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Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldapplikator zur Magnetstimulation von Körpergewebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Ein solcher Magnetfeldapplikator ist beispielsweise mit dem Gegenstand der
DE 101 11 678 A1 bekannt geworden und dient zur Magnetstimulation von Körpergewebe. Der Magnetfeldapplikator weist ein aus geschichteten Eisenblechen bestehendes Flussleitstück auf, auf dem eine stromdurchflossene Flachspule angeordnet ist, die ein nach oben abgestrahltes Magnetfeld mit einer Vielzahl von Feldbündeln erzeugt. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass nur ein relativ schwaches und teilweise auch ungerichtetes Magnetfeld erzeugt werden kann.
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Einen weiteren Magnetfeldapplikator zeigt die
DE 10 2009 049 145 A1 . Die dortige Beschreibung und der angegebene Anwendungszweck sollen vollinhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
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Bei dem bekannten Magnetfeldapplikator handelt es sich um einen Spulenträger, in dem am Umfang verteilt vier Polschuhe angeordnet sind, sodass diese Anordnung auch als Quadru-Pol-Magnetfeldanordnung bezeichnet wird.
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Die innenseitigen Enden der hufeisenförmig oder C-förmig ausgebildeten vier Polschuhe greifen jeweils in den Innenraum der Spule ein, während die radial auswärts liegenden Enden der Polschuhe im Kernträger gehalten sind. Sie bilden zusammen eine angenäherte Kreuzform.
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Nachteil dieser Anordnung ist, dass die Polschuhe nicht vollständig den Innenraum des Kernträgers ausfüllen. Es werden vielmehr freie Randbereiche belassen, in denen die Feldlinien des Magnetfeldes nicht mehr durch einen Eisenkern eines Polschuhs geleitet werden. Demnach kommt es in diesen Bereichen zu einer Schwächung des Magnetfeldbündels, das bevorzugt nach oben, senkrecht zur Grundfläche des Kernträgers austreten soll, um so in ein menschliches Körpergewebe eingeleitet zu werden. Der Zweck des Magnetfeldapplikators in dieser Druckschrift ist der gleiche wie der Magnetfeldapplikator nach der vorliegenden Erfindung.
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Demnach besteht auch bei dieser bekannten Anordnung der Nachteil, dass nur ein relativ schwaches und teilweise auch ungerichtetes Magnetfeld erzeugt werden kann, was verbesserungsfähig ist.
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Als weiterer Nachteil kommt hinzu, dass der im Kernträger bezüglich der Spule radial auswärts gelegene Umgebungsbereich der Polschuhe nur lückenhaft von den Polschuhen ausgefüllt ist. Im Prinzip füllen die Polschuhe nur einen geringen Teil der Fläche am Außenumfang der Spule aus, während die dazwischen liegenden Bereiche nicht von der Oberfläche der Polschuhen besetzt ist, was zu einer ungleichmäßigen und schwachen Erzeugung eines nach oben gerichteten Magnetfeldes führt.
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Eine ideale Magnetfeldverteilung für eine Magnetstimulation des Urogenital-Traktes in einem Körpergewebe setzt nämlich ein etwa kugelförmiges Magnetfeld voraus, das den gesamten Urogenital-Traktes möglichst gleichmäßig mit hoher Intensität ausfüllen soll. Es sollte also ein nach oben gerichtetes, kugelförmiges homogenes Magnetfeld erzeugt werden. Diese Forderung erfüllt das mit dem Magnetfeldapplikator der
DE 10 2009 049 145 A1 erzeugte Magnetfeld nicht, weil es bei hohem Stromstärkenbedarf eine hohe Wärmeerzeugung, bedingt durch Wirbelstromverluste, erbringt.
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Bedingt durch die vielen Lufträume, die sich am Außenumfang der Magnetspule in Richtung auf die außen liegenden, hufeisenförmigen Polschuhe ergeben, wird die Erzeugung eines vertikal nach oben gerichteten Magnetfeldes beeinträchtigt und abgeschwächt.
