DE4111049C2 - Steckverbindung für eine schichtförmige Elektrode zur Ionenkonzentrationsmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Steckverbindung ist bereits aus der DE 30 28 895 C2 be­ kannt. Diese bekannte Steckverbindung enthält eine in einem Mündungs­ bereich eines Gehäuses angeordnete Kontakteinrichtung mit einer Mehr­ zahl von Kontakten, die von einem Trägerelement getragen werden und elastisch zum oder vom Trägerelement weg verbiegbar sind, sowie eine zum Gehäuse gehörende Abdeckeinrichtung zur Abdeckung der Kontakte an einer Seite, zu der sich die Kontakte bewegen, wenn sie sich vom Träger­ element entfernen, wobei an der Seite der Abdeckeinrichtung eine Schicht vorhanden ist, gegen die die Kontakte drücken, wenn ein Steckerteil aus dem Mündungsbereich herausgenommen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steckverbindung der ein­ gangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie bei einem Ionenkonzentra­ tions-Meßgerät mit plattenförmiger Ionenkonzentrations-Meßelektrode zum Einsatz kommen kann, wobei sichergestellt sein soll, daß eine im Meßgerät vorhandene elektrische Schaltung in einfacher Weise kurzge­ schlossen werden kann, wenn die Meßelektrode vom Meßgerät getrennt ist, und daß eine Aufhebung des Kurzschlußzustandes erfolgt, wenn die Meßelektrode wieder mit dem Meßgerät verbunden wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß der Steckerteil mit einem Leitungsteil an einer Seite einer isolierenden Schicht versehen ist, die beim Einführen des Steckerteils in den Mündungsbereich zwischen den Kontakten und der Schicht derart zu liegen kommt, daß der Leitungsteil mit den Kontakten elektrisch in Kontakt steht, und die Schicht als gedruckte Schaltungskarte mit einer Mehrzahl von Kontakt­ stellen ausgebildet ist, zwischen denen Kurzschlüsse jeweils durch einzel­ ne der Kontakte erzeugbar sind.

Ist bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung der eine Meßelektrode tragende Steckerteil vom Ionenkon­ zentrations-Meßgerät abgenommen, so werden die jeweiligen Kontakte der Kontakteinrichtung nicht mehr von der Meßelektrode beaufschlagt und kön­ nen aufgrund ihrer Eigenelastizität in Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht kommen, so daß ein Kurzschluß zwischen den jeweiligen Kontakten auftritt. Die Kontakte werden also über die elektrisch leitende Schicht kurzge­ schlossen, gegen die sie drücken. Auf diese Weise läßt sich eine elektrische Schaltung im Inneren des Ionenkonzentrations-Meßgeräts gegen elektrostati­ sche Aufladung und dergleichen sichern. Die Kontakte sind zu diesem Zweck entsprechend beschaltet.

Wird dagegen die Meßelektrode mit dem Ionenkonzentrations-Meßgerät ver­ bunden, so kommt der Steckerteil der Meßelektrode im Bereich zwischen den Kontakten und der elektrisch leitenden Schicht zu liegen. Die Kontakte werden dabei vom Steckerteil angehoben und somit von der elektrisch leitenden Schicht abgenommen. Der Leitungsteil der Meßelektrode liegt auf derjenigen Seite einer zum Steckerteil gehörenden isolierenden Schicht, die den Kontak­ ten zugewandt ist, so daß also die isolierende Schicht des Steckerteils auf der elektrisch leitenden Schicht des Gehäuses zu liegen kommt. Mit anderen Wor­ ten stehen jetzt der Leitungsteil der Meßelektrode und die am Gehäuse befestig­ ten Kontakte in elektrischer Verbindung. Der Steckerteil der Elektrode trennt also, wie erwähnt, die entsprechenden Kontakte von der elektrisch leitenden Schicht und hebt somit ihren Kurzschlußzustand auf. Dabei werden gleichzei­ tig die jeweiligen Leitungsteile der Meßelektrode mit den Kontakten verbunden, so daß nunmehr eine Ionenkonzentrationsmessung möglich ist.

