DE3013773A1

DE3013773A1 - Vielfachelektrodenanordnung

Info

Publication number: DE3013773A1
Application number: DE19803013773
Authority: DE
Inventors: Stephan 7801 March-Holzhausen Hellstab
Original assignee: Hugo Sachs Elektronik KG
Current assignee: Hugo Sachs Elektronik KG
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1981-10-15
Also published as: GB2073674B; US4389656A; CH654431A5; DE3013773C2; GB2073674A; JPS56159169A

Description

Vielfachelektrodenanordnung

Die Erfindung betrifft eine Vielfachelektrodenanordnung aus einer Anreihung wechselweise angeordneter elektrisch isolierender Plättchen und elektrisch leitender Plättchen, wobei die elektrisch leitenden Plättchen mit mindestens einer Kontaktierungsdruckplatte einzeln über Verbindungsleitungen verbunden sind.

Es wurden bereits Vielfachelektrodenanordnungen der vorgenannten Art vorgeschlagen, bei denen die elektrisch leitenden Plättchen mit Anschlußfahnen versehen sind, an welche Verbindungsleitungen angeschweißt oder angelötet werden. Die Anschlußfahnen benachbarter Plättchen weisen hierbei unterschiedliche Längen und/oder Formen auf, so daß die Anschlußfahnen gestuft zueinander verlaufen. Dies bedingt, daß leitende Plättchen unterschiedlicher Form nebeneinander aufgereiht werden müssen. Um zu vermeiden, daß die Anschlußfahnen benachbarter Plättchen sich durch Biegen berühren, ist es erforderlich, daß die isolierenden Plättchen Isolierfahnen aufweisen, welche dann zwischen den Anschlußfahnen angeordnet sind. Dies bedingt wiederum isolierende Plättchen unterschiedlicher Form,

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 5 . 8. April 1980

so daß insgesamt die Vielfachelektrodenanordnung aus einer Vielzahl unterschiedlicher isolierender Plättchen und unterschiedlicher leitender Plättchen aufgebaut werden muß, was einen entsprechend hohen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Durch die unterschiedlichen Längen und Formen der Anschlußfahnen kann das Anlöten bzw. Anschweißen der Verbindungsleitungen nicht oder nur schwer mechanisiert werden.

ts besteht die Aufgabe, die Vielfachelektrodenanordnung so auszubilden, daß sie aus zueinander gleichen isolierenden Plättchen und aus zueinander gleichen leitenden Plättchen aufgebaut ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele der ERfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einiger Isolierender und leitender

Scheiben gemäß einem ersten AusfUhrungsbeispiel in der Reihenfolge, wie sie auf das Isolationsrohr aufgesteckt werden;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des auf das Isolationsrohr aufgesteckten Scheibenpakets gemäß Fig. 1;

Fig. 3 Scheiben gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht auf aneinandergereihte Scheiben gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Scheibenanordnung gemäß Fig. 1 bei einem dritten Ausführungsbeispiel;

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 6 - 8 . April 1980

Mg. 6 eine stirnseitige Ansicht entsprechend Fig. 2 des dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 Scheiben gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 8 eine Ansicht gemäß Fig. 2 des vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 eine Scheibenanordnung gemäß Fig. 1 bei einem fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 eine Ansicht gemäß Fig. 2 des fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 11 eine Anordnung gemäß Fig. 1 bei einem sechsten Ausführungsbeispiel und

Fig. 12 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 des sechsten Ausführungsbeispiels.

Gemäß den Fig. 1 und 2 bestehen die elektrisch leitenden Plättchen aus kreisförmigen Scheiben 1, welche jeweils eine Anschlußfahne aufweisen, an der eine Verbindungsleitung 3 angelötet oder angeschweißt ist. Diese Scheiben bestehen aus Stahl und weisen beispielsweise eine Dicke von 0,1 mm auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Scheiben 1 mit Scheibenbohrungen 4 von beispielsweise sechskantigem Querschnitt versehen.

Die elektrisch isolierenden Scheiben 5 sind ebenfalls kreisförmig und weisen den gleichen Außendurchmesser wie die Scheiben 1 auf. Sie sind ebenfalls mit sechskantigen Bohrungen 6 versehen.

