EP4496133B1 - Anschlusselement für ein potentiostat - Google Patents

Anschlusselement für ein potentiostat

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EP4496133B1
EP4496133B1 EP24189157.1A EP24189157A EP4496133B1 EP 4496133 B1 EP4496133 B1 EP 4496133B1 EP 24189157 A EP24189157 A EP 24189157A EP 4496133 B1 EP4496133 B1 EP 4496133B1
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EP
European Patent Office
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circuit board
spring
plug connector
electrode
connecting element
Prior art date
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EP24189157.1A
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English (en)
French (fr)
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EP4496133C0 (de
EP4496133A1 (de
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Matthias Faaßen
Ludwig Nachtigall
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Magontec GmbH
Original Assignee
Magontec GmbH
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Publication of EP4496133C0 publication Critical patent/EP4496133C0/de
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Definitions

  • the invention relates to a connection element for a potentiostat for establishing an electrically conductive connection between an electrode with a threaded hollow screw and the potentiostat.
  • a potentiostat is an electrical measuring device used in electrochemistry. Essentially, it is a special type of control amplifier that uses three electrodes for measurement: a working electrode, a high-impedance reference electrode, and a counter electrode. During operation, all three are connected to a galvanic cell under investigation.
  • the potentiostat maintains a constant voltage between the working and reference electrodes by maintaining a constant current between the counter electrode and the working electrode. The potentiostat measures both the voltage and the current and outputs the measured values.
  • US-2010/233901 A1 discloses a connection element for a potentiostat for establishing an electrically conductive connection between an electrode with a threaded hollow screw and the potentiostat, wherein the connection element has a housing, and wherein the housing has a spring element designed to engage in the thread when the connector is inserted into the hollow screw and to create a positive connection.
  • the electrode is typically rod-shaped. At one end of the rod, the electrode has a fastening element.
  • This fastening element consists primarily of a hollow screw, in addition to several threaded connections and/or nuts.
  • the electrode is conventionally connected to a flat connector attached to the potentiostat via this screw connection.
  • the polarity of the individual contacts must also be correctly observed during assembly. Incorrect polarity poses a significant risk of damage, particularly to the container being protected. The container will corrode and leak after a short time. This results not only in a time-consuming but also error-prone installation process.
  • the object of the invention is to provide a connection element for connecting a conventional electrode to a potentiostat, which enables quick and safe mounting of the electrode.
  • a connection element for a potentiostat for establishing an electrically conductive connection between an electrode with a threaded hollow screw and the potentiostat, wherein the connection element has a housing and a circuit board arranged inside the housing, the circuit board can be coupled to the potentiostat via electrical conductors, a connector for establishing a first electrical contact between the electrode and the circuit board by inserting the connector into the hollow screw is arranged in the center of the circuit board, at least one spring contact pin for establishing at least one further electrical contact between the electrode and the circuit board by inserting the connector into the hollow screw is arranged on the circuit board, and the housing has a spring element which is designed to engage in the thread when the connector is inserted into the hollow screw and to create a positive connection.
  • an "electrically conductive connection” is understood to mean, in particular, a connection between two elements that are connected to each other by suitable means in such a way that a current flow can occur between the two elements.
  • “hollow screw” refers in particular to a screw which has a conventional thread on the outside and is at least partially hollow inside, the cavity being accessible from the outside so that a narrow and elongated component can be inserted into the cavity of the screw.
  • spring contact pins refers to spring contacts, also known as pogo pins or SLC (spring-loaded contacts), which are suitable for reliably contacting uneven surfaces. Contact is made by tapping a spring-loaded pin. This technology offers high operational reliability with a very high number of cycles and is therefore particularly suitable for use in power and data transmission.
  • the electrode is preferably a titanium anode.
  • the hollow screw is also made of titanium. Titanium is particularly distinguished by its durability, corrosion resistance, and strength.
  • a key aspect of the invention is that the connection between the electrode or the hollow screw and the circuit board is not made via a screw connection, but rather via a plug connection.
  • the hollow screw has a thread
  • the connection is not achieved through a screwing motion.
  • a spring element engages in the recesses of the thread, creating a positive fit at least in the longitudinal direction of the electrode, i.e., in the direction of movement during assembly.
  • the connector is plugged onto the hollow screw connected to the electrode. When the connector is inserted into the hollow screw, the spring element is pushed back. Once the connector is attached to the hollow screw, the spring element is pressed onto the thread and engages in at least one recess of the thread, thus locking into the thread of the hollow screw.
