DE7208139U - Elektroden-Steckkopf - Google Patents

Description

Elektroden-Steckkopf

Die vorliegende Neuerung betrifft einen neuen Elektrodenkopf für Meßelektroden und kombinierte Meßelektroden, sogenannte Einstabmeßketten. Bei solchen Meßelektroden wird im allgemeinen im oberen Teil, dem sogenannten Elektrodenkopf, die elektrische Verbindung zwischen den in der Elektrode befindlichen Anschlußdrähten und dem sogenannten Anschluß- oder Verbindungskabel durch Zusammenlöten oder Schweißen fest hergestellt. Gelegentlich wird auch die elektrische Verbindung durch Preßkontakte oder durch angelötete oder angeschweißte Kontakte am Anschlußkabel und den in der Elektrode befindlichen Anschlußdrähten hergestellt. In jedem Fall aber wird das Anschlußkabel im Elektrodenkopf so fixiert, daß es zusammen mit der Elektrode eine Einheit bildet.

Weil die Meßelektroden üblicherweise einen hohen Innenwiderstand (Js 10 Μ·Π-) haben, wird als Anschlußkabel zur elektrostatischen Abschirmung ein abgeschirmtes Kabel, ein sogenanntes Koaxialkabel, verwendet. Die Kabelseele wird mit dem eigentlichen Meßsystem verbunden; die konzentrisch um die Kabelseele befindliche, meist als dichtes Kupfernetz angeordnete, elektrostatische Abschirmung wird entweder mit der in der Elektrode konzentrisch um das Meßsystem befindlichen elektrostatischen Abschirmung oder bei Einstabmeßketten mit dem Bezugssystem, das gleichzeitig als Abschirmung wirkt, elektrisch verbunden.

Bei ähnlich aufgebauten Meßsystemen, wie Leitfähigkeitszellen, Doppelplatinelektroden für Polarisationsstrom- oder Polarisationsspannungstitrationen, aber auch bei Temperaturfühlern , wird häufig die Verbindung wie oben beschrieben hergestellt.

Eine weitere Möglichkeit, eine Verbindung herzustellen, ist die Verwendung von als Steckbuchse oder Schra^ibklemmen ausgebildeten Elektrodenköpfen. Hierbei kann es sich auch um koaxiale Verbindungen handeln, wobei entsprechend dem Aufbau des Koaxialkabels in der Steckermitte der Kontakt für die Meßelektrode angeordnet ist; von einem Isolationsmaterial umgeben befindet sich konzentrisch um den Mittenkontakt die Kontaktfläche für die Abschirmung, die meist gleichzeitig den Außenmantel des Steckkopfes bildet.

Elektroden mit fest verbundenem Kabel haben folgende Nachteile: Kabelaustausch ist nicht möglich, dadurch auch Anschlußsteckeraustausch nicht einfach durchführbar. Bei defekter Elektrode wird Kabel und meist auch der Anschlußstecker weggeworfen. Durch das immer angebrachte Kabel ist die Elektrode schlecht im meßbereiten Zustand aufzubewahren; dies ist bei größeren Kabellängen besonders gravierend.

Die bisher üblichen Steckköpfe haben alle wenigstens einen der nachfolgend aufgeführten Nachteile:

Abschirmung, d.h. bei Einstabmeßketten der Bezugselektrodenanschluß, liegt als Außenmantel nicht isoliert vor. Bei auftretendem Peuchtigkeitsfilm von der Meßlösung oder einer leitenden Armierung mit dem Elektrodenkopf wird das Bezugssystem über den sich ergebenden Nebenschlußwiderstand kurzgeschlossen.

Die bekannten Steckverbindungen sind nicht ausreichend feuchtigkeitsdicht, so daß der für die Messung erforderliche Isolationswiderstand zwischen Kabelseele und Abschirmung von 2 5 χ ΙΟ¹¹ Ohm in Steckkopf nicht eingehalten werden kann.

Die Elektrodenköpfe sind zwar nach außen isoliert, die im Kopf befindliche Abschirmung ist aber nicht ausreichend, so daß bei starken Feldänderungen, z>B. beim Anfassen des Kopfes, das Meßergebnis verfälscht wird. Die bekannte Konstruktion ist so kompliziert, schwierig herzustellen und anzuschließen, daß sich der Aufwand nachteilig auf den Preis der Elektroden auswirkt.