Die elektrisch leitende Schicht kann in denjenigen Bereichen fortgelassen sein, in denen Endbereiche der Leitungsteile zu liegen kommen, wenn die Meßelektrode mit dem Ionenkonzentrations- Meßgerät verbunden ist. Hierdurch läßt sich der Abstand zwischen der elek­ trisch leitenden Schicht und den Enden der Leitungsteile auf der gegenüberlie­ genden Seite der isolierenden Schicht des Steckerteils vergrößern, so daß zwi­ schen beiden eine höhere Isolation erhalten wird. Die genannte Ausbildung der elektrisch leitenden Schicht ist vorteilhaft, wenn sich diese weiter ins Innere des Ionenkonzentrations-Meßgeräts hinein erstreckt, um dieses gegenüber äu­ ßeren Einflüssen elektrisch abzuschirmen.

Die elektrisch leitende Schicht ist als gedruckte Schaltungskarte mit einer Mehrzahl von Kontakt­ stellen ausgebildet zwischen denen ein Kurzschluß erzeugbar ist. Wird der Steckerteil der Meßelektrode aus dem Mündungsbereich des Gehäuses 2 herausgezogen, so kommen, wie bereits erwähnt, die Kontakte der Kontaktein­ richtung mit der elektrisch leitenden Schicht in Berührung. Durch diese Kon­ takte lassen sich also die Kontaktstellen untereinander kurzschließen, wenn z. B. zwei von ihnen unterhalb eines Kontakts zu liegen kommen. Dadurch läßt sich bei entsprechender Beschaltung eine elektrostatische Aufla­ dung der elektrischen Schaltung innerhalb des Ionenkonzentrations- Meßgeräts verhindern, wenn die Meßelektrode abgenommen ist.

Vorzugsweise ist der Steckerteil in einem Elektrodengehäuse positioniert, das auf das Gehäuse aufsteckbar ist, so daß einerseits eine sichere Führung beim Verbinden von Meßelektrode und Ionenkonzentrations-Meßgerät gewährleistet ist und andererseits der Mündungsbereich des Gehäuses besser vor äußeren Einflüssen geschützt ist.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ionen­ konzentrations-Meßgeräts nach der Erfindung bei abgenommener Elektrode,

Fig. 2 das Meßgerät nach Fig. 1 mit angesetzter Elektrode,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des Meßgeräts bei abgenommener Elektrode,

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht des Meßgeräts bei aufgesetzter Elektrode,

Fig. 5 ein Ionenkonzentrations-Meßgerät nach einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung im Verbindungsbereich zwischen Gehäuse und Elektrode, und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Meßgerät bei aufgesetzter Elektrode.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steckverbindung nach der Erfindung für eine schicht- bzw. plattenförmige Ionenkonzentrations-Meßelektrode wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Ionenkonzentrations-Meßgerät mit dem Bezugszei­ chen 1 versehen, während ein Bezugszeichen 2 ein Gehäuse des Ionenkonzen­ trations-Meßgeräts 1 bezeichnet. Das Gehäuse 2 weist in seinem Endbereich ei­ ne Steckeröffnung 3 auf. Eine gedruckte Schaltungskarte 4 befindet sich im In­ neren des Gehäuses 2 und ist mit einer Kontakteinrichtung 5 verbunden, die an der Seite der Steckeröffnung 3 liegt. Die Kontakteinrichtung 5 weist ein Träger­ element 6 auf, das aus einem isolierenden Material besteht, und ferner eine Mehrzahl von Kontakten 7 aus bandartig geformten und elastisch ausgebilde­ ten Metallplatten, die nebeneinanderliegend bzw. Seite an Seite am Trägerele­ ment 6 befestigt sind, wie die Fig. 3 erkennen läßt. Die Kontakte 7 bestehen z. B. aus mit Gold plattierter Phosphorbronze. Wie bereits erwähnt, sind die jeweili­ gen Kontakte 7 am Ende des Trägerelements 6 montiert und elastisch defor­ mierbar, und zwar in Richtung zum Trägerelement 6 von diesem weg.