Die elektrisch leitenden Scheiben 1 werden nun wechselweise mit den isolierenden Scheiben 5 so auf ein Isolationsrohr 7 aufgereiht, daß die Kontaktfahnen 2 zwischen benachbarten leitenden

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 7 - 8. April 1980

Scheiben 1 jeweils um 60 zueinander versetzt sind. Dies bedeutet also, daß die Kontaktfahne 2 der ersten leitenden Scheibe 1 nach oben zeigt, die Kontaktfahne V der darauffolgenden leitenden Scheibe I¹ hierzu 60° nach rechts und die Kontaktfahne 2" zur Kontaktfahne 2 um 60° nach links versetzt ist. Diese Versetzung um jeweils 60° wiederholt sich bei jeweils drei aufeinanderfolgenden Scheiben 1 in identischer Weise.

Der Fig. 2 ist diese Versetzung deutlich entnehmbar. An die jeweiligen Kontaktfahnen 2¹ sind Verbindungsleitungen 3¹ und an die jeweiligen Anschlußfahnen 2" sind Verbindungsleitungen 3" angelötet oder angeschweißt.

Die elektrisch isolierenden Scheiben 5 bestehen aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Epoxydharzgewebe mit einer Dicke von 0,2 mm.

Durch das Isolationsrohr 7 mit sechskantigem Querschnitt wird eine Gewindestange geführt, an deren beiden Enden je eine Druckscheibe aufgeschraubt wird, so daß das Paket bestehend aus den isolierenden Scheiben 5 und den leitenden Scheiben 1 fest zusammengepreßt wird. Dieses aus den Scheiben 1 und 5 bestehende Paket mit den Verbindungsleitungen 3 wird im zusammengepreßten Zustand anschließend mit Harz umgössen, so daß ein Block 8 entsteht. Aus diesem Block 8 sind die Anschlußleitungen 3, 3¹ und 3" herausgeführt. Anschließend wird die Unterseite dieses Blocks abgeschliffen, so daß eine plane Fläche 9 entsteht, an welcher wechselweise die leitenden Scheiben 1 und die isolierenden Scheiben 5 angeordnet sind. Gegen die Fläche 9 wird ein laufender Metallpapierstreifen 10 geführt. Ober die Leitungen 3 sind die leitenden Scheiben 1 einzeln ansteuerbar, so daß es möglich ist, analoge und digitale Werte auf das Papier 10 aufzuzeichnen. Die einzelnen leitenden Scheiben 1 werden in bekannter Weise über eine Decodermatrix angesteuert.

Mit den vorerwähnten Scheiben 1 und 5 ist somit eine Elektroden-

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 8 - 8 . April 1980

anordnung aufbaubar, welche beispielsweise über eine Breite von 80 mm 250 Elektroden in Form der Scheiben 1 aufweist.

Bei dem Ausfiihrungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 sind an jeweils einer Seite der elektrisch leitenden Scheiben 11 randseitig die Verbindungsleitungen 12 angelötet oder angeschweißt. Die Anschlüsse dieser Leitungen sind mit 13 bezeichnet.: Die leitenden Scheiben

11 sind mit einer kreisförmigen Bohrung 14 versehen.

Die isolierenden Scheiben 15 sind randseitig mit einem Einschnitt 16 versehen, dessen Abmessungen geringfügig größer ist als die Abmessungen des Anschlusses 13. Die isolierenden Scheiben 15 sind ebenfalls mit kreisförmigen Bohrungen 17 versehen, welche den Bohrungen 14 entsprechen.

Die Scheiben 11, 15 werden wechselweise auf ein im Querschnitt rundes Isolationsrohr 18 aufgesteckt, derart, daß die Seiten der Scheiben 11, an denen sich die Anschlüsse 13 befinden, alle nach der gleichen Seite zeigen. Zwischen diese Scheiben 11 wird jeweils eine Scheibe 15 aufgesteckt derart, daß der Einschnitt 16 in den Bereich des Anschlusses 13 der bereits auf das Isolationsrohr 18 aufgesteckten Scheibe 11 zu liegen kommt. Die Verbindungsleitungen

12 des Scheibenpakets liegen hierbei in einer Reihe.

Die Verbindungsleitungen 3 bzw. 12 bestehen jeweils bevorzugt aus lackiertem Kupferdraht, was auch für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele gilt.

Das zuvor beschriebene Umgießen des Scheibenpakets und das Anschleifen dieses Pakets erfolgt in der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 weisen die leitenden Scheiben 18 und die isolierenden Scheiben 19 wiederum sechskantige Bohrungen 20 bzw. 21 auf. Das Isolationsrohr 22 ist im Querschnitt ebenfalls sechskantig ausgebildet.

