DE4130798A1 - Stosswellenquelle fuer akustische stosswellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßwelle für akustische Stoßwellen, aufweisend ein zur Stoßwellenerzeugung stoßartig antreibbares bewegliches Element und ein mit diesem elektro­ magnetisch in Wechselwirkung stehendes ortsfestes Element.

Derartige Stoßwellenquellen finden beispielsweise in der Medi­ zin Verwendung, wo sie zur nichtinvasiven Zertrümmerung von Konkrementen, zur Behandlung von pathologischen Gewebeverände­ rungen oder zur Behandlung von Knochenleiden eingesetzt werden.

Eine Stoßwellenquelle der eingangs genannten Art ist in der EP-A-01 88 750 beschrieben. Diese Stoßwellenquelle weist als ortsfestes Element eine an einem Isolierstoffkörper angebrachte Spulenanordnung und als bewegliches Element eine dieser gegen­ über liegend angeordnete Membran aus elektrisch leitfähigem Material auf. Wird die Spulenanordnung mit einem Hochspannungs­ impuls beaufschlagt, werden Ströme in die Membran induziert, die dem in der Spulenanordnung fließenden Strom entgegenge­ richtet sind. Infolge der durch den Stromfluß in der Spulenan­ ordnung bzw. der Membran entstehenden entgegengesetzten Magnet­ felder 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 Kompres­ sionseigenschaften zu einer Stoßwelle aufstellt. Im folgenden wird der Einfachheit halber stets von Stoßwellen gesprochen. Die Stoßwelle wird, falls dies erforderlich ist, durch ge­ eignete Fokussierungsmittel, z. B. eine akustische Linse, oder durch geeignete Formgebung der Stoßwellenquelle, z. B. kugel­ kalottenförmige Ausbildung von Membran und Spulenanordnung, auf eine Fokuszone konzentriert. Stoßwellenquelle und zu beschal­ lendes Objekt werden in geeigneter Weise akustisch miteinander gekoppelt und relativ zueinander derart ausgerichtet, daß sich der zu beschallende Bereich in der Fokuszone befindet.

