DE4130780A1 - Electrically-driven acoustic shock wave source - has screening housing coupled to conductive coating of moving membrane - Google Patents
Electrically-driven acoustic shock wave source - has screening housing coupled to conductive coating of moving membraneInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrisch antreibbare Stoßwellen quelle, welche eine Membran und eine diese antreibende Spulen anordnung aufweist.The invention relates to an electrically driven shock waves source, which is a membrane and a coil driving this has arrangement.
Derartige Stoßwellenquellen finden beispielsweise in der Medi zin Verwendung, wo sie z. B. zur nichtinvasiven Zertrümmerung von Konkrementen, zur Behandlung von pathologischen Gewebever änderungen oder zur Behandlung von Knochenleiden eingesetzt werden. Die Funktion dieser Stoßwellenquellen beruht darauf, daß bei Beaufschlagung der Spulenanordnung mit einem Hochspan nungsimpuls Ströme in die elektrisch leitendes Material ent haltende Membran induziert werden, die dem in der Spulenanord nung fließenden Strom entgegengerichtet sind. Infolge der durch den Stromfluß in der Spulenanordnung bzw. der Membran entste henden entgegengesetzten Magnetfelder werden Abstoßungskräfte auf die Membran ausgeübt, die diese schlagartig von der Spule wegbewegen. Hierdurch wird in ein an die Membran angrenzendes akustisches Ausbreitungsmedium ein Druckimpuls eingeleitet, der sich auf seinem Weg durch das Ausbreitungsmedium infolge von dessen nichtlinearen Kompressionseigenschaften zu einer Stoß welle aufstellt. Im folgenden wird der Einfachheit halber stets von Stoßwellen gesprochen. Die Stoßwelle wird, falls dies er forderlich ist, durch geeignete Fokussierungsmittel, z. B. eine akustische Linse, oder durch geeignete Formgebung der Stoßwel lenquelle, z. B. kugelkalottenförmige Ausbildung von Membran und Spule, auf eine Fokuszone konzentriert. Stoßwellenquelle und zu beschallendes Objekt werden in geeigneter Weise akustisch mit einander gekoppelt und relativ zueinander derart ausgerichtet, daß sich der zu beschallende Bereich in der Fokuszone befindet.Such shock wave sources are found, for example, in the media zin use where z. B. for non-invasive smashing of concretions, for the treatment of pathological tissue changes or used to treat bone disorders will. The function of these shock wave sources is based on that when a high voltage is applied to the coil arrangement Impulse currents into the electrically conductive material ent holding membrane can be induced that in the coil arrangement Current flowing current are opposite. As a result of the current flow in the coil arrangement or the membrane arises opposing magnetic fields become repulsive forces exerted on the diaphragm, which this suddenly from the coil move away. As a result, an adjacent to the membrane acoustic propagation medium initiated a pressure pulse that on its way through the medium of propagation as a result of its nonlinear compression properties to a shock wave. The following is always for the sake of simplicity spoken of shock waves. The shock wave will, if he does is required by suitable focusing means, e.g. Legs acoustic lens, or by suitable shaping of the shock wave lenquelle, e.g. B. spherical cap formation of membrane and Coil, focused on a focus zone. Shock wave source and too sounding object are in a suitable manner with acoustic coupled and aligned relative to each other in such a way that the area to be sonicated is in the focus zone.
Eine Stoßwellenquelle der eingangs genannten Art ist bei spielsweise aus der US-PS 46 74 505 bekannt. Bei derartigen Stoßwellenquellen kann, obwohl die Membran und das Gehäuse der Stoßwellenquelle auf ein Schutzpotential gelegt sind, das Problem auftreten, daß die Stoßwellenquelle elektromagnetische Störungen abstrahlt, die auf im Bereich der Stoßwellenquelle befindliche Geräte und/oder Leitungen einwirken und Fehlfunk tionen dieser Geräte bzw. mit den Leitungen verbundener Geräte verursachen.A shock wave source of the type mentioned is at known for example from US-PS 46 74 505. With such Shock wave sources can, although the membrane and the housing of the Shock wave source are placed on a protection potential that Problem occur that the shock wave source is electromagnetic Radiates interference on the area of the shock wave source existing devices and / or lines act and malfunction tion of these devices or devices connected to the lines cause.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von der Stoßwel lenquelle abgestrahlten Störungen zu vermindern.The invention is based on the task of the shock wel to reduce radiated interference.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine elektrisch an treibbare Stoßwellenquelle gelöst, welche eine Membran, eine diese antreibende Spulenanordnung und ein aus elektrisch leit fähigem Material gebildetes, die Stoßwellenquelle mit Ausnahme der Membran wenigstens im wesentlichen umschließendes, mit einem Abschirmpotential verbundenes Gehäuse aufweist, wobei die Membran als Schichtkörper ausgebildet ist, welcher wenigstens einen elektrisch leitfähigen Abschnitt und eine Beschichtung enthält, welche aus einem elektrisch leitfähigen Material be steht, auf der von der Spulenanordnung abgewandten Seite der Membran angeordnet, von dem elektrisch leitfähigen Abschnitt elektrisch isoliert und mit dem Gehäuse elektrisch leitend ver bunden ist. Das Gehäuse und die Beschichtung bilden also ge meinsam sozusagen ein mit einem Abschirmpotential verbundenes Abschirmgehäuse, in dem sich die Stoßwellenquelle befindet. Die Stoßwellenquelle kann also keine nennenswerten Störungen ab strahlen. Die Beschichtung bedeckt vorzugsweise wenigstens im wesentlichen die gesamte von der Spulenanordnung abgewandte Seite der Membran, da sich dann eine die Stoßwellenquelle prak tisch vollständig umgebende Abschirmung mit einer entsprechend hohen Wirksamkeit ergibt.According to the invention, this object is achieved by an