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Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von dem Gegenstand der
DE 10 2009 049 145 A1 die Aufgabe zugrunde, einen Magnetfeldapplikator zur Magnetstimulation von Körpergewebe, insbesondere zur Stimulation des Urogenital-Trakts, so weiterzubilden, dass ein möglichst kugelförmiges Ausfüllen des Urogenital-Traktes oder anderer zu stimulierenden Körperpartien mit hoher Magnetfeldleistung bei geringen elektrischen Verlusten gewährleistet ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der Magnetfeldapplikator im Wesentlichen aus einer mehreckigen Spule besteht, die als Flachspule so gewickelt ist, dass die Richtung der einzelnen Spulenleiter so gewählt ist, dass die Spulenleiter stückweise weitestgehend geradlinig verlaufen, und jeweils senkrecht zum geschichteten Sektoreisenkern ausgerichtet sind, wobei der Eisenkern aus einer Anzahl von Sektoreisenkernen besteht, die aus mehreren gleichmäßig am Umfang des Spulenträgers angeordneten Eisenteilen bestehen, die einen in sich annähernd geschlossenen Eisenkörper bilden, auf dessen Ober- und/oder Unterseite die weitgehend geradlinig verlaufenden Spulenleiter der Spule angeordnet sind.
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Bei dem gegebenen technischen Merkmal ergibt sich der Vorteil, dass unterschiedliche Spulenformen verwendet werden können, wie zum Beispiel eine Rechteckspule, eine Mehreckspule oder eine Dreiecksspule.
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Wichtig bei der Erfindung ist demnach, dass quadratische, drei-, mehr- oder rechteckige Flach- oder Zylinderspulen verwendet werden können, die vorwiegend gerade Verläufe der dort angeordneten Leiter besitzen. Es liegt eine einseitige Anordnung von Sektoreisenkernen unterhalb oder oberhalb der jeweiligen Wicklungsebene der Flachspule vor, und jeder Sektoreisenkern besteht bevorzugt aus vielen dünnen und elektrisch von einander isolierten magnetisch leitenden Blechen, von denen jedes Blech bevorzugt senkrecht zur Längserstreckung des Spulenleiters ausgerichtet ist. Die Sektoreisenkerne, das heißt das Blechpaket, soll möglichst kompakt zusammengefügt sein.
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Damit ergibt sich der Vorteil, dass die Spulenform insgesamt so gewählt wird, dass die Spulenleiter der Spule weitestgehend geradlinig verlaufen. Hierunter wird verstanden, dass sie über große Führungsbereiche parallel zueinander gerade, das heißt ohne Radius, verlaufen und hierbei auf oder unter dem Blechpaket angeordnet sind. Die Anordnung der Sektoreisenkerne mit den geschichteten Eisenblechen ist so gewählt, dass alle beschichteten Eisenbleche mit ihrer Ebene senkrecht zu der Längsachse der jeweiligen Spulenleiter verlaufen. Je geradliniger die Spulenleiter verlaufen, desto mehr Bereiche der Spulenleiter gibt es, die genau senkrecht zur Ebene der geschichteten Eisenbleche der Sektoreisenkern verlaufen.
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Damit wird erstmals eine Flachspule geformt, die vollkommen von Sektoreisenkernen ausgefüllt ist, wobei jeder Sektoreisenkern aus einer Vielzahl von zueinander isolierten und miteinander zusammengeklebten Eisenblechen besteht, die jeweils ein Eisenblechpaket bilden.
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Die Ebene durch alle beschichteten Eisenbleche der Sektoreisenkerne liegt demnach senkrecht zur Längserstreckung des Spulenleiters, soweit dieser geradlinig ausgerichtet ist. Das ist der Grund, warum die Erfindung fordert, dass die Spulenleiter solang wie möglich geradlinig verlaufen sollen und nur kurze Strecken mit davon abweichenden Krümmungsstrecken dazwischen liegen, bei denen der Vorteil eine senkrechten Ausrichtung des (geradlinig verlaufenden) Spulenleiters senkrecht zur Ebene der Eisenbleche nicht erreicht wird.
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Es wird weiter bevorzugt, als Spulenleiter einen sogenannten Rechteckleiter zu verwenden, der im Wesentlichen aus einer Vielzahl von miteinander verdrillten und voneinander isolierten Rundlitzen besteht.
