eine Heizung, eine elektronische Einrichtung mit einem Temperaturregler
sowie einer Einrichtung zur Überwachung eines mit
dem zu beheizenden Rührgut in Verbindung bringbaren Kontaktthermometers
aufweist, das insbesondere über eine Steckverbindung
an die elektronische Einrichtung des Magnetrührer-Gerätes
anschließbar ist.
Solche Magnetrührer (DE 31 02 661 A1) werden insbesondere bei genau zu temperierendem
Rührgut in Verbindung mit Kontaktthermometern, die als
Temperaturfühler direkt in das Rührgut ragen, betrieben. Diese
Kontaktthermometer sind als Quecksilber-Thermometer ausgebildet
und können mittels einer verstellbaren Gegenelektrode auf einen
gewünschten Temperatursollwert eingestellt werden, bei dem dann
durch Schließen eines Kontaktes zwischen der Gegenelektrode und
dem Quecksilberfaden die Heizung abgeschaltet wird.
Um zu vermeiden, daß bei einem Bruch der Quecksilber-Kapillarröhre
ein unbeabsichtigtes Hochheizen erfolgt, sind auch bereits
sogenannte Sicherheits-Kontaktthermometer bekannt, bei
denen das Kapillarröhrchen auf Bruch überwacht wird.
Dabei sind sogenannte Dreileiter-Sicherheitskontaktthermometer
bekannt, die eine äußere Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens
aufweisen, die einerseits mit der Quecksilber-Elektrode und
andererseits mit einem dritten Anschluß verbunden sind. Bei
Bruch des Kapillarröhrchens wird auch die Leitbeschichtung
unterbrochen, so daß eine Fehlermeldung bzw. Abschaltung der
Heizung erfolgen kann.
Außerdem sind Sicherheits-Kontaktthermometer bekannt, bei
denen der Thermometerkontakt durch einen vergleichsweise hoch
ohmigen Widerstand unter Einbeziehung der Leitbeschichtung
des Kapillarröhrchens überbrückt ist. Über den hochohmigen Über
wachungsstromkreis ist ebenfalls eine Kontrolle des Thermome
ters möglich, wobei diese Ausführungsform nur zwei Anschlüsse
benötigt.
Geräteseitig ist nun das Magnetrührer-Gerät für den Anschluß
eines dieser Kontaktthermometer ausgebildet. In der Praxis ha
ben sich dadurch erhebliche Schwierigkeiten und Umstände er
geben, da anwenderseitig häufig bereits Kontaktthermometer vor
handen sind, die dann ggfs. nicht mit dem gelieferten Gerät
verwendbar sind. Auch hinsichtlich der Lagerhaltung insbe
sondere von Kontaktthermometern bedeutet dies einen erheblichen
Aufwand. Zusätzlich ist zumindest problematisch, daß z.T. auch
Kontaktthermometer ohne Sicherheitseinrichtung verwendet werden,
was aber, wie eingangs schon erwähnt, bei Kapillarröhrchen-
Bruch zu einem praktisch unkontrollierten Hochheizen des Rühr
gutes mit den daraus ggfs. entstehenden Gefahren führen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Magnetrührer
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem insbesondere
unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile, einerseits
Sicherheits-Kontaktthermometer verschiedener Ausführungsformen
verwendet und ohne Änderungen angeschlossen werden können, und
wobei aber gleichzeitig bei Anschluß eines Kontaktthermometers
ohne Sicherheitseinrichtung ein Hochheizen sicher vermieden
wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vor
geschlagen, daß die Überwachungseinrichtung des Gerätes eingangs
seitig einen Spannungsteiler aufweist, der mit offenem Knoten
punkt getrennt an separate Pole der geräteseitigen Steckverbindung
od. dgl. angeschlossen ist, wobei diese Pole bei einem ange
schlossenen Dreileiter-Kontaktthermometer durch dessen Sicher
heitsleiterstrecke überbrückt sind.