Im Falle der bekannten Stoßwellenquelle ist die Spulenanordnung durch eine Flachspule mit spiralförmig angeordneten Windungen gebildet, die mit einem Isolierstoffkörper durch Kleben verbun­ den sind. Da infolge der zwischen der Spulenanordnung und der Membran bei der Stoßwellenerzeugung wirkenden Abstoßungskräfte auch Druckwellen in dem Isolierstoffkörper erzeugt werden, die an dessen von der Spulenanordnung abgewandten Rückseite unter Vorzeichenumkehr als Zugwellen reflektiert werden, ist die Kle­ beverbindung zwischen Spule und Isolierstoffkörper mechanisch hoch beansprucht. Es besteht daher die Gefahr, daß sich die Spulenanordnung von dem Isolierstoffkörper löst, mit der Folge, daß die Wärmeabfuhr von der Spule in den Isolierstoffkörper ge­ stört wird und nur noch Stoßwellen stark vermindernden Spitzen­ druckes erzeugt werden können. Schließlich besteht sogar die Gefahr einer Zerstörung von Spulenanordnung und Membran durch elektrische Durchschläge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßwellenquelle so auszubilden, daß Beschädigungen der Stoßwellenquelle und insbesondere der Spulenanordnung durch an der Rückseite des ortsfesten Elementes reflektierte Druckwellen ausgeschlossen ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Stoßwellen­ quelle mit einem zur Stoßwellenerzeugung stoßartig antreibbaren beweglichen Element und einem mit diesem elektromagnetisch in Wechselwirkung stehenden ortsfesten Element gelöst, welche als bewegliches Element eine eine elektrische Spulenanordnung ent­ haltende Membran und als ortsfestes Element ein der Spulenan­ ordnung gegenüberliegend angeordnetes Teil aufweist, welches elektrisch leitfähiges Material enthält. Anders als beim Stand der Technik werden also im Falle der erfindungsgemäßen Stoß­ wellenquelle bei Beaufschlagung der Spulenanordnung Ströme in ein stationäres Teil induziert, mit der Folge, daß die in die Membran integrierte Spulenanordnung zusammen mit der Membran von dem als ortsfestes Element vorgesehenen Teil abgestoßen wird. Auch in diesem Falle werden in das ortsfeste Element Druckwellen eingeleitet, die an dessen Rückseite als Zugwellen reflektiert werden. Da jedoch die Spulenanordnung als Bestand­ teil der Membran nicht mehr mit dem ortsfesten Element verbun­ den ist, können die Zugwellen, die übrigens an der der Membran benachbarten Vorderseite des stationären Teiles unter Vorzei­ chenumkehr erneut reflektiert werden, keinen Schaden anrichten. Eine die Spulenanordnung enthaltende Membran läßt sich auf technisch einfache und kostengünstige Weise realisieren, wenn die Membran ein Isolierstoffteil aufweist, das die als elek­ trisch leitfähige Schicht ausgebildete Wicklung trägt. Eine derartige Membran kann auf fotochemischem Wege ähnlich wie eine gedruckte Schaltung aus einer mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise einer Kupferschicht, kaschierten Kunst­ stoffolie oder -platte hergestellt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Spulenanordnung mehrere elektrisch voneinander isolierte und parallelgeschaltete Wicklungen aufweist und daß die Membran eine Anzahl von Schichten aufweist, denen jeweils eine Wicklung zugeordnet ist. Durch den geschichteten Aufbau der in der Membran enthaltenen Spulenanordnung ergibt sich eine verbesserte elektromagnetische Wechselwirkung mit dem orts­ festen Element, die auf einem günstigeren, insbesondere streu­ ungsärmeren Verlauf der magnetischen und elektrischen Feld­ linien beruht. Die verbesserte elektromagnetische Wechselwir­ kung äußert sich in einer Steigerung der zwischen der in der Membran enthaltenen Spulenanordnung und dem ortsfesten Element auftretenden Abstoßungskräfte, so daß sich ein verbesserter Wirkungsgrad bei der Wandlung von elektrischer Energie in aku­ stische Stoßenergie ergibt. Eine weitere Verbesserung der elek­ tromagnetischen Wechselwirkung und damit des Wirkungsgrades ist möglich, wenn die Windungen der Wicklung einer Schicht der Spu­ lenanordnung die Zwischenräume zwischen den Windungen der Wick­ lung wenigstens der unmittelbar benachbarten Schicht zumindest teilweise überlappen. Hierdurch wird erreicht, daß die Spulen­ anordnung ein sehr homogenes und auch streuungsarmes elektro­ magnetisches Feld erzeugt. Eine weitere Verminderung der In­ homogenitäten des mittels der Spulenanordnung erzeugten elek­ tromagnetischen Feldes und damit eine nochmalige Steigerung des Wirkungsgrades lassen sich erzielen, wenn die Windungen der Wicklungen mehrerer aufeinanderfolgender Schichten spiralförmig angeordnet sind und die Wicklungen der Schichten derart ver­ setzt zueinander angeordnet sind, daß die Windungen der Wick­ lung einer Schicht den zwischen den Windungen der Wicklung der unmittelbar benachbarten Schicht befindlichen spiralförmigen Zwischenraum überlappen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das ortsfeste Element wenigstens in seinem der Spulen­ anordnung benachbarten Bereich das elektrisch leitfähige Mate­ rial in Form von in mehreren Schichten angeordneten, elektrisch voneinander isolierten elektrisch leitfähigen Abschnitten ent­ hält. Ähnlich wie im Falle der Spulenanordnung wird auch bei dem ortsfesten Element durch den geschichteten Aufbau eine ver­ besserte elektromagnetische Wechselwirkung erzielt, mit der Folge, daß höhere Abstoßungskräfte erzeugt werden und sich ein besserer Wirkungsgrad ergibt. Dabei läßt sich im Interesse der Vermeidung von Spannungsüberschlägen zwischen der Spulenanord­ nung und dem in dem ortsfesten Element enthaltenen elektrisch leitfähigen Material eine Verbesserung der elektrischen Span­ nungsfestigkeit der Stoßwellenquelle erzielen, wenn gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektrisch leit­ fähigen Abschnitte einer Schicht die Zwischenräume zwischen den elektrisch leitfähigen Abschnitten wenigstens der unmittelbar benachbarten Schicht zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise wird eine kapazitive Koppelung der elektrisch leitfähigen Abschnitte untereinander erreicht, mit der Folge, daß sich die gesamte Betriebsspannung der Stoßwellenquelle gleichmäßig in Potentialdifferenzen zwischen den einzelnen elektrisch leit­ fähigen Abschnitten aufteilt. Die zwischen den elektrisch leit­ fähigen Abschnitten untereinander sowie zwischen den elektrisch leitfähigen Abschnitten und den jeweils benachbarten Bereichen der Spulenanordnung vorliegenden Potentialdifferenzen sind also vergleichsweise gering, so daß die Gefahr von Spannungsüber­ schlägen praktisch ausgeschlossen ist. Unter Umständen ist so­ gar eine Verringerung des Abstandes zwischen der in der Membran enthaltenen Spulenanordnung und dem in dem ortsfesten Element enthaltenen elektrisch leitfähigen Material mit dem Vorteil einer weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades möglich. Eine besonders gute kapazitive Koppelung und damit besonders gleich­ mäßige Potentialdifferenzen lassen sich erzielen, wenn mehrere aufeinanderfolgende Schichten elektrisch leitfähige Abschnitte in Form von konzentrischen Ringen aufweisen und die konzentri­ schen Ringe der Schichten derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß die konzentrischen Ringe einer Schicht die ringför­ migen Zwischenräume zwischen den konzentrischen Ringen der un­ mittelbar benachbarten Schicht überlappen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen in schematischer Darstel­ lung:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stoß­ wellenquelle,