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Diese Rundlitzen sind bevorzugt verdrillt zueinander angeordnet, sodass sie in der Art eines verdrillten Zopfes oder eines verdrillten Bandes die Kontur eines solchen Rechteckleiters ausfüllen.
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Statt eines solchen Rechteckleiters können jedoch auch Quadratleiter verwendet werden, die ebenfalls in ihrem Innenraum aus einer Vielzahl von miteinander verdrillten und gegeneinander isolierten Rundlitzen bestehen.
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Um dem Stromverdrängungseffekt entgegenzuwirken, wird es demnach bevorzugt, wenn der Rechteck- oder Quadratleiter durch eine Vielzahl voneinander isolierten und verdrillt geführten Rundlitzen ausgefüllt wird, wobei jede Rundlitze einmal im Innenraum des Rechteck- oder Quadratleiters und einmal an dessen Außenwandung liegen sollte, um so eine gleichmäßige Durchsetzung des gesamten Innenprofils des Rechteck- oder Rundleiters zu ermöglichen.
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Es werden bevorzugt Rechteckleiter verwendet, die hochkant zu der Ebene stehen, auf der sie aufgestellt sind, und demnach auch hochkant zu der Ebene der darunter oder darüber angeordneten Sektoreisenkerne. Aufgrund des hohen Stromflusses wird ein bestimmter minimaler Querschnitt für den Spulenleiter vorausgesetzt, um ungünstige Erwärmungserscheinungen zu vermeiden.
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Um eine möglichst große magnetische Abstrahlleistung nach oben zu erreichen, wird es demnach bevorzugt, hochkant stehende und parallel zueinander in einer Ebene verlegte Rechteckleiter zu verwenden, weil dadurch die Windungsanzahl bei gleichem Leitungsquerschnitt erhöht werden kann.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung von in einer Ebene parallel zueinander und etwa spiralförmig verlegten Rechteckleitern beschränkt. Es können die Leiter auch in zwei oder mehreren Ebenen angelegt werden. Statt derartiger Rechteckleiter können auch Rundleiter oder Mehreckleiter verwendet werden, obwohl damit eine geringere Abstrahlwirkung für ein nach oben gerichtetes Magnetfeld oder bei gleicher Stromstärke höhere Verluste entstehen würden. Eine solche verschlechterte Ausführung wird demnach ebenfalls vom Schutzbereich der Erfindung umfasst.
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Bei einer solchen Anordnung aus Flachspulenleitern, die bevorzugt als Rechteckleiter ausgebildet sind, in Verbindung mit Sektoreisenkernen, die aus geschichteten Eisenblechen bestehen und die sich über die gesamte Fläche der Spulenleiter erstrecken, ergibt sich der Vorteil, dass das angestrebte, nach oben mit hoher Magnetflussdichte abgestrahlte Kugelform-Magnetfeld in guter Annäherung zur Kugel- oder Gaussform erreicht wird.
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Andererseits entstehen beim Betrieb nur geringe Verluste (Wärme-, Impedanz und Stromleitverluste), sodass bei einer vorgegebenen Magnetfeldstärke ein wesentlich geringerer Stromverbrauch mit wesentlich geringerem Kühlungsbedarf besteht.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: perspektivische Explosionszeichnung einer ersten Ausführungsform eines Magnetfeldapplikators in Form einer Rechteckspule
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2: die perspektivische Draufsicht auf die Anordnung nach 1
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3: eine Draufsicht auf eine demgegenüber abgewandelte erste Ausführungsform
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4: eine Draufsicht auf eine demgegenüber abgewandelte zweite Ausführungsform
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5: eine gegenüber 1 um 90 Grad gedrehte Darstellung der Rechteckspule
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6: die Draufsicht auf den Kernträger in perspektivischer Darstellung
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7: die perspektivische Darstellung der Spule mit dem Spulenträger
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7A: Querschnitt durch einen Rechteckleiter
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7B: schematisiert die Führung der Rundlitze in Rechteckleiter
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8: die Feldlinienverläufe der Spule mit Sektoreisenkern auf einer Seite der Rechteckspule
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9: schematisiert und grob vereinfacht sich die aus dem Magnetfeldverlauf nach 8 ergebende rechteckförmige Verteilung des Magnetfeldes
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10: die Gegenüberstellung der Magnetfeldstärke über den Weg in Bezug auf die Oberfläche der Rechteckspule
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11: schematisiert die Führung eines Rechteckleiters in Bezug zum geschichteten Eisenblech und Darstellung des hieraus resultierenden Magnetfeldes
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In 1 ist schematisiert der Aufbau eines als Rechteckspule ausgebildeten Magnetfeldapplikators dargestellt. Er besteht im Wesentlichen aus einem unteren, etwa schalenförmigen Kernträger 1, der bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial besteht. Das Kunststoffmaterial bildet eine Schale, die nach oben geöffnet ist und in deren Innenraum eine Anzahl von etwa sternförmig nach innen verlaufenden Stegen 9, 10, 11 angeordnet ist. Die Schale ist in 6 nochmals in vergrößerter Darstellung dargestellt. Auf die dortige Darstellung und die Beschreibung wird Bezug genommen.
