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Isolierter Einschub mit hoher Spannungsfestigkeit
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Die Erfindung bezieht sich auf einen isolierten Einschub mit hoher
Spannungsfestigkeit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Der Kunststoff für das Mantelgehäuse kann beispielsweise Amino-Butadien-Styrol
(ABS). sein. Eingesetzte Abschirmbleche können z.B. aus Aluminium oder Stahlblech
gefertigt sein.
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Einschübe dieser Art können für vielerlei Meßgeräte auf den unterschiedlichsten
Meßgebieten eingesetzt werden.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist jedoch das der Elektromedizin.
Hier werden vom Körper eines Patienten die unterschiedlichsten physiologischen Signale
abgenommen und z.B. am Bildschirm einerKathodenstrahlröhre oder auf dem Papier eines
Schreibers oder.an ähnlichen Darstellungsgeräten dargestellt. Bei den abgenommenen
Signalen handelt es sich um so unterschiedliche Signale wie z.B. Elektrokardiogramm
(EKG), Blutdrucksignale, Atemsignale, C02-Signale (Gehalt von Kohlendioxid im Blut
oder Atemgas), Temperatursignale etc.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einschub aufzubauen, der optimal
isoliert und spannungsfest ist.
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Weitere Aufgabe ist es, den Aufbau des Einschubes so zu gestalten,
daß er möglichst variabel für die unterschiedlichsten Anwendungsbedürfnisse einsetzbar
ist.
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Der Aufbau des Einschubes sollte also so sein, daß er mit möglichst
wenig Einzelteilen möglichst vielseitig einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die Erfindung gewährleistet also einen Aufbau eines Einschubes, der
optimal isoliert und spannungsfest ist und der zugleich mit wenig Einzelteilen sehr
vielseitig.einsetzbar ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in
Verbindung mit den weiteren Patentansprüchen.
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Es zeigen: Figur 1 ein Gerät mit Einbuchtung zur Aufnahme von Einschüben
gemäß der Erfindung, Figur 2 einen erfindungsgemäßen Einschub in Schrägansicht,
Figur 3 das hochisolierende Mantelgehäuse eines Einschubes, Figur 4 die Rückfläche
des Mantelgehäuses, Figur 5 die Zuordnung einzelner Leiterplatten und Teilen von
Leiterplatten zu einer Front- und einer Rückfläche innerhalb eines Schichtpaketes,
Figur
6 die Zusammensetzung eines- Paketes aus an Front- und Rückfläche montierten Leiterplatten
zusammen mit Abschirmblechen zum Schichtpaket.
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Die Figur 1 zeigt den mechanischen Prinzipbau eines elektromedizinischen
Überwachungsgerätes mit vier Einschüben, .so wie es in Verbindung mit der Erfindung
bevorzugt als Bedside-Gerät eingesetzt wird; Das Gerät umfaßt also ein Gerätegehäuse
1 mit der Frontfläche 2 Auf der rechten Seite der Frontfläche ist eine Öffnung für
eine Ausnehmung im Innern des Gerätegehäuses mit 3 angedeutet.Durch diese Öffnung
3 können in die Ausnehmung insgesamt vier Einschübe 4, 5, 6 und 7 eingeschoben werden,
die alle gemäß der Erfindung aufgebaut sind. Darüber hinaus ist das Gerät mit einer
Kathodenstrahlröhre 8 ausgerüstet.
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Die Kathodenstrahlröhre 8 dient zur Aufzeichnung der unterschiedlichen
Signale, die von den-unter.schiedlichen Einschüben# 4 bis 7 in das Gerät gelangen.
Die Element#e 9, 10 an der Frontplatte 2 des Gerätes sind Bedien- und Anzeigeelemente,
wie Tastenschalter, LED-Anzeigefelder etc.
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Ihre Anordnung am Gerät ist in der Figur 1 rein schematisch. In praktischer
Ausführung kann deshalb eine beliebige andere Anordnung gewählt werden. Das Gerät
der Figur 1 ist, wie schon angedeutet, ein elektromedizinisches Gerät. Die Einschübmodule
4 bis 7 sind# also Bestandteil des Signalübertragungssystems für physiologische
Signale, die mittels geeigneter Abnehmer am Körper eines Patienten abgenommen werden.