Fig. 2 eine Ansicht der die Spulenanordnung enthaltenden Mem­ bran der Stoßwellenquelle nach Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise Ansicht des stationären Elementes der Stoßwellenquelle gemäß Fig. 1, und

Fig. 4 und 5 Details von Varianten der erfindungsgemäßen Stoß­ wellenquelle in grob schematischer Darstellung.

Die erfindungsgemäße Stoßwellenquelle weist ein nur teilweise dargestelltes etwa rohrförmiges Gehäuse 1 auf, das einen mit einer Flüssigkeit als akustisches Ausbreitungsmedium für die Stoßwellen gefüllten Raum 3 enthält und an seinem einen Ende durch eine Membran 2 abgeschlossen ist. Die Membran 2 enthält eine Spulenanordnung 4 mit spiralförmig angeordneten Windungen. Die Membran 2 mit der Spulenanordnung 4 ist unter Zwischen­ fügung einer Isolierfolie 5 einem kreisscheibenförmigen statio­ nären Teil 6 gegenüber liegend angeordnet, das elektrisch leit­ fähiges Material enthält. Das stationäre Teil 6 ist in einer Kappe 8 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. Keramik, aufgenommen. Die Membran 2 mit der Spulenanordnung 4, die Iso­ lierfolie 5 und die den stationären Teil 7 enthaltende Kappe 8 sind mittels Schrauben 9 an dem Gehäuse 1 derart befestigt, daß der Rand der Membran 2 und der Isolierfolie 5 zwischen der Kap­ pe 8 und dem Gehäuse 1 eingespannt sind. Die Spulenanordnung 4 ist über Leiter 10 und 11, die durch Bohrungen in der Kappe 8 nach außen treten, an eine schematisch dargestellte Hochspan­ nungsversorgung 13 angeschlossen, die die Spulenanordnung 4 zur Erzeugung von Stoßwellen mit Hochspannungsimpulsen beauf­ schlagt. Infolge der hierbei durch die Spulenanordnung 4 fließenden impulsartigen Ströme werden entgegengesetzt gerichtete Ströme in das elektrisch leitfähige Material des stationären Teiles 7 induziert. In Begleitung dieser Ströme treten ent­ gegengesetzte Magnetfelder auf, so daß die Membran 2 mit der Spulenanordnung 4 schlagartig von dem stationären Teil 7 abge­ stoßen wird, was zur Ausbildung einer Stoßwelle in der Flüs­ sigkeit im Raum 3 führt.