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In der Schale sind insgesamt vier Aufnahmeräume 25 ausgebildet, die durch die radial nach innen verlaufenden Stege 9, 10, 11 gebildet sind, wobei sich die Stege 9, 10, 11 im Mittenbereich im Bereich eines Abstandshalters 12 treffen, auf dem erhöht ein Führungsteil 26 angeordnet ist. Das Führungsteil 26 dient zum Aufschrauben der oberen Deckplatte, die aus dem Spulenträger 2 gebildet ist, auf die Oberseite des Kernträgers 1.
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In den Aufnahmeräumen 25 des Kernträgers 1 sind auf der Bodenseite Auflageelemente 14 angeordnet, auf welche insgesamt vier Sektoreisenkerne 5, 6, 7, 8 aufgelegt werden, sodass der Aufnahmeraum 25 durch die eingelegten Sektoreisenkern ausgefüllt ist.
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In der Darstellung nach 1 und 6 sind zwei Aufnahmeräume 25 mit zugeordneten Sektoreisenkernen 7, 8 befüllt bzw. die Sektoreisenkerne 7, 8 sind dort bereits eingelegt.
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Die Stege 9–11 weisen nach oben gerichtete Ausnehmungen 13 auf, die zum Ausgießen mit einem aushärtbaren koerzitiven Material geeignet sind. Es handelt sich beispielsweise um ein aushärtbares Kunststoffmaterial, das zum Beispiel mit Kobaltspänen angereichert ist, um so eine magnetisch leitfähige Oberfläche auch an den Stirnseiten der Sektoreisenkerne 5–8 zu erzeugen, um so eine möglichst vollständige Flußleiteben unterhalb des Spulenträgers und der Spule 3 zu ermöglichen.
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Es wird bevorzugt, wenn das hoch-koerzitive Gießmaterial elastomer ausgebildet ist und eventuelle Schwingungen der Sektoreisenkerne 5–8 aufnehmen und dämpfen kann.
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Wichtig ist, dass jeder Sektoreisenkern 5–8 aus einer Vielzahl von geschichteten und voneinander isolierten Eisenblechen 15 besteht, die zum Beispiel als Trafobleche ausgebildet sind.
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Zur Herstellung eines solchen Sektoreisenkerns 5–8 wird deshalb eine etwa quadratische oder rechteckförmige Grundform hergestellt, in der eine Vielzahl von hochkant gestellten Eisenblechen 15 angeordnet ist. Diese werden zum Beispiel miteinander verklebt. Durch ein geeignetes Laserschneidverfahren werden die geforderten Konturen der einzelnen Sektoreisenkerne 5–8 ausgeschnitten, sodass sie die Formgebung nach den 2 bis 4 erhalten.
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Anstatt eines Laserschneidverfahrens kann auch ein mechanisches Sägen des Eisenblechpakets und ein Beschleifen der gesägten Stirnkanten erfolgen, um zu vermeiden, dass sich die Eisenbleche in ihrem gesägten Stirnseitenbereich miteinander berühren.
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Die Eisenbleche 15 sind also voneinander elektrisch isoliert und zum Beispiel als Trafobleche ausgebildet.
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Wichtig ist, dass die Schichtung der Eisenbleche 15 so ausgebildet ist, dass diese hochkant und senkrecht zu der Spulenebene der Spule 3 liegen. Dies wird anhand der 11 später noch näher beschrieben.