Das Gehäuse 2 ist kastenförmig ausgebildet und weist einen Deckel 8 Abdeckeinrichtung auf, der mit den Kontakten 7 in Berührung steht, wenn diese am weitesten vom Trägere­ lement 6 entfernt sind. Dabei ist der Deckel 8 mit einer elektrisch leitenden Schicht 9 aus leitfähigem Material versehen, beispielsweise mit einer Kupferfo­ lie, die sich an der Innenseite des Deckels 8 befindet und somit den Kontakten 7 direkt gegenüberliegt. Ist die Elektrode vom Ionenkonzentrations-Meßgerät 1 abgenommen, so befinden sich die jeweiligen Kontakte 7 in elektrischem Kon­ takt mit der leitfähigen Schicht 9 an der Innenseite des Deckels 8, was dazu führt, daß die jeweiligen Kontakte 7 über die Schicht 9 kurzgeschlossen sind. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Elektrodengehäuse bezeichnet, das sich mit dem Gehäuse 2 verbinden läßt. Eine Ionenkonzentrations-Meßelektrode 11 be­ findet sich innerhalb des Elektrodengehäuses 10. Diese Ionenkonzentrations- Meßelektrode 11 weist einen Steckerteil 12 auf, der mit einer gewünschten bzw. erforderlichen Anzahl von Leitungsteilen 14 ausgestattet ist. Diese Lei­ tungsteile 14 liegen an einer Seite einer Isolationsschicht 13, die in den Bereich zwischen den jeweiligen Kontakten 7 und der elektrisch leitfähigen Schicht 9 hineingeschoben werden kann und dabei die Kontakte 7 anhebt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur der Deckel 8 mit der elektrisch leitfä­ higen Schicht 9 versehen, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die leitfähige Schicht 9 kann sich vom Deckel 8 auch ins Innere des Gehäuses 2 oder ins Innere des Ionenkonzentrations-Meßgeräts 1 hinein erstrecken, um ei­ ne elektrische Schaltung des Ionenkonzentrations-Meßgeräts 1 elektrisch ab­ zuschirmen und somit Rauscherscheinungen zu verhindern.

Ist beim vorliegenden Steckverbinder die Elektrode 11 vom Ionenkonzentra­ tions-Meßgerät 1 abgenommen, wie die Fig. 1 und 3 zeigen, so stehen alle Kon­ takte 7 mit der elektrisch leitenden Schicht 9 in Verbindung, so daß die Kontak­ te 7 untereinander kurzgeschlossen sind. Auf diese Weise läßt sich verhindern, daß die elektrische Schaltung innerhalb des Ionenkonzentrations-Meßgeräts 1 elektrostatisch aufgeladen und damit beschädigt wird.

Wie bereits erwähnt, liegt der Deckel 8 mit seiner elektrisch leitenden Schicht 9 auf den jeweiligen Kontakten 7 auf, so daß die Kontakte 7 nicht berührt und so­ mit auch nicht beschädigt werden können. Eine unbeabsichtigte Deformation der Kontakte 7 ist daher praktisch nicht möglich, so daß sich die Leitungsteile 14 der Meßelektrode 11 immer korrekt mit der Kontakteinrichtung 5 verbinden las­ sen.

Ist die Meßelektrode 11 mit dem Ionenkonzentrations-Meßgerät 1 gemäß Fig. 2 ver­ bunden, so ragt der Endbereich des Gehäuses 2 in das Elektrodengehäu­ se 10 hinein. Der Steckerteil 12 der Meßelektrode 11 liegt dabei zwischen den Kontakten 7 und der elektrisch leitenden Schicht 9, so daß die jeweiligen Kon­ takte 7 elastisch verformt sind. Sie werden durch den Steckerteil 12 von der elektrisch leitenden Schicht 9 getrennt bzw. abgehoben, so daß der Kurz­ schlußzustand zwischen den jeweiligen Kontakten 7 aufgehoben wird. Dabei werden gleichzeitig die jeweiligen Leitungsbereiche 14 an der einen Seite des Steckerteils 12 mit den jeweiligen Kontakten 7 in elektrischen Kontakt ge­ bracht, wie die Fig. 4 erkennen läßt.