electrical drivable shock wave source solved, which a membrane, a this driving coil assembly and one of electrically conductive capable material, the shock wave source except the membrane at least essentially enclosing, with has a shielding potential connected housing, the Membrane is designed as a laminated body, which at least an electrically conductive section and a coating contains, which be made of an electrically conductive material stands on the side facing away from the coil arrangement Membrane arranged from the electrically conductive section electrically insulated and electrically conductive with the housing is bound. The housing and the coating form ge together, so to speak, one connected to a shielding potential Shield housing in which the shock wave source is located. The Shock wave source can therefore no significant interference shine. The coating preferably covers at least in the essentially the whole facing away from the coil arrangement Side of the membrane, because then the shock wave source is practicable shielding completely surrounding the table with a corresponding results in high effectiveness.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß eine innerhalb des Gehäuses angeordnete und von diesem elektrisch isolierte Kapsel aus elektrisch leitfähigem Material vorgesehen ist, welche elektrisch leitend mit einem Ende der Spulenanordnung verbunden ist, einen Anschluß der Spulenanord nung bildet und zu dem anderen Anschluß wenigstens im wesent lichen koaxial angeordnet ist. Dabei kann gemäß Varianten der Erfindung vorgesehen sein, daß die Kapsel vorzugsweise zu der Mittelachse der Stoßwellenquelle wenigstens im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und einen zentralen, vor zugsweise zu der Mittelachse der Stoßwellenquelle rotations symmetrischen Ansatz als Kontakt für einen Leiter einer Strom versorgungsleitung aufweist. Im Gegensatz zu bekannten Stoßwel lenquellen, wo die Anschlüsse durch Drahtstücke gebildet sind, ist dann als Anschluß eine einschließlich eines eventuell als Kontakt für den Leiter einer Stromversorgungsleitung vorgesehe nen Ansatzes rotationssymmetrische Kapsel vorgesehen, die den anderen Anschluß koaxial umgibt. Hierdurch ist ein weitgehend koaxialer Aufbau der Stoßwellenquelle gewährleistet, was den im Hinblick auf eine günstige Impulsform der erzeugten Stoßwellen bedeutsamen Vorteil einer kurzen Entladestromdauer bei Beauf schlagung der Stoßwellenquelle mit einem Hochspannungsimpuls mit sich bringt.A particularly preferred embodiment of the invention provides before that an arranged within the housing and by this electrically insulated capsule made of electrically conductive material is provided which is electrically conductive with one end of the Coil arrangement is connected, a connection of the coil arrangement voltage forms and to the other connection at least essentially Lichen is arranged coaxially. According to variants of Invention can be provided that the capsule preferably to the Central axis of the shock wave source at least essentially is rotationally symmetrical and a central, in front preferably rotations to the central axis of the shock wave source symmetrical approach as a contact for a conductor of a current has supply line. In contrast to the well-known shock wave oil sources, where the connections are formed by pieces of wire, is then a connection including one possibly as Provide contact for the head of a power supply line NEN approach rotationally symmetrical capsule provided that coaxially surrounds another connector. This is largely Coaxial structure of the shock wave source ensures what the With regard to a favorable pulse shape of the shock waves generated significant advantage of a short discharge current duration at Beauf Beat the shock wave source with a high voltage pulse brings with it.
Um den koaxialen Aufbau der Stoßwellenquelle weiter zu fördern, sehen Varianten der Erfindung vor, daß ein vorzugsweise koaxial innerhalb des zentralen Ansatzes der Kapsel angeordnetes, den anderen Anschluß bildendes Kontaktteil für einen Leiter der Stromversorgungsleitung vorgesehen ist bzw. das Gehäuse ein vorzugsweise koaxial zu dem Ansatz angeordnetes rotationssymme trisches Anschlußteil für eine Abschirmung der Stromversor gungsleitung aufweist. Dabei kann gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß we nigstens zwei der Elemente der Gruppe Ansatz, Kontaktteil, An schlußteil Bestandteile einer koaxialen Steckverbindung zum Anschluß der Stromversorgungsleitung sind.To further promote the coaxial construction of the shock wave source, provide variants of the invention that a preferably coaxial located within the central approach of the capsule other connection forming contact part for a conductor of Power supply line is provided or the housing preferably arranged coaxially to the approach rotational symmetry trical connector for shielding the electricity supplier supply line. According to one, especially before drafted embodiment of the invention be provided that we at least two of the elements of the group Approach, Contact Part, An part of a coaxial connector for Connection of the power supply line.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß das vorzugsweise rohrförmig ausgebildete Kon taktteil eine sich zu dem zwischen der Membran und der Spulen anordnung befindlichen Raum erstreckende Bohrung aufweist, an welche eine Vakuumquelle anschließbar ist. Es ist so mit be sonders geringem Aufwand möglich, den genannten Raum in der aus der EP-A-01 88 750 an sich bekannten Weise mit Unterdruck zu beaufschlagen.According to a particularly advantageous variant of the invention provided that the preferably tubular con clock part one to that between the membrane and the coils Arrangement located space extending bore which a vacuum source can be connected. It is so with be particularly little effort possible, from the space mentioned in the EP-A-01 88 750 to known manner with negative pressure act upon.