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Die Sektoreisenkerne 5–8, die in den Aufnahmeräumen 25 des Kernträgers 1 eingelegt sind, werden nach oben durch eine Isolationsplatte 4 abgedeckt, die aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.
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Die Isolationsplatte 4 dient als Deckplatte für die darüber angeordnete Spule 3, die in einem Spulenträger 2 aufgenommen ist.
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Weitere Einzelheiten werden anhand der 6 und 7 beschrieben.
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In 2 ist die Draufsicht auf eine Rechteckspule 20 nach 1 schematisiert dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Schichtungsrichtung der Eisenbleche 15 stets senkrecht zu den Umfangskanten der Sektoreisenkerne 5, 8 liegt, und dass sich das hieraus ergebende Feldlinienbündel 18 stets außen liegend, zum Beispiel nach oben gerichtet ist, sodass die Feldlinienbündel 18 auf der gleichen Ebene wie die Ebene der Eisenbleche 15 verlaufen. Dies ist in 8 und in 11 näher dargestellt.
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Demnach ist es bei dem Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 wichtig, dass alle Spulendrähte der Spule 3 weitestgehend geradlinig verlaufen, das heißt unter Minimierung der dazwischen liegenden Krümmungsradien, und dass sie parallel zueinander angeordnet und in einer gleichen Ebene liegen. Die Erfindung ist nicht auf die Anordnung der Spulenleiterdrähte der Spule 3 in einer einzigen Ebene beschränkt. Ebenso kann es in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass mehrere Ebene von Spulenleiterdrähten übereinanderliegen. Statt einer einlagigen Spule können demnach auch mehrlagige Spulen gegeben sein.
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Die 3 zeigt anstatt einer Rechteckspule 20 nach 2 eine Mehreckspule 21, wobei für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Hier ergibt sich, dass anders geformte Sektoreisenkerne 5, 5a, 6, 6a und 7, 7a vorhanden sind, wobei diese Sektoreisenkerne möglichst randseitig aneinander anliegen sollen, und der sich hier ergebende Luftspalt 16 möglichst minimiert sein sollte.
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Lediglich der besseren Übersichtlichkeit halber sind die Schichtrichtungen der Eisenbleche 15 übertrieben dargestellt, ebenso wie die übertrieben dargestellte Breite des Luftspaltes 16.
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Ebenso zeigen die Figuren, dass jeweils eine Mittenausnehmung im Innenraum der Spule 3 gebildet ist. Die Mittenausnehmung 17 wird durch den Innenumfang der einander anstoßenden Sektoreisenkerne 5–8 gebildet. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Sektoreisenkerne 5 könnten sich auch vollständig in den Innenraum hinein erstrecken, sodass die Mittenausnehmung 17 gegen Null geht oder verschwindet.
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4 zeigt ferner eine andere Ausgestaltung von Sektoreisenkernen 5, 6, 7, die insgesamt eine Dreiecksspule 22 bilden.
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Neben diesen Grundformen nach den 2 bis 4 können sämtliche Kombinationen der in den 2 bis 4 gezeigten Anordnungen der Spulen 20–22 vorgesehen werden. Wichtig bei allen Ausführungsformen ist, dass stets die Schichtrichtung der geschichteten Eisenbleche 15 in den einzelnen Sektorkernen 5–8 senkrecht zu der Längserstreckung der Leitungsdrähte der Spule 3 liegt, wie dies anhand der 11 noch später dargestellt wird.
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Mit dieser technischen Lehre wird erstmals eine außerordentliche hohe nach oben gerichtete Feldlinienkonzentration erreicht, bei der ein etwa kugelförmiges Feld erzielt wird, das sich oberhalb der Mittenausnehmung 17 erstreckt und das bei geringen Wirbelstromverlusten eine geringe Wärmeentwicklung aufweist. Dies war bisher noch nicht möglich.
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Die 5 zeigt die um 90 Grad gedrehte Darstellung einer Rechteckspule 20 nach 1, wo bei der Innenansicht des Spulenträgers 2 erkennbar ist. Dieser besteht bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial, in dem Führungsbahnen 24 eingefräst sind, in welche die einzelnen spiralförmig gewickelten Rechteckleiter 27 der Spule 3 eingelegt sind und voneinander isoliert sind.