Im Falle der erfindungsgemäßen Stoßwellenquelle ist die Membran 2 als Multilayerstruktur ausgeführt und enthält als Spulenan­ ordnung 4 mehrere, nämlich drei voneinander elektrisch isolier­ te und parallelgeschaltete Wicklungen 14a, 14b, 14c, die in einer entsprechenden Anzahl von Schichten, also drei Schichten, angeordnet sind. In den Fig. 1 und 2 sind aus Gründen der Ober­ sichtlichkeit jeweils nur die innersten und äußersten Windungen der Wicklungen 14a, 14b, 14c mit Bezugszeichen versehen, wobei die innersten Windungen die Bezugszeichen 15a, 15b, 15c und die äußersten Windungen die Bezugszeichen 16a, 16b, 16c tragen. Bei der Wicklung 14a handelt es sich um die dem stationären Teil 7 unmittelbar benachbarte Wicklung. Die Wicklung 14c ist die von dem stationären Teil 7 entfernteste Wicklung. Sämtliche Windun­ gen der Wicklungen 14a, 14b, 14c sind mit der im wesentlichen konstanten Breite B ausgeführt. Dabei sind die Wicklungen 14a, 14b, 14c der einzelnen Schichten derart versetzt zueinander angeordnet, daß die Windungen der Wicklung einer Schicht den zwischen den Windungen der Wicklung der unmittelbar benachbar­ ten Schicht befindlichen spiralförmigen Zwischenraum vollstän­ dig überlappen. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispie­ les ist die Anordnung der Schichten derart gewählt, daß an be­ liebigen Stellen der Spulenanordnung 4 der mittlere Krümmungs­ radius des jeweiligen spiralförmigen Zwischenraumes dem mittle­ ren Krümmungsradius der den spiralförmigen Zwischenraum an der betrachteten Steile überlappenden Windung entspricht, so wie dies anhand der mittleren Krümmungsradien r und R in Fig. 2 für eine Stelle der Spulenanordnung 4 beispielhaft dargestellt ist. Die Windungen der einzelnen Wicklungen 14a, 14b, 14c sind aus Metallfolie, beispielsweise Kupfer- oder Silberfolie, gebildet. Die Windungen 14a, 14 und 14c sind Jeweils auf der dem statio­ nären Teil 7 zugewandten Seite von Isolierstoffolien 17a, 17b und 17c angebracht. Die Verbindung der Wicklungen 14a, 14b, 14c mit den Isolierstoffolien 17a, 17b und 17c kann beispielsweise durch Kleben erfolgen. Die Isolierstoffolien 17a, 17b und 17c mit den jeweils darauf angebrachten Wicklungen 14a, 14b, 14c sind miteinander flächenhaft, beispielsweise durch Kleben, verbunden.

Die Wicklungen 14a, 14b, 14c der Spulenanordnung 4 sind paral­ lelgeschaltet. Zu diesem Zweck sind die innersten und äußersten Windungen 15a, 15b, 15c bzw. 16a, 16b, 16c der Wicklungen 14a, 14b, 14c mit Kontaktfahnen 18a, 18b, 18c bzw. 19a, 19b, 19c versehen. Diese sind von einer sich auch durch die Isolier­ stoffolien 17a, 17b, 17c erstreckenden Bohrung 20 bzw. 21 durchsetzt. Die Bohrungen 26 und 27 sind in aus der Leiterplat­ tentechnologie im Zusammenhang mit mehrlagigen gedruckten Schaltungen bekannter Weise "durchkontaktiert" so daß die Wicklungen 14a, 14b, 14c jeweils im Bereich ihrer Kontaktfahnen 18a, 18b, 18c bzw. 19a, 19b, 19c elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Eine weitere Isolierstoffolie 17d ist auf ihrer dem stationären Teil 7 zugewandten Seite mit einem vom Zentrum der Membran radial auswärts verlaufenden aus Metallfolie gebil­ deten Leiterbahn 22 versehen, die ebenfalls von der durchkon­ taktierten Bohrung 20 durchsetzt ist. Radial außerhalb der äußersten Windungen 16a, 16b, 16c erstreckt sich eine durch­ kontaktierte Bohrung 31 durch die Isolierstoffolien 17a, 17b, 17c, 17d in die der Leiter 11 eingelötet ist. Der Leiter 10 ist in die Bohrung 21 eingelötet.