  • a universal connector can be provided that snaps into place when plugged onto the electrode. This saves the installer considerable time during assembly, as the connection is made simply by pushing the connector onto the electrode. Furthermore, the risk of reverse polarity during assembly is eliminated, as the electrical connections are made automatically via the spring contact pins when plugging in.
  • the spring element has two movable legs connected to each other by a rigid leg.
  • the connector is arranged between the movable legs.
  • the movable legs preferably exert a spring force in the direction of the connector.
  • the spring element is U-shaped.
  • the two movable legs are connected to each other by a rigid leg.
  • the connector is arranged between the movable legs, i.e., within the U-shape. When the connector is inserted into the hollow screw, the movable legs are first pushed apart against the spring force and then engage in the notches of the thread. The length of the rigid leg determines the distance between the movable legs.
  • the housing has a spring guide in which the spring element is arranged.
  • the spring guide limits the movement of the legs in the direction of the connector.
  • the spring guide can be understood, in particular, as a recess in the housing in which the spring element is located.
  • the legs move.
  • the recess is designed such that the movable legs are limited both against and in the direction of the spring force.
  • one of the additional electrical contacts comprises the ground connection. Reverse polarity can thus be reliably prevented, since no polarity adjustment is required during assembly.
  • the electrical contacts are automatically created by inserting the connector into the hollow screw.
  • the connector comprises a banana plug.
  • a banana plug is a round plug pin with a contact spring for laboratory, measuring instruments, and experiments. It is a component of a connector system for low voltage. The plug is securely held by its spring but can be easily disconnected without tools. More preferably, the banana plug is a banana-type connector.
  • the banana-type connector is a connector manufactured according to DIN EN ISO 9001:2000. It is characterized in particular by low contact resistance, high transmission capacity, reliable contact, and a robust design.
  • connection element can be designed as a multi-pole plug, as required.
  • the multiple poles result from the number of spring contact pins.
  • a temperature sensor for measuring the temperature of a fluid surrounding the electrode is arranged on the circuit board.
  • the heat of the fluid is conducted through the hollow screw, which is located in the water, into the connection element.
  • the central connector is inserted circumferentially into the bore or cavity of the hollow screw.
  • the central connector is in turn connected with The circuit board on which the temperature sensor is soldered is attached. With a specific correction factor, the fluid temperature can thus be measured with minimal effort.
  • the housing comprises a first opening, a second opening, and an intermediate plate arranged between the openings.
  • the intermediate plate preferably has several recesses for the passage of the connector and the spring contact pins.
  • the circuit board preferably rests flat against the side of the intermediate plate facing away from the first opening. The connector and the spring contact pins can be contacted on the side of the intermediate plate facing the first opening.
  • surface contact does not necessarily mean full-surface contact. Rather, it specifically means that the circuit board and the intermediate plate are arranged parallel to each other with little to no gap between them. Either the circuit board rests against the intermediate plate across its entire surface, or it only rests against individual protruding elements of the intermediate plate. However, the distance between the circuit board and the intermediate plate is chosen to be so small that the arrangement can be understood as “contact.” This results in a flush and space-saving design.
  • the spring element is arranged on the side of the intermediate plate facing away from the first opening.
  • the connection element therefore has two sides. From one side, i.e., through the first opening, only the spring contact pins and the connector are accessible.
  • the circuit board and the spring element are located on the other side of the intermediate plate and are accessible only through the second opening.
  • the second opening is preferably closed with a cover, so that the sensitive components are inaccessible and protected during assembly. Due to this design, the connection element is particularly robust and less susceptible to damage.
  • connection element described above is further provided for establishing an electrically conductive plug connection between an electrode and a potentiostat. Consequently, when connecting the potentiostat No screw connection is required with the electrode.
  • the connection element according to the invention can be connected to any conventional electrode by simply pushing it on and snapping it into place.
  • FIG. 1 A schematic diagram shows a potentiostat 2 with a connection element 1 and a conventional electrode 3.
  • the electrode 3 is rod-shaped and has a hollow screw 5 at one end as a fastening element.
  • the hollow screw 5 has a thread 4 on its outer surface, which is used to create a conventional screw connection.
  • connection element 1 has a housing 6 in which the circuit board 7 is mounted.
  • the connection element 1 is shown in a slightly oblique top view. This means that the components mounted behind the intermediate plate 15 are not visible.