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Die in die Führungsbahnen 24 des Spulenträgers 2 eingelegte Spule 3 kann auch eingegossen sein.
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Die Spulenenden 3a, 3b sind durch Ausnehmungen in der Isolationsplatte 4 hindurch geführt, greifen durch Ausnehmungen 23 im Kernträger 1 hindurch und sind mit einer, einer Impulssteuerung unterworfenen Gleichstromquelle verbunden.
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6 zeigt weitere Einzelheiten des Aufbaus des Kernträgers, auf die bereits schon in Zusammenhang mit 1 eingegangen wurde.
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Während in 1 die Schichtrichtung der Eisenbleche 15 nur – der einfacheren zeichnerischen Darstellung wegen – teilweise und schematisiert eingetragen wurde, ist in 6 auf die zeichnerische Darstellung der Schichtrichtung der Eisenbleche 15 verzichtet worden.
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Die 2 zeigt schematisiert, dass über jedem Sektoreisenkern 5, 6, 7, 8 ein eigenes Feldlinienbündel 18, 19 erzeugt wird, und dass die bezüglich der Sektoreisenkerne 5 und 6 erzeugten Feldlinienbündel der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen wurden. Insgesamt ergibt sich damit ein kugelförmiges, nach oben gerichtetes Magnetfeld, welches später noch näher beschrieben wird.
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Über der Grundfläche des Magnetapplikators wird somit ein weitgehend homogenes Magnetfeld erzeugt, das bevorzugt nach oben gerichtet ist und das in seiner Grundform annähernd der Rechteckform des Applikators entspricht. Weil der Applikator in einer bevorzugten Ausführung als Rechteckspule 20 mit einem rechteckförmigen Kernträger 1 ausgebildet ist, ergibt sich auch keine genaue Kugelform, sondern ein Ovalonoid.
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Die Spulenleiter, zum Beispiel die Rechteckleiter 27 der Spule 3, sollten im Vergleich zu den nur kurzen Krümmungsradien 41 eine weitgehend geradlinige Strecke 40 ausbilden. Diesem angestrebten Ideal kommen die Ausführungsbeispiele nach den 2 und 4 nahe. Das Verhältnis der Länge der geradlinig verlegten Spulenleiter zur Länge der im Krümmungsradius 41 verlegten Spulenleiter liegt im Verhältnis von 10:1 bis zu 50:1. Die angegebenen Verhältniszahlen sollen nur als Beispiele für die Längenverhältnisse stehen, sie beschränken den Schutzbereich der Erfindung jedoch nicht, weil sie nur beispielhaft zu verstehen sind.
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In 7 ist der Kernträger 1 mit den eingelegten Sektoreisenkernen 5–8 dargestellt, auf dem die Spule 3 aufgelegt ist.
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Die 7A zeigt einen Schnitt durch einen Rechteckleiter 27 der Spule 3. Es ist erkennbar, dass das Rechteckvolumen durch eine Vielzahl von Rundlitzen 28 ausgefüllt ist, die voneinander isoliert verlegt sind und möglichst gemäß 7B in einem derartigen Verdrillungszustand die Längsachse des Rechteckleiters 27 bilden, sodass jede Rundlitze einmal an der Außenoberfläche des Rechteckleiters und einmal im Innenraum verläuft. Auf diese Weise werden magnetische Verdrängungserscheinungen vermieden.
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Die 8 zeigt schematisiert einen Feldlinienverlauf der Feldlinie 38 über die hochkant gestellten Rechteckleiter 27, welche die Spule 3 ausbilden, wobei die gleiche Anordnung von Sektoreisenkernen jenseits der Ausnehmung 17 und symmetrisch zur Symmetrieachse 30 angeordnet ist.
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Hier ist erkennbar, dass sich auf der oberen Flachseite 32 des Sektoreisenkerns 5 eine maximal wirksame Feldlinienkonzentration ergibt, die auch an der Stirnseite 31 des Sektoreisenkerns 5 einläuft. Nach unten werden nur wenige Feldlinien abgestrahlt, wodurch sich die Wirksamkeit des aus geschichteten Eisenblechen 15 bestehenden Sektoreisenkerns 5 ergibt.