Ziel der Neuerung ist eine Elektrodenkopfausführung, die alle oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Dies wird durch folgende Maßnahmen erreicht: Der Elektrodenkopf gemäß der Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Verbindung zwischen dem Elektrodenkopf und dem Elektrodenkabel eine Steck- und Schraubverbindung ist,

2. sowohl Kabelstecker als auch Elektrodenkopf in Kunststoff eingebettet sind, wobei auch das Schraubgewinde aus Kunststoff besteht,

3. im Elektrodenkopf eine zusätzliche Abschirmung in Gestalt einer Metallhülse vorgesehen ist, die koaxial um die beiden Kontakte des Elektrodenkopfes angeordnet ist und elektrisch verbunden mit dem koaxialen Teil der Koaxialbuchse ist, und

4. die Verbindung des Elektrodenkopfes zu seinen Innenleitern eine Steckverbindung ist.

Die Steck- und Schraubverbindung gemäß der Neuerung ist eine koaxiale: Der eine Anschluß des in eine Kunststoffkappe eingebauten Kabelsteckers, der im Kabel als zentraler Draht vorliegt, endet im Stecker in einer schmalen Metallhülse, die von einem isolierenden Mantel umgeben ist; der zweite Anschluß des Kabelsteckers bildet eine breitere Metallhülse, die auf diesen isolierenden Mantel aufgesetzt ist. Dementsprechend besteht im Elektrodenkopf der eine Anschluß aus einem zentralen Draht, der an seinem Ende vorzugsweise aufgefächert ist, damit er klemmend in die schmale Hülse des Kabelsteckers eingreift, und der zweite Anschluß besteht aus einer Metallhülse, die so breit ist und derart mit Schlitzen versehen ist, daß die breitere Hülse des Kabelsteckers ebenfalls klemmend in diese Hülse des Elektrodenkopfes eingreift.

Die am Kabelstecker und am Elektrodenkopf vorgesehenen, und wie bereits erwähnt, aus Kunststoff bestehenden Schraubgewinde sind dabei so bemessen, daß beim Herstellen der Verbindung die vorstehend beschriebenen Anschlüsse der beiden Teile zunächst für eine bestimmte Länge, z.B. etwa 2 mm, ineinandergesteckt werden müssen, bevor die Gewindegänge der Schraubgewinde ineinander greifen; hierauf werden die beiden Teile zusammengeschraubt. Zur Abdichtung ist auf das Außengewinde noch ein O-Ring aus gummielastischem Material aufgesetzt, der den gleichen Außendurchmesser hat wie die Kunjtstoffhülsen des Elektrodenkopfes und des Kabelsteckers.

Die oben beschriebene Anordnung der Kontakte und Gewinde, wobei der zentrale Kontakt des Kabelsteckers als schmale Hülse auf den drahtförmigen Mittelkontakt des Elektrodenkopfes aufgeschoben und der hülsenförmige Außenkontakt des Kabelsteckers in eine breitere Hülse des Elektrodenkopfes eingeschoben wird, und wobei ein in die Kunststoffhülse des Kabelsteckers eingeschnittenes Innengewinde auf ein in den Elektrodenkopf eingeschnittenes Außengewinde aufgeschraubt wird, kann auch ganz oder teilweise umgekehrt werden.

Ein besonderes Kennzeichen der Neuerung besteht darin, daß der Elektrodenkopf eine elektrische Abschirmung aufweist, die sich in Gestalt einer dünnen metallischen Hülse koaxial um die beiden genannten Pole des Elektrodenkopfes legt. Diese Metallhüise liegt an der Kunststoffwandung des Elektrodenkopfes innen direkt an, und bei der Herstellung des Elektrodenkopfes wird das Kunststoffmaterial zweckmäßigerweise direkt in diese Metallhülse gespritzt.

Ein weiteres Merkmal der Neuerung besteht darin, daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen des Elektrodenkopfes und den von den eigentlichen Elektroden kommenden Anschlußdrähten eine Steckverbindung ist? d.h. die Anschlüsse des Elektrodenkopfes enden nach innen in dünnen geschlitzten Metallhülsen, in welche die von den Elektroden kommenden Drähte eingeklemmt werden.

Die oben beschriebene Abschirmungshülse ist vorzugsweise so gestaltet, daß sie auch diese Steckverbindung im Inneren der Elektrode mit umhüllt.