  • the spring contact pins 10 and the centrally positioned connector 9 pass through the recesses 16.
  • the spring element 11 is located behind the intermediate plate 15.
  • the connection element 1 is connected to the potentiostat 2 via electrical conductors 8, thus enabling current flow and/or data transmission.
  • connection element 1 is made of Fig. 1 in the Fig. 2a and 2b Shown in an open position from below. The area shown is that which is in Fig. 1 behind or under the intermediate plate 15.
  • the intermediate plate 15 has several recesses 16 for the spring contact pins 10 and the connector 9.
  • the spring element 11 is arranged around the central recess through which the connector 9 passes.
  • the spring element 11 consists of three legs 11a, 11b, 11c. Two legs 11a, 11b are movable and connected to each other by a rigid leg 11c.
  • the legs 11a, 11b, 11c are arranged in a U-shape and enclose the recess through which the connector 9 passes.
  • the spring element 11 is arranged in a spring guide 12.
  • the spring guide 12 consists of a recess in the intermediate plate 15 in which the movable legs 11a, 11b can move. The spring force acts radially towards the central recess 16, or towards the connector 9.
  • FIG. 2b The circuit board 7 shows the connector 9 at its center Z and the four spring contact pins 10 arranged in a circle around the connector 9.
  • the spring contact pins 10 and the connector 9 pass through the recesses 16 in the intermediate plate 15, so that the circuit board 7 lies almost flush against the intermediate plate 15. This condition is shown in Fig. 3 shown.
  • the connecting element 1 is shown in an oblique top view of the second opening 14, which is to be understood as the base and is closed with a cover (not shown here).
  • the spring contact pins 10 and the connector 9 are passed through the recesses 16 of the intermediate plate 15 and are only accessible through the first opening 13, as shown in Fig. 1
  • the spring element 11 is positioned between the intermediate plate 15 and the circuit board 7, so that it is no longer freely accessible.
  • the movable legs 11a, 11b engage in the thread 4 of the hollow screw. In this state, electrical contacts are made between the spring contact pins 10 and the electrode 3, as well as between the connector 9 and the electrode 3, so that the potentiostat 2 is ready for use.
  • FIG. 3 Figure 1 shows the connecting element 1 in its assembled state.
  • the circuit board 7 is inserted into the housing 6.
  • the connector 9 and the spring contact pins 10 are passed through the recesses 16 and point away from the second opening 14, located inside the housing 6.
  • the spring element 11 is positioned between the intermediate plate 15 and the circuit board 7 such that it at least partially encloses the connector.
  • This housing is closed with a cover 17. This state is shown in the Figures 4a and 4b shown.
  • the Figures 4a and 4b The cable outlets differ in their position.
  • the cable guard 18 is attached to the socket 17 via a movable connecting element 19. Movement is ensured by a joint with a locking mechanism, allowing the cable guard to be locked into place at different angles to the socket. This enables flexible installation, as the outgoing cable guard 18 can be positioned and fixed in any orientation between vertical and horizontal.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement für ein Potentiostat zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Elektrode mit einer ein Gewinde aufweisenden Hohlschraube und dem Potentiostat.
  • Ein Potentiostat ist ein in der Elektrochemie eingesetztes elektrisches Messgerät. Im Prinzip stellt es eine spezielle Bauform eines Regelverstärkers dar, welcher für die Messung über drei Elektroden verfügt: Eine Arbeitselektrode, eine hochohmige Referenzelektrode und eine Gegenelektrode, welche alle drei im Betrieb mit einem zu untersuchenden galvanischen Element verbunden sind. Dabei wird vom Potentiostat eine elektrische Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Referenzelektrode über einen elektrischen Strom zwischen der Gegenelektrode und der Arbeitselektrode konstant gehalten. Dabei werden vom Potentiostat die elektrische Spannung und der elektrische Strom gemessen und als Messwerte ausgegeben.
  • US-2010/233901 A1 offenbart ein Anschlusselement für ein Potentiostat zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Elektrode mit einer ein Gewinde aufweisenden Hohlschraube und dem Potentiostat, wobei das Anschlusselement ein Gehäuse aufweist, und wobei das Gehäuse ein Federelement aufweist, das dazu ausgestaltet ist, beim Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube in das Gewinde einzuhaken und einen Formschluss herzustellen.