Wird das Elektrodengehäuse 10 vom Ionenkonzentrations-Meßgerät 1 abge­ nommen, so wird der Steckerteil 12 der Meßelektrode 11 aus dem Bereich zwi­ schen den Kontakten 7 und der elektrisch leitenden Schicht 9 herausgezogen, was zur Freigabe der jeweiligen Kontakte 7 führt. Die jeweiligen Kontakte 7 be­ wegen sich dann wieder vom Trägerelement 6 weg und kommen in elektri­ schen Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht 9 aufgrund der ihnen inne­ wohnenden Eigenelastizität. Dabei wird wiederum ein Kurzschluß zwischen den Kontakten 7 hergestellt.

Die elektrisch leitende Schicht 9 kann so ausgebildet sein, daß sie in elektri­ schen Kontakt mit allen fünf Anschlußkontakten 7 kommen kann. Es ist aber auch möglich, nur diejenigen Kontakte 7 über die Schicht 9 kurzzuschließen, die für eine Unterbrechung der statischen Aufladung der elektrischen Schal­ tung sorgen sollen. Als elektrisch leitende Schicht 9 wird eine gedruckte Schaltungskarte mit einer Mehrzahl von Anschlüssen verwen­ det die in den Kurzschlußzustand überführt werden können. Ferner kann eine gedruckte Schaltungskarte als elektrisch leitende Schicht 9 zum Einsatz kom­ men, um eine andere Schaltung anzuschließen, die zur Schaltungsüberprü­ fung und dergleichen dient, bevor die Meßelektrode 11 mit dem Meßgerät verbun­ den wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem Steckverbinder nach diesem Ausführungsbeispiel ist eine Isolationsschicht 13, die zu einem Steckerteil 12 einer nicht dargestellten Meßelektrode gehört, mit Leitungsteilen 14a und 14b der Meßelektrode versehen, die an beiden Randberei­ chen der Schicht 13 liegen. Eine elektrisch leitende Schicht 9 verläuft an der In­ nenseite eines Deckels 8 bis ins Innere des Gehäuses 2 hinein. Die Lei­ tungsteile 14a und 14b liegen dabei an einer Seite der Isolationsschicht 13, die den Kontakten 7 zugewandt ist, während die andere bzw. Rückseite der Isola­ tionsschicht 13 auf der elektrisch leitenden Schicht 9 zu liegen kommt. Die elektrisch leitende Schicht 9 ist mit konkaven Ausnehmungen 16a und 16b ver­ sehen, und zwar in denjenigen Bereichen, in denen die Enden der Leitungsteile 14a und 14b zu liegen kommen, wenn der Verbindungsteil 12 vollständig in das Gehäuse 2 eingeführt worden ist. Die Enden der Leitungsteile 14a und 14b lie­ gen somit nicht unmittelbar der elektrisch leitenden Schicht 9 gegenüber. Sie sind daher nicht nur über die Dicke der Isolationsschicht 13 von der elektrisch leitenden Schicht 9 getrennt, sondern zusätzlich noch durch den Isolationsbe­ reich infolge der ausgenommenen Teile 16a und 16b.

Ansonsten entspricht der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels dem des ersten Ausführungsbeispiels, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszei­ chen versehen sind und nicht nochmals beschrieben werden.

Bei dem Steckverbinder nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die elek­ trisch leitende Schicht 9 im Ionenkonzentrations-Meßgerät 1 mit den konkaven Bereichen 16a und 16b an ihren beiden Seiten ausgestattet, wie bereits er­ wähnt, wobei die Enden der Leitungsteile 14a und 14b im Zentrum der konka­ ven Bereiche 16a und 16b zu liegen kommen, wenn der Verbindungsteil 12 der Elektrode mit dem Ionenkonzentrations-Meßgerät 1 verbunden ist, so daß der Abstand zwischen den Enden der Leitungsteile 14a und 14b zur elektrisch lei­ tenden Schicht 9 vergrößert ist, was zu einer besseren Isolation der Leitungstei­ le 14a und 14b führt.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die Enden der Leitungsteile 14a, 14b ge­ genüber der Endseite der Isolationsschicht 13 zurückzusetzen, so daß zwi­ schen den genannten Enden der Leitungsteile 14a, 14b und der Endkante der Isolationsschicht 13 keine Koinzidenz besteht. Auf diese Weise läßt sich die Iso­ lation der Leitungsteile 14a, 14b noch weiter gegenüber der Schicht 9 erhöhen.