Von der Leiterbahn 22 durch die Isolierstoffolie 17d getrennt ist eine elektrisch leitfähige Beschichtung 23, beispielsweise eine mit der Isolierstoffolie 17d verklebte Metallfolie, vor­ gesehen, die im wesentlichen die gesamte Isolierstoffolie 17d bedeckt. Die Beschichtung 23 ist auf ihrer dem akustischen Aus­ breitungsmedium zugewandten Seite mit einer Lage 24 eines kavi­ tationsfesten Werkstoffes, beispielsweise Gummi, versehen, wo­ bei die Lage 24 mit der Beschichtung 23 beispielsweise durch eine Klebung verbunden sein kann. Um die im Betrieb der Stoß­ wellenquelle abgestrahlten Störungen zu vermindern, ist die Be­ schichtung 23 mit einem Abschirmpotential, nämlich Erdpotential 25 verbunden, wobei im Falle des dargestellten Ausführungsbei­ spieles in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise der eine Anschluß der Hochspannungsversorgung 13 auf Erdpotential liegt.

Auch das stationäre Element 7 ist in seinem der Spulenanordnung 4 benachbarten Bereich 26 als Multilayerstruktur ausgeführt, die eine Vielzahl von voneinander elektrisch isolierten elek­ trisch leitfähigen Abschnitten enthält, welche in mehreren Schichten, im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels drei Schichten, angeordnet sind. Der als Multilayerstruktur ausge­ führte Bereich 26 des stationären Teiles 7 ist beispielsweise durch Kleben mit einem aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise Kupfer, gebildeten Grundkörper 27 des stationä­ ren Teiles 7 verbunden. In den Fig. 1 und 3 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur die innersten und äußersten leitfähigen Abschnitte der einzelnen Schichten mit Bezugszei­ chen versehen, wobei die innersten die Bezugszeichen 28a, 28b, 28c und die äußersten die Bezugszeichen 29a, 29b, 29c tragen. Bei den Abschnitten 28a, 29a handelt es sich um leitfähige Ab­ schnitte der Spulenanordnung 4 unmittelbar benachbarten Schicht. Die Abschnitte der von der Spulenanordnung 4 entfern­ testen Schicht sind mit 28c und 29c bezeichnet. Sämtliche leit­ fähigen Abschnitte mit Ausnahme des innersten Abschnittes 28b der mittleren Schicht, der von kreisförmiger Gestalt ist, sind als in bezug auf die Mittelachse M der Stoßwellenquelle konzen­ trische Ringe von im wesentlichen gleicher Breite b ausgeführt. Dabei sind die leitfähigen Abschnitte der einzelnen Schichten derart versetzt zueinander angeordnet, daß die konzentrischen Ringe einer Schicht die ringförmigen Zwischenräume zwischen den leitfähigen Abschnitten der unmittelbar benachbarten Schicht Jeweils vollständig überlappen. Im Falle des dargestellten Aus­ führungsbeispieles ist die Anordnung der Schichten derart ge­ wählt, daß der mittlere Durchmesser eines ringförmigen Zwi­ schenraumes der Mittel des den entsprechenden ringförmigen Zwischenraum überlappenden leitfähigen Abschnittes entspricht, so wie dies anhand der mittleren Durchmesser d und D in Fig. 1 für einen Zwischenraum und einen elektrischen leitfähigen Ab­ schnitt beispielhaft dargestellt ist. Die leitfähigen Abschnit­ te sind aus Metallfolie, beispielsweise Kupfer- oder Silber­ folie, gebildet und jeweils auf der der Spulenanordnung 4 zu­ gewandten Seite von Isolierstoffolien 30a, 30b und 30c, bei­ spielsweise durch Kleben, angebracht. Die einzelnen aus den Isolierstoffolien 30a, 30b, 30c mit den jeweils darauf ange­ brachten elektrisch leitfähigen Abschnitten gebildeten Schich­ ten sind miteinander flächenhaft, beispielsweise durch Kleben verbunden.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels sind die Wick­ lungen 14a und 14c der dem stationären Teil 7 unmittelbar be­ nachbarten und der von dieser entferntesten Schicht der Membran 2 deckungsgleich angeordnet. Dies ist in Fig. 2, die eine An­ sicht der dem stationären Teil 7 zugewandten Seite der Membran 2 zeigt, dadurch veranschaulicht, daß die in ausgezogenen Lini­ en dargestellte Wicklung 14a auch mit den zu der Wicklung 14c gehörigen Bezugszeichen versehen ist. In analoger Weise sind die elektrisch leitfähigen Abschnitte der der Spulenanordnung 4 unmittelbar benachbarten und der von dieser entferntesten Schicht des geschichteten Bereichs 26 des stationären Teils 7 deckungsgleich angeordnet. Dies ist in Fig. 3, die eine Ansicht der der Spulenanordnung 4 zugewandten Seite des Bereiches 26 zeigt, dadurch veranschaulicht, daß die in ausgezogenen Linien dargestellten leitfähigen Abschnitte der der Spulenanordnung 4 unmittelbar benachbarten Schicht auch mit den zu der von der Spulenanordnung 4 entferntesten Schicht gehörigen Bezugszeichen 28c und 29c versehen sind. Falls mehr als drei Schichten vorge­ sehen sind, empfiehlt es sich, die leitfähigen Abschnitte bzw. die Wicklungen der einzelnen Schichten derart anzuordnen, daß zum einen die leitfähigen Abschnitte bzw. Wicklungen der unge­ radzahligen Schichten zueinander deckungsgleich angeordnet sind und zum anderen die elektrisch leitfähigen Abschnitte bzw. Wicklungen der geradzahligen Schichten zueinander deckungs­ gleich angeordnet sind.