In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the accompanying drawings, an embodiment of the Invention shown. Show it:
Fig. 1 in grob schematischer Darstellung eine mittels eines Triaxialkabels mit einem Hochspannungs-Impulsgenerator verbundene Stoßwellenquelle, und Fig. 1 in a rough schematic representation of a shock wave source connected by means of a triaxial cable to a high-voltage pulse generator, and
Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stoßwellenquelle. Fig. 2 shows a schematic representation of a longitudinal section through a shock wave source according to the invention.
In der Fig. 1 ist ein elektrischer Hochspannungs-Impulsgenera tor 1 dargestellt, der mit einer akustischen Stoßwellenquelle 2 mittels einer als Triaxialkabel 10 ausgeführten Stromversor gungsleitung verbunden ist. Die Stoßwellenquelle 2 ist dabei in an sich bekannter Weise als elektromagnetische Stoßwellenquelle ausgeführt. Sie weist als wesentliche Komponenten eine Spulen anordnung 3 und eine elektrisch leitfähiges Material enthalten de Membran 4 auf, die schematisch angedeutet sind. Bei Beauf schlagung der Spulenanordnung 3 mit Hochspannungsimpulsen hoher Stromstärke wird die Membran 4 stoßartig angetrieben und leitet Stoßwellen in ein an die Membran 4 angrenzendes, nicht darge stelltes akustisches Ausbreitungsmedium ein. Eine Stoßwellen quelle dieser Art ist in der US-PS 46 74 505, deren Inhalt Be standteil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung sein soll, näher beschrieben.In Fig. 1, an electrical high-voltage impulse generator 1 is shown, which is connected to an acoustic shock wave source 2 by means of a triaxial cable 10 designed as a power supply line. The shock wave source 2 is designed in a manner known per se as an electromagnetic shock wave source. As essential components, it has a coil arrangement 3 and an electrically conductive material-containing membrane 4 , which are indicated schematically. When applied to the coil assembly 3 with high-voltage pulses of high current, the membrane 4 is driven in a jerky manner and conducts shock waves into an adjacent to the membrane 4 , not Darge presented acoustic propagation medium. A shock wave source of this type is described in US-PS 46 74 505, the content of which is part of the disclosure of the present application.
Die zur Erzeugung von Stoßwellen erforderlichen Hochspannungs impulse werden mittels des Hochspannungs-Impulsgenerators 1 er zeugt, der einen Hochspannungskondensator 5, eine zur Aufladung des Hochspannungskondensators 5 auf Hochspannung dienende Lade stromquelle 6 und eine Funkenstrecke 7 aufweist. Letztere weist eine Hilfselektrode 8 auf, welche an ein Auslösegerät 9 angeschlossen ist, mit dem eine Einzelauslösung von Stoßwellen, eine periodische Folge von Auslösungen oder auch eine herz- und/oder atemgetriggerte Auslösung von Stoßwellen in an sich bekannter Weise möglich sind.The high-voltage pulses required to generate shock waves are generated by means of the high-voltage pulse generator 1 , which has a high-voltage capacitor 5 , a charging source 6 for charging the high-voltage capacitor 5 to high voltage, and a spark gap 7 . The latter has an auxiliary electrode 8 , which is connected to a trigger device 9 , with which a single triggering of shock waves, a periodic sequence of triggering or also a heart and / or breath-triggered triggering of shock waves are possible in a manner known per se.
Der Hochspannungskondensator 5, die Ladestromquelle 6 und die Funkenstrecke 7 sind in einer solchen Weise miteinander verbun den, daß sich der Hochspannungskondensator 5 bei Zündung der Funkenstrecke 7 unter Abgabe eines Hochspannungsimpulses über das Triaxialkabel 10 in die Spulenanordnung 3 der Stoßwellen quelle 2 entlädt und anschließend eine erneute Aufladung des Hochspannungskondensators 5 mittels der Ladestromquelle 6 er folgt.The high-voltage capacitor 5 , the charging current source 6 and the spark gap 7 are connected to each other in such a way that the high-voltage capacitor 5 discharges when the spark gap 7 is ignited by emitting a high-voltage pulse via the triaxial cable 10 into the coil arrangement 3 of the shock wave source 2 and then one recharge the high-voltage capacitor 5 by means of the charging current source 6 it follows.