  • Die Elektrode ist in der Regel stabförmig ausgestaltet. An einem Ende des Stabs weist die Elektrode ein Befestigungsmittel auf. Das Befestigungsmittel besteht neben mehreren Gewinden und/oder Muttern vor allem aus einer Hohlschraube, über die die Elektrode herkömmlicherweise mit einem am Potentiostat angeschlossenen Flachstecker über eine Schraubverbindung verbunden wird. Neben der Schraubverbindung müssen bei der Montage zusätzlich die Polungen der einzelnen Kontakte durchgeführt werden. Eine fehlerhafte Polung stellt ein großes Risiko für Beschädigungen, insbesondere des zu schützenden Behälters, dar. Der Behälter wird nach kurzer Zeit korrodieren und wird undicht. Daraus resultiert nicht nur eine zeitaufwendige, sondern auch eine fehleranfällige Montage.
  • Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Anschlusselement zum Verbinden einer herkömmlichen Elektrode mit einem Potentiostat bereitzustellen, das eine schnelle und sichere Montage der Elektrode ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist somit ein Anschlusselement für ein Potentiostat zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Elektrode mit einer ein Gewinde aufweisenden Hohlschraube und dem Potentiostat vorgesehen, wobei das Anschlusselement ein Gehäuse und eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Platine aufweist, die Platine über elektrische Leiter mit dem Potentiostat koppelbar ist, im Zentrum der Platine ein Steckverbinder zum Herstellen eines ersten elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode und der Platine durch Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube angeordnet ist, auf der Platine wenigstens ein Federkontaktstift zum Herstellen wenigstens eines weiteren elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode und der Platine durch Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube angeordnet ist, und das Gehäuse ein Federelement aufweist, das dazu ausgestaltet ist, beim Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube in das Gewinde einzuhaken und einen Formschluss herzustellen.
  • Als "elektrisch leitfähige Verbindung" wird vorliegend insbesondere eine Verbindung zwischen zwei Elementen verstanden, die über geeignete Mittel derart miteinander verbunden sind, dass ein Stromfluss zwischen den beiden Elementen entstehen kann.
  • Unter "Hohlschraube" wird vorliegend insbesondere eine Schraube verstanden, die auf der Außenseite ein herkömmliches Gewinde aufweist und innen zumindest teilweise hohl ist, wobei der Hohlraum von außen zugänglich ist, sodass ein schmales und längliches Bauteil in den Hohlraum der Schraube eingeführt werden kann.
  • Ist vorliegend die Rede von "Federkontaktstiften", sind damit Federkontakte, auch bekannt als Pogo Pins oder SLC (Spring Loaded Contact) gemeint, eine sich zur zuverlässigen Kontaktierung von unebenen Oberflächen eignen. Die Kontaktierung erfolgt durch Antastung eines federunterstützten Stiftes. Diese Technologie bietet eine hohe Funktionssicherheit bei einer sehr hohen Zyklenanzahl und ist besonders daher für den Einsatz in der Strom- und Datenübertragung geeignet.
  • Bei der Elektrode handelt es sich vorzugsweise um eine Titananode. Die Hohlschraube besteht in diesem Fall ebenfalls aus Titan. Das Metall Titan zeichnet sich insbesondere durch die Langlebigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit aus.
  • Es ist somit ein maßgeblicher Punkt der Erfindung, dass die Verbindung zwischen der Elektrode bzw. der Hohlschraube und der Platine nicht über eine Schraubverbindung, sondern über eine Steckverbindung erfolgt. Obwohl die Hohlschraube ein Gewinde aufweist, wird die Verbindung mittels Formschlusses nicht über eine Schraubbewegung gewährleistet. Vielmehr greift ein Federelement in die Vertiefungen des Gewindes ein, sodass zumindest in Längsrichtung der Elektrode, also in Bewegungsrichtung bei der Montage ein Formschluss entsteht. Der Steckverbinder wird auf die mit der Elektrode verbundene Hohlschraube gesteckt. Beim Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube wird das Federelement zurückgedrängt. Sobald der Steckverbinder auf die Hohlschraube aufgesteckt ist, wird das Federelement auf das Gewinde aufgedruckt und in zumindest eine Vertiefung des Gewindes ein, sodass sich das Federelement mit dem Gewinde der Hohlschraube verhakt. Auf diese Weise kann ein Universalstecker bereitgestellt werden, der beim Aufstecken auf die Elektrode einrastet. Der Handwerker spart dadurch viel Zeit bei der Montage, da das Herstellen der Verbindung über ein einfaches Draufstecken des Anschlusselements auf die Elektrode erfolgt. Zudem ist das Risiko einer Verpolung während der Montage ausgeschlossen, da die elektrischen Verbindungen automatisch beim Aufstecken über die Federkontaktstifte erfolgen.