Alternativ zu der dargestellten Anordnung besteht auch die Mög­ lichkeit, die leitfähigen Abschnitte bzw. Wicklungen der ein­ zelnen Schichten derart anzuordnen, daß die leitfähigen Ab­ schnitte bzw. die Windungen der Wicklung einer Schicht die Zwi­ schenräume zwischen den leitfähigen Abschnitten bzw. den Win­ dungen der Wicklung der unmittelbar benachbarten Schicht nur teilweise überlappen. In diesem Falle würden beispielsweise in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise erst die elektrisch leit­ fähigen Abschnitte bzw. Windungen der Wicklung der jeweils übernächsten Schicht die Zwischenräume zwischen den leitfähigen Abschnitten bzw. den Windungen der Wicklung einer Schicht voll­ ständig überlappen. Eine Obereinstimmung der mittleren Durch­ messer d und D bzw. der Krümmungsradien r und R in der im Zu­ sammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise wäre für die erste und die fünfte Schicht, die zweite und die sechste Schicht, die dritte und die siebte Schicht usw. gegeben. Eine deckungsgleiche Anordnung der leitfähigen Abschnitte bzw. der Wicklungen wäre für die erste und die neunte Schicht, die zwei­ te und die zehnte Schicht, die dritte und die elfte Schicht usw. gegeben.

