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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRODE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/078736
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing an electrode in a recess (2) in a surrounding material (1), more particularly in a bore in the surface of a concrete structure, wherein the electrode is formed by an electron-conducting compound (3), more particularly an electron-conducting plastics compound (3), which is applied to at least one part of the recess (2) in liquid or paste-like form and which after application contacts, or more particularly contactingly surrounds, at least one electrically conductive terminal element (4) within the recess (2) and hardens after application to the recess (2). The invention also relates to plastics mouldings and to a compound for forming an electrode.

Inventors:
HELM CHRISTIAN (DE)
RAUPACH MICHAEL (DE)
WEICHOLD OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/002090
Publication Date:
May 26, 2016
Filing Date:
October 22, 2015
Export Citation:
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Assignee:
RHEINISCH WESTFÄLISCHE TECH HOCHSCHULE RWTH AACHEN (DE)
International Classes:
G01N27/04; G01N17/04; G01N33/38
Attorney, Agent or Firm:
Cohausz Hannig Borkowski Wißgott (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Erstellung einer Elektrode in einer Ausnehmung (2) in einem Umgebungsmaterial (1), insbesondere in einer Bohrung in der Oberfläche einer Betonkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode durch eine elektronenleitende Masse (3), insbesondere elektronenleitende

Kunststoffmasse (3) ausgebildet wird, die in wenigstens einem Bereich der Ausnehmung (2) in diese in flüssiger oder pastöser Form appliziert wird und die nach Applikation wenigstens ein elektrisch leitendes Anschlusselement (4) innerhalb der Ausnehmung (2) kontaktiert, insbesondere dieses kontaktierend umgibt und nach Applikation in der Ausnehmung (2) aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststoff- Masse (3) appliziert wird, die wenigstens einen Kunststoff umfasst, der mit elektronenleitenden Partikeln oder Fasern bis über die Perkolationsschwelle gefüllt ist, insbesondere >= 12 Vol.-%.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens zwei Komponenten umfassende aus den Komponenten gemischte Kunststoffmasse (3) appliziert wird, insbesondere wobei die

Applikation durch einen Statikmischer hindurch erfolgt, in welchem die

Mischung der Komponenten unmittelbar vor der Applikation erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der zu

mischenden Komponenten eine Füllung mit elektronenleitenden Partikeln oder Fasern umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Komponenten, bevorzugt jede Komponente ein insbesondere radikalisch polymerisierendes Monomer umfasst, insbesondere eine Komponente ein Monomer, eine Füllung und einen Initiator und eine andere Komponente ein Monomer, eine Füllung und einen Katalysator umfasst.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllung ausgewählt ist aus wenigstens einem der folgenden Stoffe: a. ein partikuläres Metall, insbesondere Nickelpulver oder Kupferpulver oder ein Legierungspulver oder b. Graphit oder c. Leitruß oder d. partikuläre Stoffe mit einem Redoxpotential positiver als -0.447 V

bezogen auf eine Standardwasserstoffelektrode, insbesondere Mangan- oder Bleioxid.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronen leitende Masse (3) durch eine metallische Hülse (5) hindurch, insbesondere durch eine die Mischung von wenigstens zwei

Komponenten bewirkende metallische Hülse (5), bevorzugt durch einen metallischen Statikmischer hindurch in die Ausnehmung (2) appliziert wird und die metallische Hülse (5) nach der Applikation als Anschlusselement in der applizierten Masse verbleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Hülse (5) in der Ausnehmung (2) zentriert wird durch Abstandselemente (6), die auf der Außenseite der metallischen Hülse (5) angeordnet sind.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 oder 8, dadurch

gekennzeichnet, dass das Querschnittsmaß, insbesondere der Durchmesser der Hülse (5) und das Querschnittsmaß, insbesondere der Durchmesser der Ausnehmung (2) so gewählt werden, dass das Querschnittsmaß der Hülse (5) mindestens 80% des Querschnittsmaßes der Ausnehmung (2) beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation der elektronenleitenden Masse (3) in ein vor der

Applikation in die Ausnehmung (2) eingesetztes nicht leitfähiges

Kunststoffformteil (9) erfolgt, welches die Ausnehmung (2) in einer axialen Richtung in mehrere, insbesondere wenigstens zwei separierte Ringräume (10a, 10b, 10c) unterteilt, wobei die Ringräume (10a, 10b, 10c) bei der Applikation der Masse (3) gefüllt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle

Ringräume (10a, 10b, 10c) durch einen gemeinsamen zentralen Kanal (12) im Kunststoffformteil (9) mit der Masse (3) gefüllt werden, anschließend der zentrale Kanal (12) und diesen definierende Wandungsbereiche des

Kunststoffformteiles (9) ausgebohrt werden und in die entstandene Bohrung ein Anschlusselement (13) eingesetzt, insbesondere eingeschraubt wird, welches in axialer Richtung beabstandete und voneinander isolierte leitfähige Anschlussstücke (14a, 14b, 14c) aufweist, insbesondere die jeweils einen eigenen elektrischen Anschluß (15) aufweisen und deren axialer Abstand dem Abstand der Ringräume (10a, 10b, 10c) entspricht.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in die Ausnehmungstiefe verjüngende, insbesondere konische Ausnehmung (2) erstellt wird, in welche vor der Applikation ein

Kunststoffformteil (9) mit angepasster, insbesondere konischer Außenkontur eingesetzt wird und durch Eindrücken des Kunststoffformteiles (9) ein Formund oder Kraftschluß zwischen der Ausnehmung (2) und dem