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 9 - 8. April 1980

An die leitenden Scheiben 18 ist wiederum jeweils an einer Seite eine Anschlußleitung 12 randseitig bei 13 angelötet. Die Isolierscheiben 19 sind jeweils mit einem randseitigen Einschnitt 16 versehen, dessen Abmessung jeweils geringfügig größer 1st als die Abmessungen des Anschlusses 13. Die Scheiben 18 werden auf das Isolationsrohr 22 so aufgesteckt, daß die Anschlüsse 13 benachbarter Scheiben 18 jeweils um 60° versetzt zueinander sind. Die dazwischen liegenden isolierenden Scheiben 19 werden jeweils auf die bereits auf das Rohr 22 aufgesteckte Scheibe 18 so aufgesteckt, daß der Einschnitt 16 über den Anschluß 13 zu liegen kommt.

Es entstehen auf diese Weise zwei Reihen von Verbindungsleitungen 12, 12', welche um 60° zueinander versetzt sind und wobei die Verbindungsleitungen 12 z.B. jeder ungeradzahligen Scheibe 18 und die Leitungen 12' z.B. jeweils jeder geradzahligen Scheibe 18' des Pakets zugeordnet sind, wenn man die Folge dieser Scheiben betrachtet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 bestehen die Scheiben aus Verbundscheiben, bei denen auf eine steife Kunststoffolie an einer Seite eine Metallschicht aufkaschiert ist. Diese Verbundscheiben 23 sind randseitig mit einem Einschnitt 24 versehen. Die Scheiben 23 weisen wiederum eine Sechskantbohrung 25 auf. Jeweils versetzt zum Einschnitt 24 ist bei 26 an der metal 1-kaschierten Seite eine Verbindungsleitung 27 angelötet oder angeschweißt. Wie der Fig. 7 zu entnehmen ist, sind die Anschlüsse 26 einmal nach der einen Seite und einmal nach der anderen Seite in Bezug auf die Einschnitte 24 versetzt. Die Versetzung weist jedoch jeweils das gleiche Winkelmaß auf.

Die Scheiben 23 werden nunmehr auf ein sechskantiges Isolationsrohr 28 so aufgereiht, daß der Einschnitt 24 der aufzusteckenden Scheibe 23 zu liegen kommt über den Anschluß 26 einer bereits aufgesteckten Scheibe 23. Dies bedeutet also, daß bei den Scheiben 23 abwechselnd die Anschlüsse 26 nach links und rechts vom Einschnitt 24 versetzt angeordnet sind. Es entsteht somit ein Scheiben-

- 10 -

1 30042/0331

8108/105/Ch/Gr - 10 - 8 . April 1980

paket, bei welchem die Anschlüsse 26 und somit die Leitungen 27 benachbarter Scheiben 23 wechselweise versetzt verlaufen.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 sind elektrisch leitende Scheiben 1 vorhanden, die denjenigen nach den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit der Ausnahme, daß die Bohrungen 29 kreisförmig ausgebildet sind. Die isolierenden Scheiben 30 ebenfalls mit einer kreisförmigen Bohrung 29' haben einen Außendurch-.messer, welcher dem radialen Abstand der Anschlußfahne 2 zum Mittelpunkt der Bohrung 29 entspricht. Randseitig sind die Isolierscheiben 30 mit einem Einschnitt 31 versehen, dessen Abmessungen geringfügig größer ist als die Abmessungen des Anschlusses 32 der Anschlußleitung 33 an der Kontaktfahne 2. Die Scheiben 1, 30 werden abwechselnd auf ein Isolationsrohr 18 aufgereiht, derart, daß die Einschnitte 31 jeweils in den Bereich des Anschlusses 32 der bereits auf das Rohr 18 aufgesteckten Scheibe 1 zu liegen kommt. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen werden die Scheiben 1 wiederum so aufgereiht, daß die Anschlüsse 32 im aufgesteckten Zustand jeweils nach der gleichen Seite des Pakets zeigen.

Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach den Fig. 11 und 12 sind die leitenden Scheiben 1 identisch mit den leitenden Scheiben der Figuren 1 und 2. Die isolierenden Scheiben 34 entsprechen denjenigen nach den Fig. 9 und 10 mit Ausnahme, daß die zentrische Bohrung 35 wiederum seckseckig ausgebildet ist, entsprechend den Bohrungen

Die Scheiben 1, 35 werden auf ein Isolationsrohr 22 wechselweise aufgesteckt, wie im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben.

Bei allen Ausführungsbeispielen werden die isolierenden und die leitenden Scheiben durch Ausstanzen gefertigt. Die zentrischen Bohrungen 4, 6, 20, 21, 25, 35 können auch rund ausgebildet sein. Erfolgt das Aufstecken der Scheiben jedoch versetzt, ist der Querschnitt der Bohrungen und des Isolationsrohres bevorzugt mehrkantig mit einer Teilung entsprechend dem Versatz zu wählen.