Das Triaxialkabel 10 weist einen von zwei konzentrisch angeord neten Außenleitern 11, 12 koaxial umgebenen Innenleiter 13 auf. Dabei verbindet der Innenleiter 13 die eine Elektrode der Fun kenstrecke 7 mit der Spulenanordnung 3 als Hinleiter. Der zwi schen dem Außenleiter 12 und dem Innenleiter 13 befindliche Außenleiter 11 verbindet als Rückleiter die Spulenanordnung 3 mit dem auf Erdpotential liegenden Anschluß des Hochspannungs kondensators 5. Der andere Anschluß des Hochspannungskonden sators 5 ist mit der Ladestromquelle 6 und der anderen Elektro de der Funkenstrecke 7 verbunden. Der Außenleiter 12 ist beid seitig, also sowohl beim Hochspannungs-Impulsgenerator 1 als auch bei der Stoßwellenquelle 2, mit Masse verbunden, wobei auch das Gehäuse des Hochspannungs-Impulsgenerators 1 an Masse liegt.The triaxial cable 10 has one of two concentrically arranged outer conductors 11 , 12 coaxially surrounded inner conductor 13 . The inner conductor 13 connects the one electrode of the spark gap 7 with the coil arrangement 3 as an outgoing conductor. The between the outer conductor 12 and the inner conductor 13 located outer conductor 11 connects as a return conductor, the coil assembly 3 with the ground potential connection of the high voltage capacitor 5th The other connection of the high-voltage capacitor 5 is connected to the charging current source 6 and the other electric de spark gap 7 . The outer conductor 12 is connected to ground on both sides, that is to say both in the case of the high-voltage pulse generator 1 and in the case of the shock wave source 2 , the housing of the high-voltage pulse generator 1 also being connected to ground.
Durch diese Anordnung, die in der EP-A-02 52 397 beschrieben ist, wird erreicht, daß die zur Stoßwellenerzeugung erforder lichen Hochspannungsimpulse von dem Hochspannungs-Impulsgene rator 1 durch ein induktivitätsarmes Koaxialkabel, nämlich das Triaxialkabel 10, übertragen werden. Dabei ist von Vorteil, daß durch den Außenleiter 12 eine potentialfreie Abschirmung vor handen ist, die gleichzeitig die Masseverbindung zwischen dem Hochspannungs-Impulsgenerator 1 und der Stoßwellenquelle 2 her stellt. Hierbei ist wesentlich, daß der die Masseverbindung herstellende Außenleiter 12 nicht stromdurchflossen ist - Rück leiter ist der Außenleiter 11 - und somit nennenswerte Poten tialunterschiede zwischen den Enden des Außenleiters 12 und da mit zwischen dem Gehäuse des Hochspannungs-Impulsgenerators 1 und der Stoßwellenquelle 2 nicht auftreten. Bei dem Triaxial kabel 10 handelt es sich übrigens um ein Kabel, dessen Innen leiter 13 einen aus noch zu erläuternden Gründen schlauchartig ausgeführten Isolierstoffkern 14 koaxial umgibt. Bei dem Innen leiter 13 handelt es sich also nicht um einen Draht oder eine normale Litze. Vielmehr ist der Innenleiter 13 ebenso wie die Außenleiter 11 und 12 als Leiter mit insgesamt kreisförmigem Querschnitt ausgeführt. Der Innenleiter 13 und die Außenleiter 11, 12 können beispielsweise wie schematisch angedeutete als Drahtgeflecht ausgeführt sein. Zwischen dem Innenleiter 13 und dem Außenleiter 11 ist eine Isolierstoffschicht 15 vorgesehen. In entsprechender Weise ist zwischen den Außenleitern 11 und 12 eine weitere Isolierstoffschicht 16 vorhanden. Der Außenleiter 12 ist von einer Außenisolierung 17 umgeben. Infolge der guten Übertragungseigenschaften des Triaxialkabels 10 ist grundsätz lich eine unverfälschte Übertragung der mittels des Hochspan nungs-Impulsgenerators 1 erzeugten Hochspannungsimpulse zu der Stoßwellenquelle 2 möglich. Da jedoch die Stoßwellenquelle 2 mit der Ausgangskapazität des Hochspannungs-Impulsgenerators 1, d. h. dem Hochspannungskondensator 5, einen Schwingkreis bildet, ist eine Umsetzung der Hochspannungsimpulse in Stoßwellen mit hoher Anfangssteilheit nur dann möglich, wenn die induktive Komponente der Impedanz der Stoßwellenquelle gering ist, da nur dann eine kurze Entladestromdauer erzielbar ist.This arrangement, which is described in EP-A-02 52 397, ensures that the high-voltage pulses required for shock wave generation are transmitted from the high-voltage pulse generator 1 by a low-inductance coaxial cable, namely the triaxial cable 10 . The advantage here is that the outer conductor 12 provides a potential-free shield which also provides the ground connection between the high-voltage pulse generator 1 and the shock wave source 2 . It is essential that the ground connection producing the outer conductor 12 is not current-carrying - the back conductor is the outer conductor 11 - and thus significant potential differences between the ends of the outer conductor 12 and since with the housing of the high-voltage pulse generator 1 and the shock wave source 2 do not occur . By the way, the triaxial cable 10 is a cable, the inner conductor 13 of which coaxially surrounds an insulating core 14 which is of tubular construction for reasons yet to be explained. The inner conductor 13 is therefore not a wire or a normal strand. Rather, the inner conductor 13 , like the outer conductors 11 and 12, is designed as a conductor with an overall circular cross section. The inner conductor 13 and the outer conductor 11 , 12 can, for example, be embodied as a wire mesh as schematically indicated. An insulating material layer 15 is provided between the inner conductor 13 and the outer conductor 11 . In a corresponding manner, a further layer of insulating material 16 is present between the outer conductors 11 and 12 . The outer conductor 12 is surrounded by an outer insulation 17 . As a result of the good transmission properties of the triaxial cable 10 , an undistorted transmission of the high-voltage pulses generated by the high-voltage pulse generator 1 to the shock wave source 2 is possible. However, since the shock wave source 2 with the output capacitance of the high-voltage pulse generator 1, that is, the high voltage capacitor 5 forms a resonant circuit, a conversion of the high voltage pulses in shock waves with a high initial slope is only possible when the inductive component of the impedance of the shock wave source is low, since only then a short discharge current duration can be achieved.