Kunststoffformteil (9) erzeugt wird zur Abdichtung der Ringräume (10a, 10b, 10c) des Kunststoffformteiles (9) gegenüber der Ausnehmungswandung.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation der elektronenleitenden Masse (3) und einer

nichtleitenden Masse in ein vor der Applikation in die Ausnehmung

eingesetztes Kunststoffformteil (16) erfolgt, welches die Ausnehmung (2) in einer axialen Richtung in mehrere, insbesondere wenigstens zwei aneinander unmittelbar angrenzende Ringbereiche (18a, 18b, 18c) unterteilt, wobei die Ringbereiche (18a, 18b, 18c) von unten nach oben abwechselnd mit elektronenleitender (3) und nicht leitender Masse gefüllt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die

Ringbereiche (18a, 18b, 18c) durch jeweils wenigstens einen dem jeweiligen Ringbereich (18a, 18b, 18c) zugeordneten Kanal (19a, 19b, 19c) im Kunststoffformteil (16) mit der elektronenleitenden Masse (3) oder einer nichtleitenden Masse aufgefüllt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine

elektrische Kontaktierung der in einen Ringbereich (18a, 18b, 18c)

eingefüllten elektronenleitenden Masse (3) mit einem im Ringbereich (18a, 18c) vorgesehenen elektrischen Anschluß (20) erfolgt, insbesondere der durch einem leitfähigen Ring oder Hülse (20) am inneren Durchmesser des

Ringbereiches (18a, 18c) ausbildet ist, bevorzugt in welchen der wenigstens eine Kanal (19a, 9c) mündet.

16. Kunststoffformteil zur Verwendung mit einem Verfahren nach einem der

vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kunststoffkörper (9) , der wenigstens zwei in einer axialen Richtung beabstandete und separierte in radialer Richtung offene Ringräume (10a, 10b, 10c) aufweist, wobei ein jeweiliger Ringraum (10a, 10b, 10c) durch einen, insbesondere zentrischen, axial verlaufenden gemeinsamen Kanal (12), der alle Ringräume (10a, 10b,

10c) verbindet, mit einer elektronenleitenden Kunststoffmasse (3) füllbar ist.

17. Kunststoffformteil zur Verwendung mit einem Verfahren nach einem der

vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kunststoffkörper (16), der wenigstens zwei in einer axialen Richtung nebeneinander liegende und aneinander, insbesondere ohne separierendes Element angrenzende in radialer Richtung offene Ringbereiche (18a, 18b, 18c) aufweist, wobei die Ringbereiche (18a, 18b, 8c) in axialer Richtung abwechselnd am inneren Ringdurchmesser einen elektrisch kontaktierten Bereich (20) und einen elektrisch isolierenden Bereich aufweisen, in welchen jeweils wenigstens ein Kanal (19a, 19b, 19c) mündet, durch den der jeweilige Bereich (18a, 18b, 18c) befüllbar ist.

18. Verwendung einer elektronenleitenden, flüssigen oder pastösen und

aushärtbaren Kunststoffmasse, insbesondere die wenigstens einen Kunststoff umfasst, der mit elektronenleitenden Partikeln oder Fasern bis über die

Perkolationsschwelle gefüllt ist, zur Ausbildung einer Elektrode.

19. Masse, insbesondere zur Ausbildung einer Elektrode, umfassend eine flüssige oder pastöse und härtbare Kunststoffmasse, die bis über die

Perkolationsschwelle gefüllt ist mit elektronenleitenden Partikeln, welche ein Redoxpotential aufweisen, dass positiver ist als -0.447 V bezogen auf eine Standardwasserstoffelektrode, insbesondere wobei die Partikel durch

Mangan- oder Bleioxid gebildet sind.

Description:
Verfahren zur Herstellung einer Elektrode

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode in einer Ausnehmung in einem Umgebungsmaterial, insbesondere in einer Bohrung in der Oberfläche eines Umgebungsmaterials, wie z.B. einer Betonkonstruktion oder anderer elektrolytisch leitfähiger Materialien wie z. B. Natur- und Kunststeine, Putze, Böden, Schüttungen. Die Erfindung betrifft auch Formteile zur Nutzung in Verbindung mit einem solchen Verfahren und eine elektronenleitende Masse zum Einsatz in Verbindung hiermit.

Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Betonkonstruktionen, wie z. B. Brücken oder auch sonstige Bauwerke dem Risiko einer Korrosion, insbesondere der in der Konstruktion eingeschlossenen Bewehrungselemente unterliegen.

Korrosionen können eine Betonkonstruktion statisch schwächen, so dass im Stand der Technik Maßnahmen bekannt geworden sind, um eventuelle

Korrosionsschäden frühzeitig erkennen zu können. Mögliche Maßnahmen sind z. B. die Untersuchung von elektrischen Potentialen, wobei dies nach dem bisherigen Stand der Technik dadurch erfolgt, dass Elektroden zur Vermessung von Potentialen, die auf Korrosionseffekten beruhen, durch Ankopplung von bestehenden Elektroden an oder in den Beton erfolgen.