Bei Anschluß eines Dreileiter-Kontaktthermometers ist der er
forderliche Eingangsspannungsteiler durch die dabei vorhandene
Knotenpunktverbindung in Betriebsstellung gebildet, während bei
Verwendung eines Kontaktthermometers mit einem in diesem einge
bauten Widerstand zur Überbrückung des Thermometerkontaktes
dieser Widerstand einen Teil des Spannungsteilers bildet und
somit ebenfalls eine ordnungsgemäße Funktion erlaubt.
Zweckmäßigerweise ist der Spannungsteiler symmetrisch mit
gleichen Widerständen aufgebaut, deren Widerstandswerte
dem eines in einem Sicherheits-Kontaktthermometer zur Über
brückung des Thermometerkontaktes eingebauten Widerstandes
entsprechen.
Dadurch sind bei Sicherheits-Kontaktthermometern in Dreileiter-
Ausführung als auch bei Kontaktthermometern mit Überbrückungs
widerstand, eingangsseitig bei Anschluß des jeweiligen Kontakt
thermometers der Spannungsteiler vollständig vorhanden, so
daß dementsprechend auch die Überwachungsschaltung einen
Heizbetrieb zuläßt.
Vorteilhaft ist es, wenn ein einseitig an Bezugspotential
angeschlossener Widerstand des Spannungsteilers direkt an der
geräteseitigen Steckverbindung angeschlossen und der andere
Spannungsteiler-Widerstand auf der Leiterplatte der Über
wachungseinrichtung angeordnet sind. Vorhandene Magnetrührer-
Geräte lassen sich so auch auf einfache Weise nachträglich
noch umrüsten, so daß sie dann in vorteilhafter Weise mit
unterschiedlichen Sicherheits-Kontaktthermometern betrieben
werden können.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit
ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher
erläutert.
Es zeigt etwas schematisiert:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines z.T. aufgebrochen darge
stellten Magnetrührers mit Heizeinrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kontaktthermo
meters mit zugeordneten, geräteseitigen Anschlüssen,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Dreileiter-
Sicherheits-Kontaktthermometers mit zugeordneten,
geräteseitigen Anschlüssen,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Sicherheits-
Kontaktthermometers mit Überbrückungswiderstand
und zugeordneten, geräteseitigen Anschlüssen und
Fig. 5 eine Schaltung einer Überwachungseinrichtung.
Ein Magnetrührer 1 weist an der Oberseite seines Gehäuses 2
eine Aufstellplatte 3 mit einer Heizung 4 auf. Außerdem sind
unterhalb der Aufstellplatte 3 hier nicht näher dargestellte
Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes vorgesehen,
wodurch ein in einem Behälter 5 für das Rührgut 6 befindlicher
Rührstab 7 in Rotation versetzt werden kann.
Eine im ganzen mit 8 bezeichnete Heizeinrichtung weist neben
der in der Aufstellplatte 3 befindlichen Heizung 4 eine
elektronische Einrichtung 9 auf, die insbesondere einen Tem
peraturregler sowie eine Überwachungseinrichtung 10 umfaßt.
Der Temperaturregler arbeitet mit einem Temperaturfühler,
insbesondere einem Thermoelement 11 zusammen, das bei der Auf
stellplatte 3 angebracht ist. Mittels des Temperaturreglers
kann die Aufstell- und Heizplatte 3 auf einer voreinstellbaren
Temperatur gehalten werden.
Zur Rückmeldung der Temperatur des Rührgutes 6 ist ein Kontakt
thermometer 12 vorgesehen, das über eine Verbindungsleitung sowie
eine Steckverbindung 13 mit der elektronischen Einrichtung des
Magnetrührer-Gerätes verbindbar ist.