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Federelement zwei bewegliche Schenkel, die über einen starren Schenkel miteinander verbunden sind, auf. Weiter bevorzugt ist der Steckverbinder zwischen den beweglichen Schenkeln angeordnet. Die beweglichen Schenkel üben vorzugsweise eine Federkraft in Richtung des Steckverbinders aus. Das Federelement ist U-förmig ausgestaltet. Die zwei beweglichen Schenkel sind über einen starren Schenkel miteinander verbunden. Zwischen den beweglichen Schenkeln bzw. innerhalb der U-Form ist der Steckverbinder angeordnet. Beim Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube werden die beweglichen Schenkel zunächst entgegen der Federkraft auseinander gedrückt und rasten dann in die Einkerbungen des Gewindes ein. Die Länge des starren Schenkels bestimmt dabei den Abstand der beweglichen Schenkel.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse eine Federführung auf, in der das Federelement angeordnet ist. Die Federführung begrenzt die Schenkel in der Bewegung in Richtung des Steckverbinders. Die Federführung kann insbesondere als eine Vertiefung im Gehäuse verstanden werden, in der sich das Federelement bzw. die Schenkel bewegen. Die Vertiefung ist derart gestaltet, dass die beweglichen Schenkel sowohl entgegen der Federkraft als auch in Richtung der Federkraft begrenzt werden. So können die Schenkel bei der Montage nur bis zu einem vorbestimmten Punkt entgegen der Federkraft auseinander gedrückt und beim Einrasten nur bis zu einem vorbestimmten Punkt in Richtung der Federkraft auf das Gewinde der Hohlschraube drücken.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst einer der weiteren elektrischen Kontakte den Masseanschluss. Eine Verpolung kann damit zuverlässig ausgeschlossen werden, da bei der Montage gar keine Polung durchgeführt werden muss. Die elektrischen Kontakte entstehen durch Einstecken des Steckverbinders in die Hohlschraube automatisch.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Steckverbinder einen Bananenstecker. Ein Bananenstecker ist ein runder Steckstift mit Kontaktfeder für Labor, Messgeräte und Experimente. Er ist Bestandteil eines Steckverbinder-Systems für Niederspannung. Der Stecker sitzt durch dessen Feder sicher, ist jedoch ohne Werkzeug leicht lösbar. Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Bananenstecker um einen Büschelstecker. Der Büschelstecker ist ein nach DIN EN ISO 9001:2000 hergestellter Steckverbinder. Dabei zeichnet er sich insbesondere durch einen niedrigen Übergangswiderstand, eine hohe Übertragungsleistung, einen sicherer Kontakt und eine robuste Bauweise aus.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind auf der Platine mehrere Federkontaktstifte, bevorzugt drei Federkontaktstifte, besonders bevorzugt fünf Federkontaktstifte, kreisförmig um den Steckverbinder angeordnet. Das Anschlusselement kann je nach Bedarf als ein mehrpoliger Stecker ausgestaltet sein. Die mehreren Pole ergeben sich durch die Anzahl der Federkontaktstifte. Diese sind entlang eines Kreises mit dem Steckverbinder im Zentrum angeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist auf der Platine ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur eines die Elektrode umgebenen Fluids angeordnet. Die Wärme des Fluids wird durch die Hohlschraube, die sich im Wasser befindet, in das Anschlusselement geleitet. Der mittlere Steckverbinder steckt umfänglich in der Bohrung bzw. in dem Hohlraum der Hohlschraube. Der mittlere Steckverbinder ist wiederum mit der Platine verlötet, auf der der Temperatursensor aufgelötet ist. Mit einem bestimmten Korrekturfaktor ist so die Fluidtemperatur mit geringem Aufwand messbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Gehäuse eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und eine zwischen den Öffnungen angeordnete Zwischenplatte. Die Zwischenplatte weist bevorzugt mehrere Aussparungen zum Durchführen des Steckverbinders und der Federkontaktstifte auf. Die Platine liegt bevorzugt flächig an der von der ersten Öffnung abgewandten Seite der Zwischenplatte an. Der Steckverbinder und die Federkontaktstifte sind dabei auf der der ersten Öffnung zugewandten Seite der Zwischenplatte kontaktierbar.