Ebenso kann es sinnvoll sein, den elektrischen Widerstand des Betons zu überwachen, da dieser im Falle einer schon erfolgten Depassivierung der

Bewehrung mit der Korrosionsgeschwindigkeit korreliert. Hierzu müssen

mindestens zwei beabstandete Elektrodenflächen in oder an den Beton

angekoppelt werden, um die Möglichkeit einer resistiven Widerstandsmessung zu schaffen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Eine bekanntgewordene Möglichkeit sieht dabei vor, eine z. B. metallische Elektrode mittels eines Mörtels in einer Bohrung in der Oberfläche einer

Betonkonstruktion zu befestigen und hierdurch dann das Vermessen von

Potentialen zu ermöglichen.

Als wesentliches Problem ergibt sich dabei, dass zur elektrischen Ankopplung einer bestehenden Elektrode in solchen Fällen üblicherweise hydraulisch aushärtende Mörtel verwendet werden, die als ionenleitendes

Ankopplungsmaterial arbeiten. Aufgrund des erheblichen Feuchteeintrages solcher hydraulisch aushärtender Mörtel, können verlässliche Aussagen über eventuelle Korrosionschädigungen der untersuchten Betonkonstruktion erst dann gewonnen werden, wenn eine genügende Angleichung des Feuchtegehalts des ankoppelnden Mörtels an das Umgebungsmaterial, insbesondere Beton stattgefunden hat, was eine lange Zeit von mitunter mehreren Wochen in

Anspruch nehmen kann. Eventuelle Messungen vor einer solchen Trocknung des ankoppelnden Mörtels würden hingegen zu Falschmessungen führen.

Im Falle der Ankopplung von Elektroden zum Zwecke der Widerstandsmessung ergibt sich zusätzlich das Problem, dass der zur Ankopplung verwendete Mörtel ein stark unterschiedliches Porengefüge und somit eine abweichende Feuchte- Widerstandsbeziehung zum zu überwachenden Umgebungsmaterial, wie z.B. Beton aufweist. Durch die räumliche Nähe zur Elektrodenoberfläche erfolgt jedoch eine maßgebliche Beeinflussung des Messergebnisses durch den Widerstand der Ankopplungsmörtelschicht. Ein zuverlässiges Verfahren zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des Umgebungsmaterials, wie z.B. Bauwerkbeton über nachträglich angekoppelte Elektroden existiert somit bisher nicht.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und dafür eingesetzte Formteile zu entwickeln, mit denen statt der Ankopplung einer bestehenden Elektrode eine elektronenleitende Elektrode unmittelbar in einem

Umgebungsmaterial, z.B. in einer Betonkonstruktion oder anderen elektrolytisch leitfähigen Materialien wie z. B. Natur- und Kunststeinen, Putzen, Böden oder Schüttungen realisiert wird. Insbesondere die im Stand der Technik bekannten Probleme durch den Wassereintrag und unterschiedlich leitfähige Schichten an den Elektrodenoberflächen sollen mit der vorliegenden Erfindung vollständig vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Elektrode durch eine elektronenleitende Masse, insbesondere eine elektronenleitende

Kunststoffmasse ausgebildet wird, die in wenigstens einem Bereich der

Ausnehmung in der Oberfläche eines Umgebungsmaterial, z.B. in einer

Betonkonstruktion in diese Ausnehmung in flüssiger oder pastöser Form appliziert wird und die nach Applikation wenigstens ein elektrisch leitendes

Anschlusselement innerhalb der Ausnehmung kontaktiert, beispielsweise dieses Anschlusselement kontaktierend umgibt und nach Applikation in der Ausnehmung aushärtet.

So ist es hier ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung, dass die zum Einsatz kommende elektronenleitende Masse selbst nach Aushärtung eine Elektrode ausbildet, also nach Aushärtung ein elektronenleitendes Element darstellt, welches unmittelbar mit dem Umgebungsmaterial, z.B. der umgebenden

Betonkonstruktion wechselwirkt, demnach also ionenleitende Ankopplungsmassen oder -elemente im vorliegenden Fall vollständig entfallen.

Die an der elektronenleitenden Masse anliegenden Potentiale, die sich

beispielsweise durch in der Umgebung befindliche Korrosionsherde ergeben können, können mittels des vorgesehenen Anschlusselementes, das von der elektronenleitenden Masse, insbesondere der Kunststoffmasse kontaktiert wird, unmittelbar abgegriffen und beispielsweise messtechnisch mit an sich im Stand der Technik bekannten Verfahren ausgewertet werden.

Eine erste Möglichkeit eine Kontaktierung zwischen einem Anschlusselement und der in der Ausnehmung angeordneten elektronenleitenden Masse zu erzielen, kann beispielsweise darin gesehen werden, dass nach der Applikation der elektronenleitenden Masse ein Anschlusselement, z. B. ein metallischer Stift oder eine metallische Hülse in die noch nicht ausgehärtete Masse eingesteckt wird und hiemach die Masse aushärtet. Weiterhin nachfolgend noch beschriebene

Möglichkeiten erläutern demgegenüber bevorzugte Ausführungsformen.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Weiterbildung kann es hier vorsehen, dass eine Kunststoffmasse in die vorgesehene Ausnehmung, z. B. eine Bohrung, appliziert wird, die wenigstens einen Kunststoff umfasst, der mit

elektronenleitenden Partikeln oder elektronenleitenden Fasern bis über die jeweilige Perkolationsschwelle gefüllt ist, insbesondere also eine Füllung in Vol.% aufweist die größer ist als die Perkolationsschwelle Beispielsweise werden hier Füllungen einer aushärtbaren Kunststoffmasse bevorzugt, die bei >= 12 Vol. % des Füllmateriales bezogen auf das Gesamtvolumen der gefüllten Masse liegen.