Zu diesem Zwecke werden also (nicht dargestellte) Abnehmer am Körper des Patienten
positioniert und über ein Signalkabel (ebenfalls nicht dargestellt) am jeweiligen
Einschub 4 bis 7 angekoppelt. Die Einschübe umfassen zu diesem Zweck also Ansteckbuchsen
11 bis 14 für entsprechende Stecker d#er Signalkabel. Die restlichen Elemente 15
bi#s 19 sind in wieder nur rein schematischer Andeutung Datentasten
oder
LED-Anzeigefelder der Einschubmodule 4 bis 7. Im Beispiel der Figur 1 ist beispielsweise
der unterste Einschub 4 ein C02-Einschub, die beiden mittleren Einschübe 5 und 6
sind z.B. Einschübe für Blutdruck- und Temperaturmessung und der obere Einschub
7 dient z.B.-zur EKG-Messung.
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Die Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Einschube#s gemäß
der Erfindung, beispielsweise des Einschubes 4 in der Figur 1. Jeder Einschub 4
bis 7 umfaßt'rein frontseitig offenes Mantelgehäuse 20 aus hochisolierendem Kunststoff,
z . B. aus ABS, wie. in' der Figu#r 3 dargestellt ist.
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Die Figur 4 zeigt dic Rückwand 21 des MantelgehFuses ,'0.
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Diese Rückwand ist im Zentrum 22 (gestrichelt angedeutet) im Material
scheibenartig verdünnt. Die Verdünnung an dieser Stelle gewährleistet eine besonders
enge Ankopplung eines primären bbertragerkörpers für Energieübertragung, der auf
der Seite des Gerätes angeordnet ist, an einen sekundären Übertragerkörper, der
im Innern des jeweiligen Einschubes in direktem Kontakt mit der Rückwand des Mantelgehäuses
angeordnet ist. Der Übertragerkörper auf der Seite des Gerätes und jener auf der#
Seite des Einschubes fügen sich.als6 zu einer galvanisch trennenden Koppelstelle
für Energieübertragung vom Gerät zum Einschub zusammen, sobald der Einschub in der
Ausnehmung des Gerätes in seine Endstellung gebracht ist.
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Das für die Energieankopplung Gesagte ~gilt im Prinzip auch für die
Signalübertragung zwischen Einschub und Gerät in Richtung von einem Einschub zum
Gerät oder in entgegengesetzter Richtung vom Gerät zum jeweiligen Einschub. Auch
hier ist eine galvanisch trennende Kopplung vorgesehen in dem Sinne, daß für Signalübertragung
vom
jeweiligen Einschub zum Gerät einem Lichtsignalsender, insbesondere
Lumineszenzdiode, auf der Seite des Einschubes ein Lichtempfänger, insbesondere
Fotowiderstand, auf der Seite des Gerätes zugeordnet ist. Für Signalübertragung
in umgekehrter Richtung steht entsprechend einem Lichtsender auf der Seite des Gerätes
ein Lichtempfänger auf der Seite des Einschubes gegenüber. Damit das Licht ungehindert
zwischen Einschub und Gerät passieren kann, sind. in der Rifckwrind 21 des Mantelgehäuses
20 eines jeden Einschubes 4 bis 7 zwei Kunststofffenster 23 und 24 für die Lichtübertragung
in beiden Ubertragungsrichtungen angebracht.
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Die Figur 5 zeigt in einer Explosivdarstellung die Zu-~ ordnung einzelner
Leiterplatten oder Teile von Leiterplatten zur Frontfläche und Rückfläche eines
Schichtpaketes. ~Die Frontfläche, die auch immer gleichzeitig die Stirnf#läche eines
Einschubes ist, ist in der Figur 5 mit 25 gekennzeichnet. Es handelt sich im vorliegenden
Fall z.B. wieder um die Stirnfläche eines EKG-EInschubes. An der Frontfläche ist
rückseitig ein erstes Halbteil 26 einer Leiterplatte montiert, z.B. angeschraubt.
