DE2610061A1

DE2610061A1 - Reflektoren zur fokussierung einer drahtexplosionsstosswelle

Info

Publication number: DE2610061A1
Application number: DE19762610061
Authority: DE
Inventors: Johann Prof Dr I Kleinwaechter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-09-22

Description

Deflektoren zur Fokussieruna einer Drahtexplosionsstosswelle
Patentbeschreibung: Nach E. Häusler soll die intensiv Stosswelle, die von einem durch einen Stromstoss im Wasser explodierenden Metalldraht ausgeht, durch möglichst gute Konzentration auf einen im Körper eines Patienten befindlichen Nierenstein gelenkt werden, die diesen mechanisch zertrümmert.
Dieses wellenootische Problem lasse sich erfindungsgemäss mit folgender Anordnung exakt lösen: Der zur Explosion gebrachte Draht (1) hat die Form eines Kreisbogens, Fig.1 in dessen Mittelpunkt (4) sich die von der Explosion ausgehende Stosswelle, nach Spiegelung an einem geeignet geformten Deflektor (q), fokussiert.
Es liegt also die quasioptische Aufgabe vor, die linienförmige Strahlenquelle (1) in einer 9ildpunkt (4) abzubilden. Dies ist bekanntlich bei einer nicht kohärenten, linienförmigen Strahlenquelle nicht moglich.
Zwar vereinigt ein innenverspiegelter notationstorus (r)( der durch die Potation einer Ellipse um eine durch einen der Brennpunkte senkrecht zu ihrer Hauptachse (3) entsteht, die von (4) ausgehenden Strahlen exakt auf den Kreis; (1) durch den anderen Brennpunkt, jedoch ist der Strahlengang im allgemeinen nicht umkehrbar.
So schneiden sich z.9. keinesweas die Strahlen, die von einer inkohErenten Linienstrahlenouelle (1) - z.9. einem Glühdraht - ausgehenden Strahlen nach der Deflexion an (q) in einem Punkte (4).
Dass die von dem explodierenden Draht (1) ausgehenden Stosswellen sich in dem Punkt (4)fokussieren liegt daran, dass die von (1J ausgehenden Teilwellen kohärent schwinnen und so das rikonal - d.h. die Flächen *) Prof. Dr. E. Häusler, University Saarbrücken konstanter Phase der primären Welle (7) Kreistorusflächen um (1) Fig.2 als Kreismittelpunkt bilden - die durch Peflexion an dem Ellipsentorus (;) in eine auf den Brennpunkt (4) hineinlaufende Kugelwelle verwandelt werden.
Stellt S den Winkel zwischen der Richtung der Ellipsenhauptachss und dem nand (6) des nach innen geöffneten Ellipsentorus (5) dar, so wird der Bruchteil der gesamten, vom explodierenden Draht (1) ausgehenden Energie in (4) konzentriert.
Da das Anbringen des zur Explosion zu bringenden kreisbogenfnrmigen Orahtes (1) einer reihe von isolierenden Stützen bedarf, wurde Fig.3 erfindungsgemäss nach Fig. 3 ein derartig geformter Reflektor (9) gefunden, der die von einem gradlinig-gespannten Explosionsdraht (10) ausgehende kohärente Zylinderwelle (12) exakt in den Fokuspunkt (11) konzentriert.
Die Form des reflektors (9) ergibt sich aus der konstanten Gesamtlaufzeit der Strahlen r1 und r2 zu wobei die Strahlen der Zylindelwelle senkrecht auf der Eikonalfläche und somit zu y stehen. Damit ergibt sich die Form des Reflektors (9) als eine algebraische Funktion 4. Grades zu Der ebene- Schnitt y = konst ist die Ellipsenschar E; der ebene Fig.4 Schnitt Z 5 0 ergibt nach Gl 2 zwei sich auf (10) schneidende qua- a ,b,c drastische Parabetäste P und P Die ebenen Schnitte Z = konst 5 0 bzw. X t konst sind ovale Linien, die durch ganze awgebraische Funktionen 4. Grades in y beschrieben sind. Ihr Verlauf ist mit einem programmierbaren Digitalrechner und nachgeschalteten Kurvenschreiber darstellbar - Fig. 4a, b, c.
Um einen hohen neflexionsfaktor bei der reflexion der primären zylinderfdrmiqen Stosswelle t12) an dem muschelförmigen Peflektor (9) zu erreichen, wird dieser erfindungsgemäss aus einem Stoffe hdherer Schallimpedanz als das den Raum eusffillende Wasser - d.h. einem Stoffe höherer Massendichte und geringer Kompressibilität - hergestellt.
Da. bei den auftretenden hohen Drucken von mehreren hundert Bar im Fokussierungsgebiet F das ibertragungsmedium nicht mehr konstante Schallimpedanz aufweist, soll erfindungsgemäss ein dadurch bedingtes Absinken der Stosswellenkonzentratoren im Fokus durch eine geringfügige Variation der neflektorform (9) vermieden werden.
L e e r s e i t e

Claims

PatentansDrüche 1deflektor zur Fokussierung von kohärenten Wellen, die von einer linienförmigen Wellenquelle ausgehen, d a d u r ch g e k e n nz e i c h n e t, dass ein geeignet geformter Reflektor diese kokohärenten Wellen in einen Fokus umlenkt.
2. Peflektor zur Fokussierung von kohärenten Wellen nach Anspruch 1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die linienförmige Wellenquelle einen Yreisbocen bildet und der Reflektor die Form eines elliptischen Torus besitzt.
3. Reflektor zur Fokussierung von kohärenten Wellen nach Anspruch 1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die linienförmige Wellenquelle eine Gerade bildet und der Reflektor eins muschelförmige Gestalt entsprechend einer Fläche 4. Grades besitzt.
4. Reflektor zur Fokussierung von kohärenten Wellen nach Anspruch 1) bis 3), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die linienförmige ellenquelle durch explodierende Drähte entsteht und die Peflektoren aus Material hoher Schallimpedanz. bestehen.

Reflektor zur Fokussierung von kohärenten Wellen nach Anspruch 1) bis 4), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dc flektoren etwas von der berechneten Form abweichen, um die Strahlabweichungen durch die druckabhängige Schallimpedanz. zu korrigieren.