Um eine flüssige oder pastöse Applikation und eine nachfolgende Aushärtung der Masse innerhalb der Ausnehmung eines Umgebungsmaterial, z.B. einer

Betonkonstruktion in vorteilhafter Weise zu erzielen, kann es die Erfindung vorsehen, dass verfahrensgemäß eine wenigstens zwei Komponenten

umfassende, aus den Komponenten gemischte Kunststoffmasse appliziert wird, die zumindest im fertig gemischten Zustand eine Füllung, z.B. vorbeschriebene Füllung mit elektronenleitenden Partikeln oder Fasern umfasst.

Beispielsweise kann es hier die Erfindung vorsehen, dass die Applikation von wenigstens zwei Komponenten durch ein Mischelement, z ? B. einen Statikmischer hindurch erfolgt, in welchem die Mischung der Komponenten unmittelbar vor der Applikation durchgeführt wird. Hierbei wird unter einem Statikmischer ein solches Element verstanden, welches ohne eigene bewegte Bauteile eine Vermischung der wenigstens zwei Komponenten alleine aufgrund des Durchströmens erzielt.

Um eine besonders homogene Mischung mit den erfindungsgemäß eingesetzten Füllmaterialien, wie den beispielsweise genannten elektronenleitenden Partikeln oder Fasern zu erzielen, kann es die Erfindung weiterhin vorsehen, dass jede der zu mischenden Komponenten bereits vor der Vermischung eine Füllung mit ausgewählten elektronenleitenden Partikeln oder Fasern umfasst, insbesondere jeweils mit dem zuvor genannten Mindestfüllgrad, so dass der eigentliche

Mischvorgang nicht auf eine Homogenisierung der Mischung der Füllung abzielt, sondern im Wesentlichen nur auf eine Mischung der Kunststoffanteile und gegebenenfalls sonstiger Zusätze der verwendeten wenigstens zwei

Komponenten. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur eine von wenigstens zwei zu mischenden Komponenten mit einer Füllung mit elektronenleitenden Fasern oder Partikeln zu versehen und durch das Vermischen dann auch die Füllung zu homogenisieren.

Eine Weiterbildung der Erfindung kann es hier vorsehen, dass wenigstens eine der Komponenten, bevorzugt jede der ausgewählten Komponenten ein Monomer umfasst, z. B. ein Vinylmonomer, bevorzugt ein radikalisch polymerisierendes Monomer, insbesondere weil Monomere eine sehr gute Fließfähigkeit und somit eine sehr gute Benetzung der Wandbereiche der erstellten Ausnehmung bzw. Bohrung in der Oberfläche eines Umgebungsmaterials, z.B. einer

Betonkonstruktion ermöglichen.

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass eine Komponente ein Monomer, eine Füllung und einen Initiator umfasst und dass eine andere Komponente ein Monomer, eine Füllung und einen Katalysator umfasst. Durch die Vermischung dieser wenigstens zwei Komponenten erfolgt demnach im Wesentlichen eine Mischung von Initiator und Katalysator, so dass die Polymerisation der gefüllten Monomer-Mischung direkt mit der Applikation der gemischten Kunststoffmasse in der Ausnehmung beginnt.

Als Füllmaterialien können beispielsweise die folgenden Stoffe ausgewählt werden, wobei die Möglichkeit besteht, die Füllung ausschließlich aus einem der nachfolgenden Stoffe vorzunehmen, jedoch auch mehrere der nachfolgend genannten Stoffe in Kombination miteinander zu verwenden. 2090

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Beispielsweise kann ein partikuläres Metall, insbesondere Nickelpulver oder Kupferpulver oder auch ein Legierungspulver zum Einsatz kommen. Bevorzugt ist ebenso die Verwendung von Graphit oder Leitruß und die Verwendung von partikulären Stoffen mit einem hohen Redoxpotential, insbesondere mit einem Redoxpotential positiver als -0.447 V bezogen auf eine

Standardwasserstoffelektrode, wie beispielsweise die Verwendung von

Manganoxid oder Bleioxid, insbesondere für die Ausbildung sogenannter

Hochpotenzialelektroden

Eine bevorzugte Ausführungsvariante des Verfahrens kann es hier vorsehen, statt dem eingangs genannten nachträglichen Einstecken eines Ankopplungseiementes in die noch nicht ausgehärtete gemischte Masse, die elektronenleitende Masse durch eine metallische Hülse hindurch, insbesondere durch eine die Mischung von wenigstens zwei Komponenten bewirkende metallische Hülse hindurch in die Ausnehmung zu applizieren, wobei eine solche metallische Hülse wie der bereits eingangs genannte Statikmischer ausgebildet sein kann, also z. B. eine innere Mischvorrichtung, insbesondere Mischwendel aufweisen kann und wobei die Erfindung sodann weiterhin vorsieht, dass die metallische Hülse nach der

Applikation als Anschlusselement in der applizierten Masse verbleibt.