Beide zusammen, also-Frontfläche 25 und erstes Plattenhalbteil 26, bilden eine erste
Montageeinheit 27. Diese Montageeinheit 27 ist für unterschiedliche Anwendungen
des Einschubes auf unterschiedliche Eingangssignale entsprechend signalspezifisch
unterschiedlich ausgebildet.
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Dementsprechend trägt die Teilplatte 26 also nur solche elektrischen
oder elektromechanischen-Bauteile des inneren Schaltungsaufbaues, die je nach Art
des Eingangssignales, d.h.# also z.B. für EKG, Blutdrucksignal, Temperatursignal,
C02-Signal, Atemsignal, unterschiedlich sind. Typische signalspezifische Bauteile
der ersten Teilplatte, die im einzelnen in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt
sind, sind z-.B. unterschiedliche Vorverstärker, Frequenzfilter etc.
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Die so formierte Schaltung ist einerseits über einen Kabel strang
28 mit den Eingangssteckkontakten der Siganleingangssteckbuchse 11 und den Dateneingabe-
oder Anzeigetasten 15 elektrisch verbindbar; sie kann andererseits auch mittels
seitwärts angeordnetem Kontaktstecker 29- mit solchen elektrischen Kreisen verbunden
werden, die z.B. auf einer weiteren Leiterplatte. 30 des Schichtpaketes angeordnet
sind. Die weitere Leiterplatte 30 besitzt demnach einen zum Kontaktstecker 29 des
Leiterplattenhalbteiles 26 passenden Gegenkontaktstecker 31.
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Ein dritter elektrischer Verbindungsweg führt über einen zweiten Kontaktstecker
32 der weiteren (nicht gespaltenen) Leiterplatte 30 in Verbindung mit einem dazu
passenden Gegenstecker 33 an der Seitenkante des rückseitigen Leiterplattenhalbteiles
34 zum zweiten, nämlich rückseitigen Montageteil 35 des Schichtpaketes.
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In diesem zweiten Montageteil 35 ist das Plattenhalbteil 34 der in
Form eines Bügels ausgebildeten Rückfläche 36 fest zugeordnet, d.h. es ist an dieser
Rückfläche 36 z.B. fest angeschraubt. Die Rückfläche 36 besteht beispielsweise aus
metallisiertem Kunststoff. Das zweite Montageteil 35 ist für alle Einschübe gleichartig
aufgebaut. Es ist# also Träger wenigstens, eines Teiles solcher Bauteile des inneren
elektrischen oder elektromechanischen Schaltungsaufbaues, die unabhängig von der
Art der jeweiligen signalspezifischen Anwendung des Einschubes für alle Einschübe
gleich sind. Im vorliegenden Falle trägt das zweite Montageteil 35 vorzugsweise
alle Bau-~elemente, die einerseits zur Energieübermittlung und andererseits zum
Signalaustausch zwischen Einschüben und Gerät notwendig sind. Demnach trägt also
die bügelförmige#Rückfläche 36 in der Bügelvertiefung 37 den sekundären Übertragerkörper
38-für die Energieübertragung vom
Gerät zum Einschub. Desgleichen
sind links und rechts von der Bügelvertiefung 37 zwei Einsätze 39 und 40 vorgesehen.
Im Ein#satz 39 wird der Lichtsender, z.B. Lumineszenzdiode, für Signalübertragung
vom Einschub zum Gerät eingesetzt. Der Einsatz 40 nimmt hingegen einen Lichtempfänger,
z.B. Fotowiderstand, für Signalübertragung vom Gerät in Richtung Einschub auf. Die
für Energie- und Signalübertragung nötigen elektronischen Bauelemente, wie insbesondere
auch der Analog-Digital-Konverter für die Signalumsetzung, sind (nicht dargestellt)
auf dem Plattenhalbteil 34 angeordnet. Zur Herstellung' des elektrischen Kontaktes
zwischen Bauelementen, die auf dem Plattenhalbteil 34 angeordnet sind, und solchen,
die ihren Sitz an der Rückfläche 36 haben, dienen zwei zueinander passende Kontaktstecker
41 und 42, von denen der erste Kontaktstecker 41 auf dem Plattenhalbteil 34 und
der zweite Kontaktstecker 42 an der Rückfläche 36 befestigt ist.