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Es ist eine hohe Konzentration der Feldlinien im Innenraum des Sektoreisenkerns 5 vorhanden, und es wird nur eine geringe Magnetfelddichte an der Flachseite 33 nach unten abgestrahlt.
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Die 9 zeigt schematisiert und grob vereinfacht das angestrebte kugelförmige Feld, das sich über der Mittenausnehmung 17 der Rechteckspule 20 erstreckt und das mit maximal möglicher Feldlinienkonzentration nach oben in einen darauf sitzenden Unterleib eines menschlichen Körpers – bevorzugt in einen Urogenital-Trakt – hinein erstreckt und diesen Körperbereich möglichst homogen und vollflächig ausfüllt.
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10 zeigt einen Vergleich der Feldlinienstärke (Ordinate) über die Oberfläche der Rechteckspule 20. Es ist erkennbar, dass sich das Maximum 34 der Feldlinienstärke oberhalb der Mittenausnehmung 17 ergibt und dass sich an den Mittenbereich anschliessend ein nach allen Seiten abfallender Abfall 35 zu verzeichnen ist. Die Feldlinienverteilung ist in Wirklichkeit dreidimensional und lediglich aus zeichnerischen Gründen vereinfacht dargestellt. Die Verteilung ist demnach Achssymmetrisch und oberhalb der Mittenausnehmung 17 vorhanden.
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11 zeigt das Prinzip der Erfindung. Es ist dargestellt, dass sich die Längserstreckung 36 der Rechteckleiter 27 senkrecht zu der Ebene 39 der geschichteten Eisenbleche 15 erstreckt. Die Eisenbleche 15 bilden ebenfalls eine Längserstreckung 37, die senkrecht zur Längserstreckung 36 der Rechteckleiter 27 gerichtet ist. Demnach ergibt sich ein Feldlinienbündel 18 um die Längserstreckung 36 des Rechteckleiters 27 herum, wobei die Feldliniendichte im geschichteten Eisenblech 15 dicht ist und mit geringen Verlusten durch das Eisenblech geführt wird.
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Demnach liegt die Ebene der Feldlinienbündel 18 in der gleichen Ebene 39 wie die geschichteten Eisenbleche 15. Dadurch werden nur sehr geringe Wirbelströme in den Eisenblechen 15 erzeugt, und es entsteht daraus nur eine sehr geringe Wärmeentwicklung. Es bedarf daher keiner Kühlung eines Magnetfeldapplikators, selbst wenn sehr hohe Stromstärken (> 1000 A) mit kurzen Pulsen (< 1 ms) repetitiv bis zu 250 Hertz angelegt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kernträger
- 2
- Spulenträger
- 3
- Spule
- 3a
- Spulenende
- 3b
- Spulenende
- 4
- Isolationsplatte
- 5
- Sektoreisenkern
- 5a
- Sektoreisenkern
- 6
- Sektoreisenkern
- 6a
- Sektoreisenkern
- 7
- Sektoreisenkern
- 7a
- Sektoreisenkern
- 8
- Sektoreisenkern
- 9
- Steg
- 10
- Steg
- 11
- Steg
- 12
- Abstandshalter
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Auflageelement
- 15
- Eisenblech (geschichtet)
- 16
- Luftspalt
- 17
- Mittenausnehmung
- 18
- Feldlinienbündel
- 19
- Feldlinienbündel
- 20
- Rechteckspule
- 21
- Mehreckspule
- 22
- Dreieckspule
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Führungsbahn
- 25
- Aufnahmeraum
- 26
- Führungsteil
- 27
- Rechteckleiter
- 28
- Rundlitze (isoliert)
- 29
-
- 30
- Symmetrieachse
- 31
- Stirnseite
- 32
- Flachseite oben
- 33
- Flachseite unten
- 34
- Maximum
- 35
- Abfall
- 36
- Längserstreckung (von 27)
- 37
- Längserstreckung (von 15)
- 38
- Feldlinie
- 39
- Ebene (von 5–8)
- 40
- geradlinige Strecke
- 41
- Krümmungsradius