Das impulsgeneratorseitige Ende der Bohrung 18 des Isolier stoffkernes 14 ist über eine mit p bezeichnete Leitung mit ei ner Unterdruckquelle, z. B. einer Vakuumpumpe VP verbunden. Das stoßwellenquellenseitige Ende der Bohrung 18 ist mit einer ebenfalls mit p bezeichneten Leitung verbunden, die in den zwischen Spulenanordnung 3 und Membran 4 befindlichen Raum mündet. Es besteht also die Möglichkeit, die Membran 4 mittels Unterdruck in an sich aus der EP-A-01 88 750 bekannter Weise an die Spulenanordnung 3 anzusaugen, ohne daß hierzu eine beson dere Unterdruckleitung erforderlich ist.The pulse generator side end of the bore 18 of the insulating core 14 is via a line labeled p with egg ner negative pressure source, for. B. connected to a vacuum pump VP. The end of the bore 18 on the shock wave source side is connected to a line, likewise designated p, which opens into the space between the coil arrangement 3 and the membrane 4 . So there is the possibility of sucking the membrane 4 by means of vacuum in a manner known per se from EP-A-01 88 750 to the coil arrangement 3 , without this requiring a special vacuum line.
In Fig. 2 ist eine induktivitätsarm ausgebildete Stoßwellen quelle dargestellt. Deren Spulenanordnung 3 weist eine einzige Wicklung mit spiralförmig angeordnete Windungen 19 auf, die auf einer ebenen Auflagefläche 20 eines kreisscheibenförmigen Iso lators 21 aufliegen und an dieser befestigt sind. Zu diesem Zweck ist der zwischen den Windungen 19 befindliche Raum in aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter Weise mit einem elektrisch isolierenden Gießharz ausgefüllt. Die Spulen anordnung kann auch mehrere parallel oder in Serie geschaltete Wicklungen aufweisen.In Fig. 2 a low inductance shock wave source is shown. Their coil arrangement 3 has a single winding with spirally arranged turns 19 which rest on a flat bearing surface 20 of a circular disk-shaped isolator 21 and are fastened thereto. For this purpose, the space between the turns 19 is filled with an electrically insulating resin in a manner not shown for reasons of clarity. The coil arrangement can also have a plurality of windings connected in parallel or in series.