Es sind unterschiedliche Ausführungsformen von Kontaktthermometern
12 bekannt, wobei vom Grundprinzip her diese als Quecksilber-
Thermometer ausgebildet sind und zu dem im Kapillarröhrchen be
findlichen Quecksilberfaden gegenüberliegend eine verstellbare
Gegenelektrode aufweisen. Diese Gegenelektrode kann auf einen
gewünschten Temperatur-Sollwert eingestellt werden und bei Er
reichen dieses Temperatur-Sollwertes wird der Kontakt zwischen
der Oberseite des Quecksilberfadens und der Gegenelektrode ge
schlossen. Bei Störungen innerhalb des Kontaktthermometers, ins
besondere auch bei Bruch des das Quecksilber enthaltenden Ka
pillarröhrchens, ist ein Schließen des Kontaktes nicht mehr
möglich, so daß ein praktisch unkontrolliertes Hochheizen des
Rührgutes 6 erfolgen kann. Prinzipiell ist ein solches Kontakt
thermometer in Fig. 2 dargestellt, wobei C ein Elektrodenan
schluß des Quecksilbers und A ein Anschluß der verstellbaren
Gegenelektrode darstellt. Etwas abgesetzt sind noch die geräte
seitigen Anschlüsse der Steckverbindung 13 dargestellt.
Aus Sicherheitsgründen sind überwiegend die schematisch in Fig. 3
und 4 dargestellten Sicherheits-Kontaktthermometer 12a, 12b
im Einsatz. Dabei ist das Kapillarröhrchen mit einer äußeren
Leitbeschichtung versehen, die einerseits mit der Quecksilber-
Elektrode verbunden ist und am anderen Ende des Kapillarröhrchens
bei dem Kontaktthermometer 12a als dritter Anschluß B herausge
führt ist. Ist die Strecke B-C unterbrochen, so zeigt dies
eine Unterbrechung der Leitbeschichtung o. dgl. an und somit
einen Bruch des Kapillarröhrchens. In der Überwachungsein
richtung 10 kann dies dann im Sinne einer Abschaltung der
Heizung 4 ausgewertet werden.
Bei dem Sicherheits-Kontaktthermometer 12b gemäß Fig. 4 ist
ebenfalls eine Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens vorhanden,
dessen eines Ende mit der Quecksilber-Elektrode C verbunden
ist und dessen anderes Ende an einen vergleichsweise hochohmigen
Widerstand R1angeschlossen ist. Das andere Ende dieses Wider
standes R1 ist mit dem Gegenelektroden-Anschluß A verbunden. Das
Kontaktthermometer 12b weist somit nur zwei Anschlüsse auf.
Auch hier wird der Stromkreis von A über den Widerstand R1 zum
Anschluß C, wobei in dieser Strecke auch die Leitbeschichtung
des Kapillarröhrchens liegt, auf Durchgang überwacht. Auch hier
kann durch die Überwachungseinrichtung 10 bei Beschädigung des
Kapillarröhrchens ein Ausschalten der Heizung 4 erfolgen.
Die Überwachungseinrichtung 10 (Fig. 5) ist im wesentlichen
durch einen Fensterdiskriminator 16 gebildet, dessen Ausgang über
eine Transistorschaltstufe 15 und ein Relais 14 mit der Heizung
4 verbunden ist. Am Ausgang des Fensterdiskriminators 16 bzw.
am Eingang der Transistorschaltstufe 15 ist auch noch der
Ausgang 17 des Temperaturreglers bei X angeschlossen.
Wenn die Solltemperatur der Heizplatte 3 noch nicht erreicht ist
und das angeschlossene Kontaktthermometer in Ordnung ist und für
den Fensterdiskriminator 16 entsprechende Eingangsbedingungen
liefert, ist das Relais 14 angezogen und die Heizung 4 in Be
trieb. Bei Erreichen der Solltemperatur der Heizplatte 3 oder
bei Erreichen der Solltemperatur des Rührgutes 6 wird die
Transistorschaltstufe 15 gesperrt, wodurch das Relais 14 ab
fällt und der Heizkreis unterbrochen wird. Gleichzeitig soll
dieses Ausschalten der Heizung auch bei Störungen innerhalb
des Kontaktthermometers, insbesondere bei einem Kapillarröhrchen-
Bruch erfolgen.