So kann es demnach beispielsweise vorgesehen sein, eine als späteres

Anschlusselement zu verwendende Hülse in eine vorbereitete Ausnehmung in einer Oberfläche eines Umgebungsmaterials, z.B. einer Betonkonstruktion anzuordnen, insbesondere zentrisch, und sodann aus einer an die Hülse

angeschlossenen Applikationsvorrichtung entweder eine fertig gemischte Masse, eine in Flussrichtung vor der Hülse bereits gemischte wenigstens

zweikomponentige Masse oder auch eine beim Hindurchfließen durch die Hülse sich mischende Masse aus wenigstens zwei Komponenten in die Ausnehmung hineinzudrücken und sodann nach Füllung der Ausnehmung nur die

Applikationsvorrichtung zu entfernen, wobei die genannte Hülse in der

Ausnehmung verbleibt und als Anschlusselement verwendet wird. In besonders bevorzugter Ausführung kann es hier vorgesehen sein, die metallische Hülse in der Ausnehmung zu zentrieren, beispielsweise durch

Abstandselemente auf der Außenseite der metallischen Hülse, die zu den

Wandbereichen der präparierten Ausnehmung im Umgebungsmaterial, z.B. im Beton einen allseitig gleichen Abstand gewährleisten.

Eine Weiterbildung dieser oder auch anderer möglicher Ausführungsformen kann es hier vorsehen, dass das Querschnittsmaß, insbesondere der Durchmesser der Hülse und das Querschnittsmaß, insbesondere der Durchmesser der

Ausnehmung so aneinander angepasst werden, dass das Querschnittsmaß der Hülse mindestens 80 % des Querschnittsmaßes der Ausnehmung beträgt.

Hierdurch wird erreicht, dass sich ein vergleichsweise geringer Ringspalt zwischen der Ausnehmungswand und dem äußeren Bereich der Hülsenwandung ergibt und nur dieser geringe Spaltbereich mit der elektronenleitenden Masse, insbesondere Kunststoffmasse aufgefüllt werden muss. Der übrige Volumenbereich der

Ausnehmung wird sodann durch die Hülse eingenommen, so dass diese

Ausgestaltung es ermöglicht, auch mit vergleichsweise geringen Mengen elektronenleitender Masse erfindungsgemäße Elektroden zu realisieren.

Beispielsweise kann es hierfür vorgesehen sein, den internen Strömungskanal einer Hülse, bezogen auf die applizierte Masse, so klein wie möglich zu wählen.

Mit der Erfindung besteht auch die Möglichkeit nicht nur eine, bezogen auf die Tiefe der Ausnehmung, durchgehende Elektrode zu realisieren, sondern es besteht ebenso die Möglichkeit eine in mehrere Elektrodenabschnitte unterteilte Elektrode bzw. eine Ansammlung von mehreren Elektroden zu realisieren, insbesondere die mit Abstand übereinander angeordnet sind.

Beispielsweise kann es die Erfindung hierfür vorsehen, dass die Applikation der elektronenleitenden Masse in ein vor der Applikation in die Ausnehmung

eingesetztes nicht leitfähiges Kunststoffformteil erfolgt, welches die Ausnehmung in einer axialen Richtung, insbesondere in Tiefenrichtung, in mehrere,

insbesondere wenigstens zwei separierte Ringräume unterteilt, wobei die

Ringräume bei der Applikation der Masse gefüllt werden.

Durch die Füllung der Ringräume ergeben sich demnach mehrere in axialer Richtung nebeneinander liegende Ringelektroden, die an ihrem äußeren

Durchmesser nach der Aushärtung der applizierten Masse die

Ausnehmungswandung elektronenleitend kontaktieren.

Bei dieser Ausführung kann es die Erfindung vorsehen, dass alle Ringräume durch einen gemeinsamen, bevorzugt zentralen Kanal im Kunststoffformteil mit der applizierten Masse gefüllt werden, wobei anschließend, d. h. insbesondere nach einer Aushärtung der Masse der zentrale Kanal und gegebenenfalls diese definierende Wandungsbereiche des Kunststoffformteiles ausgebohrt werden, so dass hierdurch zunächst die einzelnen ringförmig erstarrten elektronenleitenden Teilbereiche der ausgehärteten Masse elektrisch voneinander isoliert werden, weil hierdurch die elektrisch kontaktierende Masse, die über den zentralen Kanal alle Ringräume verbindet, entfernt wird.

Die Erfindung kann sodann vorsehen, in die entstandene Bohrung ein

Anschlusselement einzusetzen, insbesondere einzuschrauben, welches in axialer Richtung beabstandete und voneinander isolierte leitfähige Anschlussstücke aufweist, insbesondere die jeweils einen eigenen elektrischen Anschluss aufweisen und deren axialer Abstand dem Abstand der Ringräume entspricht.

Wird demnach ein solches Anschlusselement in korrekter Lage eingesetzt bzw. eingeschraubt, so kontaktiert jedes der leitfähigen Anschlussstücke einen der erhärteten Ringbereiche der ausgehärteten Masse, so dass von jedem der

Ringbereiche das jeweils individuelle Potential abgegriffen werden kann.

Um eine solche vorbeschriebene Applikation vorzunehmen, kann es die Erfindung beispielsweise vorsehen, dass eine sich in die Ausnehmungstiefe verjüngende, insbesondere konische Ausnehmung erstellt wird, in welche vor der Applikation ein vorgenanntes Kunststoffformteil mit angepasster, insbesondere konischer Außenkontur eingesetzt wird und durch Eindrücken des Kunststoffformteils ein Form- und/oder Kraftschluss zwischen der Ausnehmung und dem

Kunststoffformteil erzeugt wird zur Abdichtung der Ringräume des

Kunststoffformteils gegenüber der Ausnehmungswandung. So kann sicher realisiert werden, dass durch das Applizieren der elektronenleitenden flüssigen Kunststoffmasse ein Übertreten der Masse an den äußeren Ringraumbereichen in benachbarte Ringräume unterbleibt.