Mit dieser Neuerung werden verschiedene Vorteile erzielt: Die Kombination einer Steck- mit einer Schraubverbindung gewährleistet einen guten elektrischen Kontakt zwischen Elektrodenkopf und Kabelstecker und eine sichere, feuchtigkeitsdichte Abdichtung, wozu insbesondere der O-Ring beiträgt und der lange Kriechweg von der 0-Ring-Auflage über das Kunststoffgewinde bis zum Außenkontakt einen sicheren Schutz gewährleistet. Ein flüssigkeitsdichter Verschluß ist für viele Anwendungsgebiete von Meßelektroden von entscheidender Bedeutung. Für den Transport oder die Aufbewahrung kann man den Steckkopf mit einer aufschraubbaren Verschlußkappe ebenfalls feuchtigkeitsdicht verschließen. Die Dichtung ist so gut, daß bei Verwendung eines ausreichend temperaturbeständigen O-Ringes, z.B. aus Silikonkautschuk oder Fluorelastomer, die Dichtung auch bei Dampfsterllation den erforderlichen hohen Isolationswiderstand im Elektrodenkopf sichert. Die neue elektrische Abschirmung im Elektrodenkopf verhindert, wie bereits erwähnt, daß äußere elektrische Felder, die schon beim Anfassen des Elektrodenkopfes auftreten können, das Meßpotential verändern. Die neue Steckverbindung im Inneren des Elektrodenkopfes ermöglicht eine leichte Montage der gesamten Meßelektrode und vereinfacht die Elektrodenfertigung.

Die Neuerung wird durch die Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung sind im Schnitt ein Elektrodenkopf und ein Kabelstecker dargestellt: Der Elektrodenkopf besteht aus dem Innenkontakt (1), einem aufgefächerten Draht, der sich nach innen in eine dünne Hülse (2) fortsetzt; diese nimmt den zur eigentlichen Elektrode führenden Leiter auf. Der Elektrodenkopf besteht weiterhin aus dem Kontakt (3), einer Metallhülse, die ebenfalls innerhalb der Elektrode in eine dünne Hülse (4) übergeht, welche den zweiten Leiter der Elektrode aufnehmen kann. Zwischen beiden Kontakten (1) und (3) befindet sich ein hochohmiger Isolator (9). Um beide Kontakte (1) und (3) ist koaxial eine Metallhülse (5) gelegt, die als Abschirmung dient und elektrisch leitend mit dem Außenkontakt (3) verbunden ist. Das Ganze wird von einer Kunststoffhülse (6) umschlossen, die auch das Außengewinde (7) bildet. Ein O-Ring (8) ist auf die Schulter zwischen dem Außengewinde (7) und der Außenwand der Kunststoffhülse (6) aufgeschoben.

Der Kabelstecker besteht aus dem Innenkontakt (11), einer schmalen Metallhülse, an die der zentrale Draht des Elektrodenkabels angeschlossen wird. Der Außenpol ist wiederum eine breitere Metallhülse (13), die in elektrischem Kontakt mit dem Außenleiter des Kabels ist, und das Ganze ist von einer Kunststoffhülse (16) umschlossen, in welche das Innengewinde (17) eingeschnitten ist. Zwischen beiden Kontakten (11) und (13) befindet sich ein hochohmiger Isolator (19). Die Gummitülle (18) wird von dem Metallteil dichtend an die obere Öffnung der Kunststoffhülse gepreßt.

Claims (1)

1. Schutzanspruch;

   Elektrodenkopf/Elektrodenkabelverbindung, bestehend aus einem von einer Kunststoffhülse umschlossenen Elektrodenkopf, in welchem der eine Kontakt koaxial ui aen anderen Kontakt angeordnet ist, und einem von einer Kunststoffhülse umschlossenen Kabelstecker, in welchem ebenfalls der eine Kontakt koaxial vom anderen Kontakt umschlossen ist, wobei die einander entsprechenden Kontakte von Elektrodenkopf und Kabelstecker Steckverbindungen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Kunststoffhülsen von Elektrodenkopf und Kabelstecker einander entsprechende Schraubgewinde aufweisen,

   b) auf das Außengewinde dieser Schraubgewinde ein O-Ring aufgeschoben ist,

   c) in die Kunststoffhülse des Elektrodenkopfes eine die beiden koaxialen Anschlüsse desselben umhüllende, als elektrische Abschirmung dienende Metallhülse eingesetzt ist, und

   d) die Verbindungen zwischen den Kontakten des Elektrodenkopfes in Elektrodenkopf und den Innenleitern der Elektrode als Steckverbindungen ausgebildet sind, wobei entweder die als Steckbuchse ausgebildete Hülse im Elektrodenkopf ist und die Anschlußdrähte in der Elektrode als Steckkontakte dienen, oder im Steckkopf die Anschlußdrähte als Drähte ausgebildet sind und die Anschlüsse in der Elektrode als Steckbuchse auf-

   . gebaut sind.