Der Fensterdiskriminator 16 weist eingangsseitig unter anderem
einen Spannungsteiler 18 mit den Widerständen R2 und R3 auf.
Dieser Spannungsteiler 18 ist mit offenem Knotenpunkt getrennt
an separate Pole B und C der geräteseitigen Steckverbindung 13
angeschlossen.
Bei Verwendung eines Sicherheits-Kontaktthermometers 12a in
Dreileiter-Anordnung (Fig. 3) sind die Pole B-C durch die
Sicherheitsleiterstrecke des Kontaktthermometers überbrückt,
so daß der Spannungsteiler 18 gebildet ist und der Diskrimina
tor 16 über die Schaltstufe 15 ermöglicht, daß das Relais 14
anzieht. Ist die Solltemperatur des Rührgutes 6 erreicht und
somit der Kontakt K des Thermometers 12a geschlossen, so werden
die Anschlußpole A-B und damit auch der Widerstand R3 über
brückt. Durch diese Veränderung der Eingangsbedingungen des
Diskriminators 16 wird das Relais 14 ausgeschaltet und damit
der Heizkreis unterbrochen. Neben dieser "Normalbetriebssi
tuation" wird aber auch die Sicherheitsleiterstrecke des Kontakt
thermometers überwacht, die zwischen den Anschlußpunkten B u.
C liegt. Würde nämlich bei offenem Kontakt K dieser Kreis B-C
z. B. durch Bruch des Kapillarröhrchens unterbrochen werden,
wäre entsprechend der Knotenpunkt des Spannungsteilers 18
offen, so daß auch bei diesem Störfall die Heizung 4 ausge
schaltet wird.
Vorteilhafterweise können an das Magnetrührer-Gerät mit
seiner Steckverbindung 13 ohne Änderungen auch Sicherheits-
Kontaktthermometer 12b (Fig. 4) angeschlossen werden. In die
sem Falle sind nur die Anschlußpole A und C der dreipoligen
Steckverbindung 13 angeschlossen. Da sich der Spannungsteiler-
Widerstand R3 zwischen den Anschlußpolen A u. B befindet, ist
er bei Anschluß dieses Thermometers 12b einseitig frei. Seine
Funktion übernimmt in diesem Falle der im Kontaktthermometer
12b eingebaute Widerstand R1. Dies bedeutet, daß im Normal
betriebsfall beim Hochheizen der Spannungsteiler 18 durch
den Widerstand R₂ und den externen Widerstand R₁ gebildet
ist. Bei Erreichen der Rührgut-Solltemperatur schließt der
Kontakt K des Thermometers 12b und überbrückt dabei den Thermo
meter-Widerstand R1, infolgedessen der Heizkreis unterbrochen
wird. Auch bei Bruch des Kapillarröhrchens, dessen Sicherheits
leiterstrecke sich innerhalb des Kreises von C über R1 zu A be
findet, ist dieser Kreis unterbrochen, so daß dann ebenfalls
eine Abschaltung der Heizung erfolgt.
Die Überwachungseinrichtung 10 ist so ausgebildet, daß aus
Sicherheitsgründen nur ein Betrieb mit den vorerwähnten Sicher
heits-Kontaktthermometern 12a und 12b möglich ist. Bei An
schluß eines Kontaktthermometers 12 bleibt der Knotenpunkt des
Spannungsteilers 18 offen und somit die Heizung ausgeschaltet.