Eingesetzt werden kann für ein solches Verfahren beispielweise ein

Kunststoffformteil, das einen Kunststoffkörper aufweist, der wenigstens zwei in einer axialen Richtung beabstandete und separierte, in radialer Richtung offene Ringräume aufweist, wobei ein jeweiliger Ringraum durch einen insbesondere zentrischen axial verlaufenden gemeinsamen Kanal, der alle Ringräume verbindet, mit einer elektronenleitenden Kunststoffmasse füllbar ist.

Die einzelnen Ringräume können untereinander beispielsweise durch

separierende isolierende Wandbereiche voneinander getrennt sein, wobei solche separierenden Randbereiche durch scheibenförmige Elemente des Formteiles realisiert sein können, die zueinander jeweils einen vordefinierten axialen Abstand aufweisen. Diese scheibenförmigen Elemente können an ihren äußeren radialen Umfangsbereichen dichtend an die Ausnehmungswandung angelegt werden, z. B. durch axiales Eindrücken in die Ausnehmung, um so das Kunststoffformteil zu fixieren, in ähnlicher Weise, wie es von sogenannten Lamellen-Injektionspackern bekannt ist.

Eine andere Ausführung der Erfindung kann es auch vorsehen, dass die

Applikation der elektronenleitenden Masse und auch einer nichtleitenden Masse in ein vor der Applikation in die Ausnehmung eingesetztes Kunststoffformteil erfolgt, welches die Ausnehmung in einer axialen Richtung in mehrere, insbesondere wenigstens drei aneinander unmittelbar angrenzende Ringbereiche unterteilt, wobei die Ringbereiche von unten nach oben abwechselnd mit elektronenleitender und nicht leitender Masse gefüllt werden.

Anders als bei der vorgenannten Ausführungsform sind hier zwar durch die geometrische Konstruktion des Kunststoffformteiles Ringbereiche definiert, diese jedoch nicht konstruktiv durch Wandbereiche, wie bei der vorherigen

Ausführungsform voneinander isolierend getrennt. Vielmehr wird die Isolierung zwischen zwei Ringbereichen durch die isolierende Masse im Ringbereich zwischen diesen Bereichen realisiert.

Die Erfindung kann vorsehen, dass die Ringbereiche durch jeweils wenigstens einen dem jeweiligen Ringbereich zugeordneten Kanal im Kunststoffformteil mit der elektronenleitenden Masse bzw. einer nicht leitenden Masse aufgefüllt wird.

So kann das Verfahren demnach vorsehen, dass zunächst durch das

Kunststoffformteil und wenigstens einen ersten Kanal eine elektronenleitende Masse eingefüllt wird, die nahe des Ausnehmungsgrundes einen ersten

elektronenleitenden Ring ausbildet, anschließend auf diesen Ring durch

Applikation einer nicht leitenden Masse durch wenigstens einen weiteren zweiten Kanal auf dem ersten applizierten Ring aufliegend ein zweiter Ring aus nichtleitender Masse appliziert wird und sodann hiernach wiederum durch wenigstens einen dritten Kanal ein Ring aus elektronenleitender Masse appliziert wird ggfs. usw., so dass sich in der Höhe über dem Grund der Ausnehmung eine

aufeinanderfolgende Ringanordnung aus elektronenleitender und nicht-leitender Masse ergibt.

Die Erfindung kann hier vorsehen, dass eine elektrische Kontaktierung der in einen Ringbereich eingefüllten elektronenleitenden Masse mit einem in dem

Ringbereich des Kunststoffformteiles vorgesehenen elektrischen Anschluss erfolgt, wobei ein solcher Anschluss beispielsweise durch einen leitfähigen Ring, z. B. metallischen Ring am inneren Durchmesser des Ringbereiches ausgebildet 0

11 sein kann, bevorzugt in welchen der wenigstens eine Kanal der zur Befüllung dieses Ringbereiches vorgesehen ist, mündet.

Das Verfahren kann realisiert werden durch ein Kunststoffformteil, das einen Kunststoffkörper umfasst, der wenigstens drei in einer axialen Richtung

nebeneinander liegende und aneinander angrenzende in radialer Richtung offene Ringbereiche aufweist, wobei die Ringbereiche in axialer Richtung abwechselnd am inneren Ringdurchmesser einen elektrisch kontaktierten Bereich und einen elektrisch isolierenden Bereich aufweisen, in welchen jeweils wenigstens ein separater Kanal mündet, durch den der jeweilige Bereich befüllbar ist. Bezogen auf die axiale Länge eines Bereiches kann der Kanal z. B. mittig in den Bereich einmünden.

Beispielsweise kann ein solcher Kunststoffkörper demnach eine Hülse umfassen, die in axialer Richtung, d. h. in Tiefenrichtung der Ausnehmung in diese eingesetzt wird, die in verschiedenen Höhenpositionen voneinander isolierte elektrische Kontakte aufweist, insbesondere die diese Hülse in Umfangsrichtung umgeben, wobei in den voneinander isolierten Kontaktbereichen jeweils voneinander unabhängige Kanäle zur Applikation von elektronenleitender oder nicht-leitender Masse münden. Bei allen diesen Ausführungen können die Kanäle über eine obere Stirnseite bzw. Stirnfläche für die Applikation der verschiedenen Massen zugänglich sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren und dafür eingesetzte Vorrichtungen werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt eine erste mögliche allgemeine Ausführungsform, bei der eine Betonkonstruktion 1 eine Ausnehmung 2 aufweist, die beispielsweise als zylindrische Bohrung ausgeführt sein kann. Alle nachfolgenden Beispiele sind nicht auf eine Betonkonstruktion beschränkt, sondern bei jeglichem leitenden Umgebungsmaterial, insbesondere elektrolytisch leitenden Material einsetzbar. Hier ist es vorgesehen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nicht weiter visualisierte elektronenleitfähige Kunststoffmasse 3 in die Bohrung 2 einzufüllen, z.B. zu injizieren oder zu gießen, wobei die Kunststoffmasse die Wandung der Ausnehmung 2 elektronenleitend kontaktiert. Die Masse kann z. B. zweikomponentig sein.