  • Ist vorliegend die Rede von "flächig anliegen" ist damit vorzugsweise nicht zwangsläufig eine vollflächige Kontaktierung gemeint. Vielmehr ist damit insbesondere gemeint, dass die Platine und die Zwischenplatte parallel zueinander mit einem geringen Abstand bis gar keinen Abstand zueinander angeordnet sind. Entweder liegt die Platine vollflächig an der Zwischenplatte an, oder die Platine liegt lediglich an einzelnen hervorstehenden Elemente der Zwischenplatte an. Der Abstand der Platine und der Zwischenplatte ist jedoch derart klein gewählt, dass die Anordnung als "Anliegen" verstanden werden kann. Auf diese Weise steht ein bündiger und platzsparender Aufbau.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, ist das Federelement auf der der ersten Öffnung abgewandten Seite der Zwischenplatte angeordnet ist. Das Anschlusselement weist folglich zwei Seiten auf. Von der einen Seite aus, also durch die erste Öffnung hindurch, sind lediglich die Federkontaktstifte und der Steckverbinder zugänglich. Die Platine und das Federelement befinden sich auf der anderen Seite der Zwischenplatte und sind nur durch die zweite Öffnung zugänglich. Die zweite Öffnung wird jedoch vorzugsweise mit einem Deckel verschlossen, sodass die empfindlichen Bauteile bei der Montage nicht zugänglich und geschützt sind. Auf Grund dieser Bauart ist das Anschlusselement besonders robust und weniger anfällig für Schäden.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin die Verwendung eines oben beschriebenen Anschlusselements zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Steckverbindung zwischen einer Elektrode und einem Potentiostat vorgesehen. Es ist folglich beim Verbinden des Potentiostat mit der Elektrode keine Schraubverbindung mehr erforderlich. Das erfindungsgemäße Anschlusselement kann mit jeder herkömmlichen Elektrode durch ein simples Aufstecken und Einrasten verbunden werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter im Detail erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig. 1
    schematisch eine Elektrode und ein Anschlusselement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 2a
    schematisch das Gehäuse des Anschlusselements aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 2b
    schematisch die Platine des Anschlusselements aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 3
    schematisch das Gehäuse und die Platine des Anschlusselements aus den Fig. 2a und 2b in einem zusammengesetzten Zustand in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 4a, 4b
    schematisch das Anschlusselement aus Fig. 3 im verschlossenen Zustand in einer perspektivischen Ansicht.
  • Aus Fig. 1 ist schematisch ein Potentiostat 2 mit einem Anschlusselement 1 und einer herkömmlichen Elektrode 3 gezeigt. Die Elektrode 3 ist stabförmig und weist an einem Ende eine Hohlschraube 5 als Befestigungsmittel auf. Die Hohlschraube 5 ist auf der Außenseite mit einem Gewinde 4 versehen, mit dem herkömmlicherweise eine Schraubverbindung hergestellt wird.
  • Das Anschlusselement 1 weist ein Gehäuse 6 auf, in dem die Platine 7 verbaut ist. Das Anschlusselement 1 ist in einer leicht schrägen Draufsicht gezeigt. Das bedeutet, dass die Bauteile, die hinter der Zwischenplatte 15 verbaut sind, nicht erkennbar sind. Durch die Aussparungen 16 sind die Federkontaktstifte 10 sowie der mittig positionierte Steckverbinder 9 durchgeführt. Das Federelement 11 ist hinter der Zwischenplatte 15 angeordnet. Über elektrische Leiter 8 ist das Anschlusselement 1 mit dem Potentiostat 2 verbunden, sodass ein Stromfluss bzw. eine Datenübertragung ermöglicht wird.
  • Um den Aufbau des Anschlusselements 1 genauer zu zeigen, wird das Anschlusselement 1 aus Fig. 1 in den Fig. 2a und 2b in einem geöffneten Zustand von unten gezeigt. Es wird der Bereich gezeigt, der in Fig. 1 hinter bzw. unter der Zwischenplatte 15 liegt.