Wird bei der obigen Steckerverbindung die Elektrode vom Ionenkonzentra­ tions-Meßgerät 1 abgenommen, so kommen die Kontakte 7 wieder in Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht 9, da sie aufgrund ihrer Eigenelastizität zu­ rückprallen und gegen die Schicht 9 bewegt werden. Die Kontakte 7 werden so­ mit wieder kurzgeschlossen, um auf diese Weise eine elektrostatische Aufla­ dung des Ionenkonzentrations-Meßgeräts bzw. der in ihm vorhandenen elektri­ schen Schaltung zu verhindern.

Wird die Elektrode vom Ionenkonzentrations-Meßgerät getrennt, so wird der Kurzschlußzustand in sehr einfacher und sicherer Weise hergestellt, und zwar durch relativ einfache Mittel, die sich kostengünstig herstellen lassen, was sich positiv auf den Herstellungspreis des Ionenkonzentrations-Meßgeräts aus­ wirkt.

Nach Einsetzen des Steckerteils der Meßelektrode in den Bereich zwischen den Kontakten 7 und der elektrisch leitenden Schicht 9 werden die jeweiligen Kontakte von der elektrisch leitenden Schicht 9 getrennt bzw. abgehoben, so daß der Kurzschlußzustand zwischen den Kontakten aufgehoben wird. Gleich­ zeitig werden die Leitungsteile im Verbindungsbereich mit den jeweiligen Kon­ takten 7 verbunden, so daß nicht nur die Aufhebung des Kurzschlußzustands, sondern auch die Verbindung der Meßelektrode mit dem Meßgerät in sehr einfacher und sicherer Weise erfolgen kann.

Der Deckel 8, der an seiner inneren Seite die elektrisch leitende Schicht 9 trägt, liegt oberhalb der Kontakte 7 und schützt diese daher gegen un­ beabsichtigtes Berühren und dergleichen, wenn die Meßelektrode vom Meßgerät abgenommen wird. Der Schutz der Kontakte 7 ist somit in jedem Fall gewährlei­ stet, so daß eine einwandfreie Verbindung der Meßelektrode mit den Kontakten 7 erhalten wird. Das Ausgangssignal von der Meßelektrode kann daher unverfälscht zur elektrischen Schaltung innerhalb des Ionenkonzentrations-Meßgeräts übertragen werden.

Claims (2)

1. Steckverbindung mit

• - einer in einem Mündungsbereich (3) eines Gehäuses (2) angeordneten Kontakteinrichtung (5) mit einer Mehrzahl von Kontakten (7), die von ei­ nem Trägerelement (6) getragen werden und elastisch zum oder vom Trä­ gerelement (6) weg verbiegbar sind, und
• - einer zum Gehäuse (2) gehörenden Abdeckeinrichtung (8) zur Abdeckung der Kontakte (7) an einer Seite, zu der sich die Kontakte (7) bewegen, wenn sie sich vom Trägerelement (6) entfernen, wobei an der Innenseite der Ab­ deckeinrichtung (8) eine Schicht (9) vorhanden ist, gegen die die Kontakte (7) drücken, wenn ein Steckerteil (12) aus dem Mündungsbereich (3) her­ ausgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Steckerteil (12) mit einem Leitungsteil (14) an einer Seite einer isolie­ renden Schicht (13) versehen ist, die beim Einführen des Steckerteils (12) in den Mündungsbereich (3) zwischen den Kontakten (7) und der Schicht (9) derart zu liegen kommt, daß der Leitungsteil (14) mit den Kontakten (7) elektrisch in Kontakt steht, und
• - die Schicht (9) als gedruckte Schaltungskarte mit einer Mehrzahl von Kontaktstellen ausgebildet ist, zwischen denen Kurzschlüsse jeweils durch einzelne der Kontakte (7) erzeugbar sind.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerteil (12) in einem Elektrodengehäuse (10) positioniert ist, das auf das Gehäuse (2) aufsteckbar ist.