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Das so geformte rückseitige Montageteil 35, das für alle Einschübe
gleichartig aufgebaut ist, kann nun in beliebiger.Variation mit einem beliebig gestalteten
frontseitigen Montageteil 27 zusammengesetzt werden.
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Dieses Zusammensetzen geschieht dabei in folgender Weise: Zuerst wird
unter Zwischenlagerung einer Abschirmfolie 43 (z.B. Aluminium) ~das frontseitige
Montageteil 27 an der Vorderkante 44 und das rückseitige Montageteil 35 an der Rückkante
45 der nicht geteilten Leiterplatte 30 angesetzt, so, daß die Leiterplatte 30 mit
diesen beiden.Kanten in Nischen 46 der Frontfläche 25# des ersten Montageteiles
27 und der Rückfläche 36 des zweiten Montageteiles 35 einrastet. In der Figur 5
ist nur die Nische der .Rückfläche 36 zu sehen. Die Frontfläche 25 be-
sitzt
jedoch eine entsprechende Nische. Die so angesetzten Montageteile werden nun mittels
Schrauben über Schraublöcher 47 bis 50 der Halbplatten 26 und 34 durch entsprechende
Löcher 51 bis 54 der zwischengelagerten Abschirmfolie 43 hindurch an Schraubstutzen
55 bis 58~der durchgehenden Leiterplatte 30 zusätzlich verschraubt. Damit ergibt
sich das in der Figur 6 in der Mitte dargestellte Montagepaket. In diesem-Montagepaket
sind die Schaltungen der ersten Montageeinheit 27 und die der zweiten Montageeinheit
35 auch noch an der Trennstelle durch ein zusätzliches vertikales Abschirmblech
(z.B. Kupfer oder Aluminium) gegeneinander abgeschirmt. Wie die Figur 5 zeigt, ist
dieses vertikale Abschirmblech'59 an der hinteren Kante des Plattenhalbteiles 26
montiert.
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~Den Gesamtaufbau des Schichtpaketes zeigt schließlich die Figur .6.
Hier sind dem mittleren Montagepaket in der Zusammensetzung aus den Bauteilen der
Figur 5 noch zwei äußere Abschirmbleche 60 und 61, z.B. aus Aluminium oder Stahlblech,
zugeordnet. Beide Abschirmbleche 60 und 61 sind an der Vorderkante mit Klauen 62,
63 bzw. 64, 65 versehen. Bei Auflage des jeweiligen Bleches mit den ebenen Kanten
66, 67 bzw. 68, 69 auf die Innenschulter der Frontfläche 25 greifen die Klauen 62
bis 65 in Ausnehmungen unterhalb der Schulter, so daß sich an der Schulter eine
Art Klemmverbindung zur Halterung der Vorderkante der beiden Bleche 60 und 61 ergibt.
Die Rückkanten 70 und 71 der Bleche liegen hingegen auf den Kanten der Rückfläche
36 auf. Sie werden über Löscher 72 und 73. an einer Schraubauflage 74 mit der Rückfläche
verschraubt. Die mittleren Teile der Abschirmbleche liegen über Klauen 75 federnd
an den Seitenkanten des Paketes aus Leiterplatten an.
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Nach Montage der Abschirmbleche 60 und 61 kann jetzt das gesamte Schichtpaket
in das hochisolierende Mantelgehäuse 20 der Figur 3 von der Frontöffnung her eingeschoben
werden. Es entsteht somit ein Einschub, wie er z.B. in der Figur 2 dargestellt ist.
Weitere Variationsmöglichkeiten für einen solchen Einschub zeigen die Einschübe
4 bis 7 der Figur 1.
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In den Figuren 1 bis 6 ist lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht
auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr gibt es beliebi#ge Modifikationen
des Ausführungsbeispieles, die alle mit unter den Schutz der Erfindung fallen soll.en.
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6 Figuren 10 Patentansprüche
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