Der Spulenanordnung 3 gegenüberliegend und von dieser durch eine Isolierfolie 22 getrennt ist die insgesamt mit 4 bezeich nete ebene kreisförmige Membran angeordnet, die als Schichtkör per ausgebildet ist. Dieser weist einen aus einem elastisch nachgiebigen Material, beispielsweise Gummi, bestehenden plat tenförmigen Grundkörper 23 auf, auf dessen der Spulenanordnung 3 zugewandten Seite als elektrisch leitfähiger Abschnitt eine Metallfolie 24, die aus einem elektrisch gut leitenden Metall, beispielsweise Kupfer oder Silber, besteht, z. B. durch Kleben befestigt ist. Bei Beaufschlagung der Spulenanordnung 3 mit einem Hochspannungsimpuls werden in die Metallfolie 24 die dem Strom in der Spulenanordnung 3 entgegengesetzten Ströme indu ziert, die zum Antrieb der Membran 4 erforderlich sind. Auf der der Spulenanordnung 3 abgewandten Seite des Grundkörpers 23 weist die Membran 4 eine elektrisch leitfähige Beschichtung 25 auf, die beispielsweise durch eine durch Kleben mit dem Grund körper 23 verbundene Metallfolie gebildet sein kann. Sowohl die Metallfolie 24 als auch die Beschichtung 25 sind von den An schlüssen der Spulenanordnung 3 elektrisch isoliert. Auf die von der Metallfolie 24 durch den Grundkörper 23 elektrisch isolierte Beschichtung 25 ist eine Lage 26 eines kavitations festen Werkstoffes, beispielsweise Gummi, aufgebracht, die die Beschichtung 25 vor Beschädigungen infolge von Kavitationser scheinungen schützt. Mit der Lage 26 des kavitationsfesten Werkstoffes grenzt die Membran 4 an ein in einem Gehäuse 27 aufgenommenes flüssiges akustisches Ausbreitungsmedium 28 für die Stoßwellen, beispielsweise Wasser, an. Die Metallfolie 24 ist von dem Gehäuse 27 elektrisch isoliert.Opposite the coil arrangement 3 and separated from it by an insulating film 22 , the total designated 4 planar circular membrane is arranged, which is designed as a layer body. This has a made of an elastically resilient material, such as rubber, plat-shaped base 23 , on the side facing the coil assembly 3 as an electrically conductive portion, a metal foil 24 , which consists of an electrically highly conductive metal, such as copper or silver, z . B. is fixed by gluing. Upon action of the coil assembly 3 with a high voltage pulse in the metal foil 24, the current opposite in the coil assembly 3 streams are indu sheet that are required for driving the diaphragm. 4 On the side of the base body 23 facing away from the coil arrangement 3 , the membrane 4 has an electrically conductive coating 25 , which can be formed, for example, by a metal foil connected to the base body 23 by gluing. Both the metal foil 24 and the coating 25 are electrically isolated from the connections to the coil arrangement 3 . A layer 26 of a cavitation-resistant material, such as rubber applied to the metal foil 24 is electrically insulated by the base body 23 coating 25 that protects 25 phenomena from damage due to Kavitationser the coating. With the layer 26 of the cavitation-resistant material, the membrane 4 adjoins a liquid acoustic propagation medium 28 accommodated in a housing 27 for the shock waves, for example water. The metal foil 24 is electrically insulated from the housing 27 .
Das innere Ende 29 der Wicklung der Spulenanordnung 3 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem elektrisch leitenden, rotationssymmetrischen Metallrohr 30 als Kontaktteil verlötet, das als Stromzuleitung dient und dessen Mittelachse der Mittel achse M der Stoßwellenquelle entspricht. Das äußere Ende 31 der Wicklung der Spulenanordnung 3 ist durch eine in einem die Spu lenanordnung 3 umgebenden erhöhten Rand 32 des Isolators 21 vorgesehene Nut 33 radial nach außen geführt und mit einer elektrisch leitenden Metallkapsel 34 in nicht dargestellter Weise verlötet, die eine etwa topfförmige Gestalt aufweist und die Stoßwellenquelle mit Ausnahme der Membran 4 im wesentlichen umschließt. Die Kapsel 34, die ebenso wie die Stoßwellenquelle selbst zur Mittelachse M der Stoßwellenquelle im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, dient als Stromrücklei tung.The inner end 29 of the winding of the coil assembly 3 is soldered in a manner not shown with an electrically conductive, rotationally symmetrical metal tube 30 as a contact part, which serves as a power supply line and whose central axis corresponds to the central axis M of the shock wave source. The outer end 31 of the winding of the coil assembly 3 is guided by a lena order in a SPU 3 surrounding raised rim 32 of the insulator 21 provided groove 33 radially outwards and soldered to a electrically conductive metallic capsule 34 in a manner not shown, a substantially cup-shaped configuration has and the shock wave source with the exception of the membrane 4 essentially encloses. The capsule 34 , which, like the shock wave source itself, is essentially rotationally symmetrical with respect to the central axis M of the shock wave source, serves as a current return line.
Das aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise Metall, gebildete Gehäuse 27 ist ebenfalls im wesentlichen rotations symmetrisch zur Mittelachse M der Stoßwellenquelle ausgebildet und weist ein Rohrteil 27a und ein Bodenteil 27b auf. Das Ge häuse 27 umschließt unter Zwischenfügung eines Isolierteiles 35, das das Gehäuse 27 und die Kapsel 34 elektrisch voneinander isoliert, die Stoßwellenquelle einschließlich der Kapsel 34 mit Ausnahme der Membran 4 im wesentlichen. Dabei besteht infolge des Umstandes, daß das Rohrteil 27a an der Beschichtung 25 an liegt, eine elektrisch leitende Verbindung des Gehäuses 27 mit der Beschichtung 25, die die gesamte von der Spulenanordnung 3 abgewandte Seite des Grundkörpers 23 der Membran bedeckt.The housing 27 formed from electrically conductive material, for example metal, is also essentially rotationally symmetrical to the central axis M of the shock wave source and has a tubular part 27 a and a bottom part 27 b. The Ge housing 27 encloses with the interposition of an insulating member 35 , which electrically insulates the housing 27 and the capsule 34 from each other, the shock wave source including the capsule 34 with the exception of the membrane 4 substantially. As a result of the fact that the tubular part 27 a lies on the coating 25 , there is an electrically conductive connection of the housing 27 with the coating 25 , which covers the entire side of the base body 23 of the membrane facing away from the coil arrangement 3 .