Entweder wird weiterhin nach der Applikation der Kunststoffmasse und vor deren Aushärtung ein Anschlusselement 4 in die Masse eingesetzt oder aber zunächst das Anschlusselement in der noch unbefüllten Bohrung positioniert und die elektronenleitfähige Kunststoffmasse um das Anschlusselement herum in die Ausnehmung eingefüllt. Das Einfüllen kann hier durch ein einfaches

Hineinlaufenlassen sowie auch durch einen Injektionsprozess vorgenommen werden.

Gemäß der Erfindung ist es hier vorgesehen, dass die bevorzugt injizierte

Kunststoffmasse, die eine Elektronenleitfähigkeit z. B. durch entsprechende Füllung der Masse mit elektronenleitfähigen Partikeln oder Fasern aufweist, bevorzugt durch Polymerisation aushärtet, so dass anders als bei im Stand der Technik bekannten Verfahren keine hydraulische Erhärtung unter Einsatz von Wasser benötigt wird und somit die Ausnehmungsumgebung in der

Betonkonstruktion nicht durch Feuchtigkeit kontaminiert wird. Der

elektronenleitfähige Kunststoff bildet hier selbst unmittelbar die Elektrode, die zur Vermessung von Potentialen verwendet werden kann durch Abgriff an dem elektrischen Anschluss.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der in gleicher Weise wie bei der Figur 1 in einer Betonkonstruktion 1 eine Ausnehmung 2 angeordnet ist, z. B. wiederum durch das Erstellen einer Bohrung. Hier ist es vorgesehen, dass vor der

Applikation einer elektronenleitenden Kunststoffmasse eine Hülse 5 eingesetzt wird, die eine äußere metallische Mantelfläche aufweist und in ihren Abmessung so gewählt ist, dass sie zur Ausnehmungswandung einen verbleibenden Ringspalt belässt. Hier kann es zum Zwecke der Zentrierung und zur Vermeidung einer ungewollten Kontaktierung zwischen Hülse und der Ausnehmungswandung vorgesehen sein, dass auf der äußeren Hülsenoberfläche Abstandshalter 6 vorgesehen sind, welche die Hülse zentrieren.

Im Inneren weist die Hülse einen Kanal 7 auf, der sich vom oberen bis zum unteren Ende der Hülse durch diese hindurch erstreckt und der weiterhin als Mischstrecke ausgebildet ist, beispielsweise dadurch, dass in dem Kanal gemäß dem Funktionsprinzip von Statikmischern wenigstens eine Mischwendel realisiert ist.

Die Erfindung sieht es sodann vor, wenigstens zwei Komponenten einer zu realisierenden gemischten Masse zu applizieren, so dass sich diese Komponenten beim Hindurchfließen durch den Kanal 7 und der darin ausgebildeten

Mischstrecke miteinander vermischen und hierdurch eine Reaktion der

Komponenten ausgelöst wird, die ein Erhärten, insbesondere durch

Polymerisation, bewirkt.

Am unteren Ende der Hülse tritt das fertige Gemisch aus dieser aus und verteilt sich von unten nach oben aufsteigend in dem verbleibenden Ringspalt zwischen der äußeren Hülsenmantelfläche und der inneren Ausnehmungswandung, so dass nach Erhärtung der fertig gemischten Masse in diesem Ringspalt durch diese Masse die eigentliche Elektrode ausgebildet wird. Mit einem elektrischen

Anschluss 8 an der metallischen Hülse kann das Potential am Ort der

Ausnehmung 2 abgegriffen und messtechnisch untersucht werden.

Die Figur 3a visualisiert eine weitere Möglichkeit das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wobei es hier vorgesehen ist, in einer Ausnehmung 2 einer

Betonkonstruktion 1 , die vorliegend konisch ausgeführt ist, ein Kunststoffformteil 9 einzusetzen, welches gemäß der vorliegenden Schnittdarstellung Ringräume 10a, 10b, 10c umgrenzt, die in radialer Richtung offen sind und in axialer Richtung durch scheibenförmige Wandbereiche 11 voneinander separiert sind.

Entsprechend der Konizität des an die Ausnehmung angepassten

Kunststoffformteils 9 weisen demnach die einzelnen scheibenförmigen

Wandbereiche 11 unterschiedliche Außendurchmesser auf.

Das Kunststoffformteil 9 umfasst weiterhin einen zentralen Kanal 12 zur Injektion mit einer oberen Injektionsöffnung 12a, wobei der zentrale Injektionskanal 12 die einzelnen Ringräume 10a, 10b und 10c untereinander durch darin liegende, insbesondere radial ausgerichtete Mündungsöffnungen 12b oder gegebenenfalls auch axiale Mündungsöffnungen 12c verbindet.