  • Die Zwischenplatte 15 weist mehrere Aussparungen 16 für die Federkontaktstifte 10 und dem Steckverbinder 9 auf. Um die mittige Aussparung herum, durch die der Steckverbinder 9 durchgeführt wird, ist das Federelement 11 angeordnet. Das Federelement 11 ist aus drei Schenkeln 11a, 11b, 11c aufgebaut. Zwei Schenkel 11a, 11b sind beweglich und über einen starren Schenkel 11c miteinander verbunden. Die Schenkel 11a, 11b, 11c sind U-förmig angeordnet und schließen die Aussparung, durch die der Steckverbinder 9 durchgeführt wird, ein. Das Federelement 11 ist in einer Federführung 12 angeordnet. Die Federführung 12 besteht aus einer Vertiefung in der Zwischenplatte 15, in der sich die beweglichen Schenkel 11a, 11b bewegen können. Die Federkraft wirkt radial in Richtung der mittigen Aussparung 16 bzw. in Richtung des Steckverbinders 9. Beim Einstecken des Steckverbinders 9 in die Hohlschraube 5 werden die beweglichen Schenkel 11a, 11b bis zum Anschlag der Federführung 12 entgegen der Federkraft bewegt. Sobald das Anschlusselement 1 auf das Gewinde 4 der Hohlschraube 5 aufgesteckt ist, rasten die beweglichen Schenkel 11a, 11b in die Einkerbung des Gewindes 4 ein und verriegeln die Hohlschraube 5 bzw. die komplette Elektrode 3.
  • Fig. 2b zeigt die Platine 7 mit dem Steckverbinder 9 im Zentrum Z und den insgesamt vier Federkontaktstiften 10, die auf einem Kreis um den Steckverbinder 9 herum angeordnet sind. Die Federkontaktstifte 10 und der Steckverbinder 9 werden durch die Aussparungen 16 in der Zwischenplatte 15 durchgeführt, sodass die Platine 7 nahezu flächig an der Zwischenplatte 15 anliegt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 gezeigt.
  • Gezeigt wird das Anschlusselement 1 in einer schrägen Draufsicht auf die zweite Öffnung 14, die als Boden zu verstehen ist und mit einem hier nicht dargestellten Deckel verschlossen wird. Die Federkontaktstifte 10 und der Steckverbinder 9 sind durch die Aussparungen 16 der Zwischenplatte 15 durchgeführt und nur noch durch die erste Öffnung 13 zugänglich, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Federelement 11 ist zwischen der Zwischenplatte 15 und der Platine 7 angeordnet, sodass es nicht mehr frei zugänglich ist. Sobald der Steckverbinder 9 auf die Hohlschraube 5 gesteckt wird, rasten die beweglichen Schenkel 11a, 11b in das Gewinde 4 der Hohlschraube ein. In diesem Zustand entstehen zwischen den Federkontaktstiften 10 und der Elektrode 3 sowie zwischen dem Steckverbinder 9 und der Elektrode 3 elektrische Kontakte, sodass das Potentiostat 2 einsatzbereit ist.
  • Fig. 3 zeigt das Anschlusselement 1 im zusammengesetzten Zustand. Die Platine 7 ist in das Gehäuse 6 eingesetzt. Der Steckverbinder 9 und die Federkontaktstifte 10 sind durch die Aussparungen 16 durchgeführt und zeigen von der zweiten Öffnung 14 weg und befinden sich im Inneren des Gehäuses 6. Zwischen der Zwischenplatte 15 und der Platine 7 ist das Federelement 11 derart angeordnet, dass es den Steckverbinder zumindest teilweise umschließt. Dieses Gehäuse wird mit einem Deckel 17 verschlossen. Dieser Zustand ist in den Figuren 4a und 4b gezeigt.