Die Kapsel 34 weist einen zentralen zu der Mittelachse M der Stoßwellenquelle rotationssymmetrischen, metallischen Ansatz 36 auf, der das Metallrohr 30 koaxial umgibt. Der durch Löten mit dem Boden der Kapsel 34 verbundene Ansatz 36 ist durch ein rohrförmiges Isolierteil 37 von dem Metallrohr 30 getrennt. Das Gehäuse 27 weist ein metallisches Anschlußteil 38 auf, das rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial zu dem Ansatz 36 angeordnet ist, den es umgibt. Das Anschlußteil 38, das mit dem Bodenteil 27b des Gehäuses 27 durch Löten verbunden ist, ist von dem Ansatz 36 durch ein weiteres rohrförmiges Isolierteil 39 getrennt.The capsule 34 has a metallic attachment 36 that is rotationally symmetrical to the central axis M of the shock wave source and coaxially surrounds the metal tube 30 . The attachment 36, which is connected to the base of the capsule 34 by soldering, is separated from the metal tube 30 by a tubular insulating part 37 . The housing 27 has a metallic connecting part 38 which is rotationally symmetrical and is arranged coaxially to the extension 36 which it surrounds. The connecting part 38 , which is connected to the bottom part 27 b of the housing 27 by soldering, is separated from the extension 36 by a further tubular insulating part 39 .
Das Metallrohr 30, der Ansatz 36 und das Anschlußteil 38 bilden zusammen mit den Isolierteilen 37 und 39 die Buchse einer drei poligen koaxialen Steckverbindung, die dazu dient, das den Hochspannungs-Impulsgenerator 1 mit der Stoßwellenquelle ver bindende Triaxialkabel 10, das in nicht dargestellter Weise an seinem Ende mit einem entsprechenden Stecker versehen ist, an die Stoßwellenquelle anschließen zu können. So wie dies in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, ist der als Hinleiter dienende Innenleiter 13 mit dem Metallrohr 30, der als Rückleiter die nende Außenleiter 11 mit dem Ansatz 36 und der als Abschirmung dienende Außenleiter 13 mit dem Anschlußteil 38 elektrisch lei tend verbunden. Die Bohrung 18 des Isolierstoffkernes 14 des Triaxialkabels 10 steht mit der Bohrung des Metallrohres 30 in Verbindung, die in eine entsprechende Bohrung 40 der Isolier folie 22 mündet. Auf diese Weise ist es möglich, die Membran 4 in der bereits erwähnten Weise an die Spulenanordnung 3 anzu saugen. Die Verbindung des Metallrohres 30 mit der Vakuumpumpe VP ist in Fig. 2 durch einen mit dem Bezugszeichen p bezeichne ten Pfeil angedeutet, der in der Bohrung des Metallrohres 33 endet.The metal tube 30 , the approach 36 and the connecting part 38 together with the insulating parts 37 and 39 form the socket of a three-pin coaxial connector, which serves to bind the high-voltage pulse generator 1 with the shock wave ver binding triaxial cable 10 , which is not shown is provided at its end with a corresponding plug to be able to connect to the shock wave source. As indicated schematically in Fig. 2, the inner conductor 13 serving as an outgoing conductor is connected to the metal tube 30 , the end conductor 11 used as the return conductor with the extension 36 and the outer conductor 13 serving as a shield with the connecting part 38 is electrically connected. The bore 18 of the insulating core 14 of the triaxial cable 10 is connected to the bore of the metal tube 30 , which opens into a corresponding bore 40 of the insulating film 22 . In this way, it is possible to suck the membrane 4 to the coil arrangement 3 in the manner already mentioned. The connection of the metal tube 30 with the vacuum pump VP is indicated in Fig. 2 by an arrow denoted by the reference symbol p th, which ends in the bore of the metal tube 33 .
Die aus Spulenanordnung 3, Membran 4, Isolierfolie 22, Isolator 21 und Kapsel 34 gebildete Baugruppe ist zwischen einem Absatz in der Bohrung des Rohrteiles 27a und dem Bodenteil 27b mit Hilfe von Schrauben 41, von denen nur die Mittellinien darge stellt sind, derart eingepreßt, daß die Membran 4 längs ihres Randes eingespannt ist. Um den zwischen der Membran 4 der Spu lenanordnung 3 befindlichen Raum in der beschriebenen Weise mit Unterdruck beaufschlagen zu können, sind ein an der Membran 4 anliegender Dichtring 42 und ein zwischen der Kapsel 34 und dem Isolator 21 vorgesehener Dichtring 43 vorhanden. Ein Dichtring zwischen dem Isolierteil 35 und dem Rohrteil 27a ist nicht er forderlich, da das Isolierteil 35 auch Dichtungsfunktion über nimmt.The assembly formed from coil assembly 3 , membrane 4 , insulating film 22 , insulator 21 and capsule 34 is between a paragraph in the bore of the tubular part 27 a and the bottom part 27 b with the aid of screws 41 , of which only the center lines are shown, such pressed in that the membrane 4 is clamped along its edge. In order to be able to apply a vacuum to the space between the membrane 4 of the coil assembly 3 in the manner described, a sealing ring 42 abutting against the membrane 4 and a sealing ring 43 provided between the capsule 34 and the insulator 21 are provided. A sealing ring between the insulating part 35 and the tubular part 27 a is not necessary, since the insulating part 35 also has a sealing function.