Durch das Injizieren der elektronenleitenden Kunststoff masse, insbesondere nach vorheriger Durchmischung einer mehrkomponentigen Masse wird demnach bewirkt, dass alle Ringräume 10a, 10b, 10c in gleicher weise mit der

elektronenleitenden Masse aufgefüllt werden, somit also nach dieser Applikation die einzelnen Ringräume durch den Kanal 12 und die Mündungsöffnungen 12b, 12c zunächst elektrisch miteinander verbunden sind.

Die Figur 3b visualisiert nun einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen

Verfahren gemäß dem es vorgesehen ist, dass der zentrale Kanal 12 und diesen definierende Wandbereiche aus der Mitte des Kunststoffformteiles 9 entfernt, z.B. herausgebohrt werden, wonach in die entstandene Ausnehmung, insbesondere Bohrung anschließend ein Anschlusselement 13 eingesetzt, beispielsweise eingeschraubt wird, der in seiner axialen Erstreckungsrichtung mehrere

beabstandete Anschlußstücke a, 14b und 4c aufweist, die zueinander isoliert sind und bevorzugt einen Mittenabstand zueinander aufweisen, der dem

Mittenabstand der einzelnen Ringräume 10a, 10b und 10c entspricht. Jedes dieser Anschlußstücke 14 a, 14b und 14c kann hier einen eigenen externen elektrischen Anschluss 15 aufweisen, so dass sich durch das erfindungsgemäße Verfahren vorliegend eine aus mehreren Ringelementen mehrteilig aufgebaute Elektrode ergibt. Die einzelnen Ringelelemente sind durch die Reste der Scheibenelemente 11 voneinander isoliert.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz eines anderen Kunststoffformkörpers 16, der einen hülsen- oder stiftförmigen Bereich 17 aufweist, welcher in seiner axialen

Erstreckungsrichtung im vorliegenden Fall drei Ringbereiche 18a, 18b und 18c definiert, die in radialer Richtung, wie auch bei der vorherigen Ausführungsform, offen sind, in dieser Richtung also nach Einsetzen in die Ausnehmung an die Ausnehmungswandung angrenzen, wobei die einzelnen Ringbereiche in axialer Richtung entgegen der vorherigen Ausführung nicht voneinander separiert sind, so dass die Definition der Ringbereiche im Wesentlichen dadurch erfolgt, diese sich radial von einer jeweiligen Mündungsöffnungen eines jeweils zugeordneten Injektionskanales 19a, 19b und 19c nach außen erstrecken. Die axiale Länge der jeweiligen Ringbereiche wird definiert durch elektrisch leitende bzw. nicht-leitende Bereiche am inneren Durchmesser des jeweiligen Ringbereiches.

Im vorliegenden Fall weisen die Ringbereiche 18a und 18c am inneren

Durchmesser jeweils eine ringförmige metallische Hülse 20 auf, wobei die Hülsen 20 einander nicht kontaktieren, sondern durch einen isolierenden Bereich voneinander getrennt sind, in welchen vorliegend der Injektionskanal 19 b mündet.

Das Verfahren kann nun vorsehen, dass die Ringbereiche 18 von unten nach oben gefüllt werden, nämlich dadurch, dass in den Ringbereich 18c zunächst durch den Injektionskanal 19c eine elektronenleitende aushärtende

Kunststoffmasse injiziert wird, die sich aufgrund der Schwerkraftwirkung ringförmig um das hülsenförmige metallische Kontaktelement 20 herum ausbreitet und somit nach Aushärtung eine untere Ringelektrode ausbildet.

Anschließend, wobei die Aushärtung des unteren injizierten Materials nicht zwingend abgewartet werden muss, kann durch den hier vorliegenden

Injektionskanal 19b der Ringraum 18b mit nicht-leitender Kunststoffmasse aufgefüllt werden, wobei sich dieser Kunststoff auf den zuvor applizierten elektronenleitenden Kunststoff aufgrund der Schwerkraftwirkung ringförmig auflegt. Die Füllung erfolgt bis zur Oberkante des Ringraumes 18b, nämlich dort wo die Unterkante des hülsenförmigen Kontaktelementes 20 liegt.

Es wird sodann durch den Injektionskanal 19a wiederum elektronenleitfähiger Kunststoff appliziert, der sich sodann im Ringbereich 18a verteilt. Nach

Aushärtung der applizierten Massen ergibt sich demnach eine

Elektrodenanordnung aus zwei übereinanderliegenden Ringelektroden, wobei jede der beiden ausgebildeten Ringelektroden elektrisch kontaktiert ist durch die hülsenförmigen Kontaktelemente 20, in welche diejenigen Kanäle münden, durch welche der elektronenleitfähige Kunststoff appliziert wird. Jedes Kontaktelement 20 weist einen externen Anschluß auf.

Alle Ausführungsformen zeigen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Einsatz der erfindungsgemäßen Kunststoffformteile sowohl ein- als auch mehrteilige Elektroden, insbesondere mehrteilige in axialer Richtung liegende Ringelektroden, realisiert werden können.

Da die Elektrode selbst durch das aushärtende Kunststoffmaterial ausgebildet wird, kann im Gegensatz zum Stand der Technik mit hydraulisch ankoppelnden lediglich ionenleitenden Massen eine erfindungsgemäß hergestellte Elektrode unmittelbar nach der Aushärtung und somit im Wesentlichen nach wenigen

Minuten zum Einsatz kommen.