- 11 -

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 11 - 8. April 1980

Treten im Betrieb ein Abrieb und/oder Abbrand an der Fläche 9 auf, kann dieser durch Nachschleifen beseitigt werden.

130042/0331

Leerseite

Claims

Dipl.-Ing.

Patentanwalt

Rehlingenstraße 8 · Postfach 260
D-8900 Augsburg 31

Telefon 08 21/3 6015+3 6016
Telex 53 3 275

Postscheckkonto: München Nr. 1547 89-80!

8108/105/Ch/Gr Augsburg, 8. April 1980

Anm.: Hugo Sachs Elektronik KG

Patentansprüche

Vielfachelektrodenanordnung aus einer Anreihung wechselweise angeordneter elektrisch isolierender Plättchen und elektrisch leitender Plättchen, wobei die elektrisch leitenden Plättchen mit mindestens einer Kontaktierungsdruckplatte einzeln über Verbindungsleitungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet ,daß die elektrisch isolierenden Plättchen und die elektrisch leitenden Plättchen jeweils aus untereinander identischen Scheiben (1,11,18,23 bzw. 5, 15,30,34) bestehen, die jeweils eine gleiche Bohrung (4,6,14,17,20,21,25, 29,35) aufweisen, über diese Bohrungen (4,6,14,17,20,21,25,29, 35) auf ein Isolationsrohr (7,18,22,28) aufgesteckt sind und durch zwei Druckscheiben an den Enden des Isolationsrohres (7,18,22,28) zusammengepreßt werden.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Scheiben (1) Anschlußfahnen (2) aufweisen.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahnen (2) benachbarter elektrisch leitender Scheiben (1) versetzt zueinander auf dem Isolationsrohr (7,22) angeordnet sind.

130042/0331

ORIGINAL INSPECTED

8108/105/Ch/Gr - 2 - 8. April 1980
4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (12,27) randseitig direkt an einer Seite der leitenden Scheiben (11,18,23) angeordnet sind und die elektrisch isolierenden Scheiben U5, 19,23) jeweils einen randseitigen Einschnitt (16,24) im Bereich der Anschlüsse (13,26) der Verbindungsleitungen (12,27) aufweisen.
5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (13) der Verbindungsleitungen (12) in eine Reihe angeordnet sind.
6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (13,26) der Verbindungsleitungen (12,27) benachbarter leitender Scheiben (18,23) versetzt zueinander angeordnet sind und der randseitige Einschnitt (16,24) der jeweils dazwischenliegenden isolierenden Scheiben (19,23) im Bereich des Anschlusses (13,26) der Verbindungsleitung (12,27) der davor angeordneten leitenden Scheibe (18,23) liegt.
7. Elektrodenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (13,26) der Verbindungsleitungen (12,27) benachbarter leitender Scheiben (18,23) und die randseitigen Einschnitte (16,24) benachbarter isolierender Scheiben (19,23) wechselweise in mindestens zwei Reihen angeordnet sind.
8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitende und eine isolierende Scheibe jeweils ein Verbundteil (23) bilden, das einen randseitigen Einschnitt (24) aufweist und an dessen leitender Seite versetzt zum Einschnitt (24) der Anschluß (26) für die Verbindungsleitung (27) vorgesehen ist.

130042/0331

8108/105/Ch/Gr - 3 - 8. April 1980
9. Elektrodenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Verbundteile (23) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Einschnitt (24) des einen Bauteils (23) im Bereich des Anschlusses (26) für die Verbindungsleitung (27) des benachbarten Verbundteils (23) angeordnet ist.
10. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Scheiben (30,34) einen dem Radialabstand der Anschlußfahnen (2) entsprechenden Durchmesser aufweisen und randseitig im Bereich des Anschlusses (32) der Verbindungsleitung (33) einen Einschnitt (31) besitzen.
11. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Scheiben (1,11,18,23) aus Stahl und die isolierenden Scheiben (5,15,30, 34) aus Kunststoff, vorzugsweise Epoxydharz bestehen.
12. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr im Querschnitt ein regelmäßiges Vielkant ist und die Scheibenbohrungen (4,6,20,21,25) aus entsprechenden Vielkanten bestehen und die Versetzung zwischen benachbarten Scheiben (1,18,19,23,24) mindestens einer Teilung des Vielkants entspricht.
13. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kunstharz eingegossen sind und eine Seite (9) des Kunstharzblockes (8) bis zu den leitenden Scheiben (1,11,18,23) plangeschliffen ist.

130042/0331