  • Die Figuren 4a und 4b unterscheiden sich in der Position der Kabelabgänge. Der Kabelschutz 18 ist über ein bewegliches Verbindungselement 19 an der Dose 17 befestigt. Die Bewegung wird anhand eines Gelenks gewährleistet, das eine Rastung aufweist, sodass der Kabelschutz in unterschiedlichen Winkeln zu der Dose eingerastet werden kann. Auf diese Weise ist eine flexible Installation möglich, da der abgehende Kabelschutz 18 beliebig zwischen einer vertikalen Ausrichtung und einer horizontalen Ausrichtung angeordnet und fixiert werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Anschlusselement
    2
    Potentiostat
    3
    Elektrode
    4
    Gewinde
    5
    Hohlschraube
    6
    Gehäuse
    7
    Platine
    8
    elektrische Leiter
    9
    Steckverbinder
    10
    Federkontaktstift
    11
    Federelement
    11a
    beweglicher Schenkel
    11b
    beweglicher Schenkel
    11c
    starrer Schenkel
    12
    Federführung
    13
    erste Öffnung
    14
    zweite Öffnung
    15
    Zwischenplatte
    16
    Aussparung
    17
    Deckel
    18
    Kabelschutz
    19
    Verbindungselement
    Z
    Zentrum

Claims (10)

  1. Anschlusselement (1) für ein Potentiostat (2) zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Elektrode (3) mit einer ein Gewinde (4) aufweisenden Hohlschraube (5) und dem Potentiostat (2), wobei
    das Anschlusselement (1) ein Gehäuse (6) und eine innerhalb des Gehäuses (6) angeordnete Platine (7) aufweist,
    die Platine (7) über elektrische Leiter (8) mit dem Potentiostat (2) koppelbar ist,
    im Zentrum (Z) der Platine (7) ein Steckverbinder (9) zum Herstellen eines ersten elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode (3) und der Platine (7) durch Einstecken des Steckverbinders (9) in die Hohlschraube (5) angeordnet ist,
    auf der Platine (7) wenigstens ein Federkontaktstift (10) zum Herstellen wenigstens eines weiteren elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode (3) und der Platine (7) durch Einstecken des Steckverbinders (9) in die Hohlschraube (5) angeordnet ist, und
    das Gehäuse (6) ein Federelement (11) aufweist, das dazu ausgestaltet ist, beim Einstecken des Steckverbinders (9) in die Hohlschraube (5) in das Gewinde (4) einzuhaken und einen Formschluss herzustellen.
  2. Anschlusselement (1) nach Anspruch 1, wobei das Federelement (11) zwei bewegliche Schenkel (11a, 11b) aufweist, die über einen starren Schenkel (11c) miteinander verbunden sind,
    der Steckverbinder (9) zwischen den beweglichen Schenkeln (11a, 11b) angeordnet ist, und
    die beweglichen Schenkel (11a, 11b) eine Federkraft in Richtung des Steckverbinders (9) ausüben.
  3. Anschlusselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (6) eine Federführung (12) aufweist, in der das Federelement (11) angeordnet ist, und die Federführung (12) die beweglichen Schenkel (11a, 11b) in der Bewegung in Richtung des Steckverbinders (9) begrenzt.
  4. Anschlusselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei einer der weiteren elektrischen Kontakte den Masseanschluss umfasst.
  5. Anschlusselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steckverbinder (9) einen Bananenstecker umfasst.
  6. Anschlusselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der Platine (7) mehrere Federkontaktstifte (10), bevorzugt drei Federkontaktstifte (10), besonders bevorzugt fünf Federkontaktstifte (10), kreisförmig um den Steckverbinder (9) angeordnet sind.
  7. Anschlusselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der Platine (7) ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur eines die Elektrode (3) umgebenen Fluids angeordnet ist.
  8. Anschlusselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) eine erste Öffnung(13), eine zweite Öffnung (14) und eine zwischen den Öffnungen (13, 14) angeordnete Zwischenplatte (15) umfasst, die Zwischenplatte (15) mehrere Aussparungen (16) zum Durchführen des Steckverbinders (9) und der Federkontaktstifte (10) aufweist, die Platine (7) flächig an der von der ersten Öffnung (13) abgewandten Seite der Zwischenplatte (15) anliegt, und der Steckverbinder (9) und die Federkontaktstifte (10) auf der der ersten Öffnung (13) zugewandten Seite der Zwischenplatte (15) kontaktierbar sind.
  9. Anschlusselement (1) nach Anspruch 8, wobei das Federelement (11) auf der der ersten Öffnung (13) abgewandten Seite der Zwischenplatte (15) angeordnet ist.
  10. Verwendung eines Anschlusselements (1) nach einem der vorherigen Ansprüche zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Steckverbindung zwischen einer Elektrode (3) und einem Potentiostat (2), wobei das Anschlusselement (1) ein Gehäuse (6) und eine innerhalb des Gehäuses (6) angeordnete Platine (7) aufweist, die Platine (7) über elektrische Leiter (8) mit dem Potentiostat (2) koppelbar ist, im Zentrum (Z) der Platine (7) ein Steckverbinder (9) zum Herstellen eines ersten elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode (3) und der Platine (7) durch Einstecken des Steckverbinders (9) in die Hohlschraube (5) angeordnet ist, auf der Platine (7) wenigstens ein Federkontaktstift (10) zum Herstellen wenigstens eines weiteren elektrischen Kontaktes zwischen der Elektrode (3) und der Platine (7) durch Einstecken des Steckverbinders (9) in die Hohlschraube (5) angeordnet ist.
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