Als wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Stoßwellen quelle sind zu nennen:As essential advantages of the shock waves according to the invention The sources are:
- 1. Infolge des die Stoßwellenquelle umgebenden Gehäuses 27 und der mit diesem elektrisch leitend verbundenen Beschichtung 25 der Membran 4, die mit einem Abschirmpotential, nämlich Masse, verbunden sind, ist eine wirksame Abschirmung der Stoßwellenquelle gegeben, so daß die Abstrahlung von Stö rungen weitestgehend unterbunden ist.1. As a result of the housing 27 surrounding the shock wave source and the coating 25 of the membrane 4 that is electrically conductively connected to it, which are connected to a shielding potential, namely ground, there is an effective shielding of the shock wave source, so that the radiation of disturbances is largely prevented is.
- 2. Mit Ausnahme der Spulenanordnung 3 weist die Stoßwellen quelle insbesondere im Bereich der Stromzuleitung (Metall rohr 30) und der Stromrückleitung (Kapsel 34) einen rota tionssymmetrischen und koaxialen Aufbau auf, so daß die induktive Komponente der Impedanz der Stoßwellenquelle denkbar gering, die Entladestromdauer entsprechend kurz und die Charakteristik der erzeugten Stoßwellen entsprechend günstig ist.2. With the exception of the coil arrangement 3 , the shock wave source, in particular in the area of the power supply line (metal tube 30 ) and the power return line (capsule 34 ), has a rotationally symmetrical and coaxial structure, so that the inductive component of the impedance of the shock wave source is extremely low, the discharge current duration accordingly short and the characteristic of the shock waves generated is correspondingly favorable.
- 3. Das Metallrohr 30, der Ansatz 36 der Kapsel 34 und das An schlußteil 38 des Gehäuses 27 bilden eine koaxiale Steckver bindung, die auf einfache und induktivitätsarme Weise den Anschluß eines die Stoßwellenquelle mit einem Hochspan nungs-Impulsgenerator verbindenden Triaxialkabels gestatten.3. The metal tube 30 , the neck 36 of the capsule 34 and the connection part 38 of the housing 27 form a coaxial connector which allows the connection of a shock wave source with a high voltage pulse generator connecting triaxial cable in a simple and low-inductance manner.
- 4. Das als Stromzuleitung dienende Metallrohr 30 wird zugleich zur Beaufschlagung des zwischen der Spulenanordnung 3 und der Membran 4 befindlichen Raumes mit Unterdruck verwendet, was zu einer beachtlichen Reduzierung des in diesem Zusam menhang entstehenden konstruktiven Aufwandes führt.4. The metal pipe 30 serving as a power supply line is also used to pressurize the space between the coil arrangement 3 and the membrane 4 with negative pressure, which leads to a considerable reduction in the design effort involved in this connection.
Anders als im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles ist ein koaxialer Aufbau der Stoßwellenquelle nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Abschirmwir kung auch bei hinsichtlich der Anschlüsse für die Spulenanord nung konventionell aufgebauten Stoßwellenquellen realisiert werden, sofern die Membran als Schichtkörper mit einer mit einem auf Abschirmpotential liegenden Gehäuse elektrisch leit fähig verbundenen Beschichtung ausgebildet ist. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Beschichtung muß nicht notwendigerweise wie im Falle des Ausführungsbei spieles dadurch hergestellt werden, daß beide aneinander an liegen.It is different than in the case of the exemplary embodiment described a coaxial structure of the shock wave source is not essential required. Rather, the shielding according to the invention can be used also with regard to the connections for the coil arrangement conventionally constructed shock wave sources provided that the membrane as a laminate with a an electrically conductive housing with shielding potential capable connected coating is formed. The electric conductive connection between the housing and the coating need not necessarily as in the case of execution game can be made in that both of each other lie.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90118600 | 1990-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4130780A1 true DE4130780A1 (en) | 1992-04-02 |
Family
ID=8204520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19914130780 Withdrawn DE4130780A1 (en) | 1990-09-27 | 1991-09-16 | Electrically-driven acoustic shock wave source - has screening housing coupled to conductive coating of moving membrane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4130780A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4315282A1 (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-17 | Siemens Ag | Use of an acoustic pressure pulse source |
-
1991
- 1991-09-16 DE DE19914130780 patent/DE4130780A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4315282A1 (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-17 | Siemens Ag | Use of an acoustic pressure pulse source |
| DE4315282C2 (en) * | 1993-05-07 | 1999-10-07 | Siemens Ag | Use of an acoustic pressure pulse source |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
| 8141 | Disposal/no request for examination |