Der Spannungsteiler 18 ist insbesondere symmetrisch mit gleichen
Widerständen aufgebaut, wobei deren Widerstandswerte dem des
in einem Sicherheits-Kontaktthermometer 12b eingebauten Wider
standes R1 entspricht. Die Widerstände können dabei beispiels
weise einen Wert von 38 kΩ haben. Wie schon vorerwähnt, ist
die Steckverbindung 13 dreipolig mit einem Anschluß A für ein
Bezugspotential sowie für die beiden separaten Knotenpunktan
schlüsse B u. C ausgebildet. Der Spannungsteiler-Widerstand
R3 befindet sich zwischen den Anschlüssen A u. B.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn der einseitig am Bezugspotential
angeschlossene Widerstand R3 direkt an der geräteseitigen Steck
verbindung 13 angeschlossen ist. Somit lassen sich Magnetrührer-
Geräte, deren Überwachungseinrichtung 10 ursprünglich ausschließ
lich für den Betrieb von Sicherheits-Kontaktthermometern 12b mit
eingebautem Widerstand R1 ausgelegt waren, nun auch mit Dreileiter-
Sicherheits-Kontaktthermometern 12a betreiben. Der nachträgliche
Umbau durch Einfügen des Widerstandes R3 bei der Steckverbindung
13 ist dabei besonders einfach durchführbar. Die Anordnung dieses
Widerstandes ist gut auch in Fig. 1 erkennbar.
Claims (7)
1. Magnetrührer mit einer Heizeinrichtung zum Beheizen von
Rührgut, wobei die Heizeinrichtung eine Heizung, eine
elektronische Einrichtung mit einem Temperaturregler sowie
eine Einrichtung zur Überwachung eines mit dem zu beheizen
den Rührgut in Verbindung bringbaren Kontaktthermometers
aufweist, das insbesondere über eine Steckverbindung an die
elektronische Einrichtung des Magnetrührer-Gerätes an
schließbar ist, dadurch gekennzeich
net, daß die Überwachungseinrichtung (10) eingangssei
tig einen Spannungsteiler (18) aufweist, der mit offenem
Knotenpunkt getrennt an separate Pole (B, C) der gerätesei
tigen Steckverbindung (13) od. dgl. angeschlossen ist, wobei
diese Pole (B, C) bei einem angeschlossenen Dreileiter-
Kontaktthermometer (12a) durch dessen Sicherheitsleiter
strecke überbrückt sind.
2. Magnetrührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steckverbindung (13) dreipolig mit einem Anschluß (A)
für ein Bezugspotential sowie für die beiden separaten
Knotenpunktanschlüsse (B u. C) ist.
3. Magnetrührer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsteiler (18) symmetrisch mit gleichen Wider
ständen (R2, R3) aufgebaut ist, deren Widerstandswerte dem
eines in einem Sicherheits-Kontaktthermometer (12b) zur Über
brückung des Thermometerkontaktes (K) eingebauten Widerstandes
(R1) entsprechen.
4. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (10) im we
sentlichen durch einen Fensterdiskriminator (16) gebildet
ist, dessen Ausgang mit der Heizung verbunden ist und dessen Ein
gang den Anschluß-Spannungsteiler (18) aufweist.
5. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der einseitig am Bezugspotential ange
schlossene Widerstand (R3) direkt an der geräteseitigen
Steckverbindung (13) angeschlossen und der andere Spannungs
teiler-Widerstand (R2) auf der Leiterplatte der Über
wachungseinrichtung (10) angeordnet sind.
6. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei Anschluß eines Kontaktthermometers
(12b) mit einem im Thermometer eingebauten Kontakt-Über
brückungswiderstand (R1), einer seiner beiden Anschlüsse (A)
mit dem Bezugspotential und der andere Anschluß (C) mit einem
Knotenpunkt-Pol C verbunden ist, und daß der mit
dem Bezugspotential verbundene Spannungsteiler-Widerstand
(R3) der Überwachungseinrichtung (10) mit seinem Knotenpunkt-
Anschlußende (B) freibleibt.
7. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß einer der Spannungsteiler-Widerstände (R3)
wahlweise durch einen in einem Thermometer (12b) eingebauten
Widerstand umgangen oder bei Anschluß eines Dreileiter-
Kontaktthermometers (12a) an den Knotenpunkt angeschlossen
ist.
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