Durch den geschichteten Aufbau der in der Membran 2 enthaltenen Spulenanordnung und des Bereiches 26 des stationären Teiles 7 in Form von Multilayerstrukturen ergibt sich ein günstiger, insbesondere streuungsarmer Verlauf der magnetischen und elek­ trischen Feldlinien. Hieraus resultiert eine verbesserte elek­ tromagnetische Wechselwirkung zwischen der Spulenanordnung 4 der Membran 2 und dem stationären Teil 7, die einen verbesser­ ten Wirkungsgrad bei der Wandlung von elektrischer Energie in akustische Energie ermöglicht. Eine weitere Verbesserung der elektromagnetischen Wechselwirkung und damit des Wirkungsgrades wir dadurch erzielt, daß sich die Windungen der Wicklungen 14a, 14b, 14c der Spulenanordnung 4 in der beschriebenen Weise über­ lappen, da diese Maßnahme zu einem sehr homogenen elektromagne­ tischen Feld führt. Eine nochmalige Verbesserung des Wirkungs­ grades bzw. der Lebensdauer der Stoßwellenquelle wird dadurch erreicht, daß sich die im Bereich 26 des stationären Teiles 7 vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitte in der beschrie­ benen Weise überlappen. Hierdurch ist eine kapazitive Koppelung der leitfähigen Abschnitte untereinander erreicht, mit der Fol­ ge, daß zwischen den einzelnen leitfähigen Abschnitten gleich­ mäßig aufgeteilte Potentialdifferenzen vorliegen, so daß die Gefahr von Spannungsüberschlägen praktisch ausgeschlossen ist. Eine gleichmäßige Aufteilung der Potentialdifferenzen kann durch eine nicht dargestellte leitende Verbindung des leit­ fähigen Abschnittes 28a mit dem Leiter 11 und des leitfähigen Abschnittes 29a mit dem Leiter 10 weiter gefördert werden.

Die Dicken der Wicklungen 14a, 14b, 14c, der Isolierstoffolien 17a, 17b, 17c, 17d, der Beschichtung 23, der Lage 24, der leit­ fähigen Abschnitte und der Isolierstoffschichten 30a, 30b, 30c sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit stark über­ trieben dargestellt. Dabei sind leitfähigen Abschnitte und die Wicklungen als in die sie jeweils tragende Isolierstoffolie bzw. Isolierstoffschicht in einer solchen Weise eingelassen dargestellt, daß sich eine ebene Oberfläche ergibt. Dies muß im Falle der praktischen Ausführung der Stoßwellenquelle nicht zwangsläufig so sein, da die Dicke der leitfähigen Abschnitte bzw. Wicklungen sehr gering, z. B. kleiner als 10^-4 m, sein kann. In diesem Falle sind die zur Verbindung der einzelnen Schichten vorgesehenen und in den Fig. nicht dargestellten Klebstoffschichten ohne weiteres in der Lage, für den erforder­ lichen Ausgleich zu sorgen. Die einzelnen Schichten können übrigens auch auf foto-chemischem Wege ähnlich wie eine ge­ druckte Schaltung aus einer mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise einer Kupferschicht, kaschierten elek­ trisch isolierenden Kunststoffolie oder -schicht hergestellt werden.

Infolge des Umstandes, daß die Beschichtung 17 mit Erdpotential 25 als Abschirmpotential verbunden ist, ergibt sich eine wirk­ same Abschirmung der Stoßwellenquelle, so daß von der Stoßwel­ lenquelle abgestrahlte Störungen weitgehend vermindert sind. Diese Wirkung wird weiter gefördert, wenn das Gehäuse 1 aus elektrisch leitfähigem Material gebildet ist und infolge seines Anliegens an der Beschichtung 23 ebenfalls auf Erdpotential 25 liegt.

Anders als im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels muß das stationäre Teil nicht notwendigerweise einen als Multi­ layerstruktur ausgebildeten, elektrisch leitfähige Abschnitte enthaltenden Bereich 26 aufweisen. Als stationäres Teil ist dann ein kreisscheibenförmiger Körper aus elektrisch leitfähi­ gem Material, beispielsweise Kupfer, vorgesehen. Ein solcher Körper 32, der anstelle des den Bereich 26 aufweisenden sta­ tionären Teil 7 in der Stoßwellenquelle gemäß Fig. 1 einge­ setzt werden kann, ist in Fig. 5 dargestellt.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels sind die Wick­ lungen 14a, 14b, 14c der einzelnen Schichten und die leitfähi­ gen Abschnitte der einzelnen Schichten in zueinander parallelen Fläche angeordnet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit an­ stelle ebener Flächen, beispielsweise sphärisch gekrümmte Flä­ chen, mit dem Resultat vorzusehen, das eine Stoßwellenquelle mit in an sich bekannter Weise sphärisch gekrümmter Membran und Spulenanordnung entsteht.

Claims (10)

1. Stoßwellenquelle für akustische Stoßwellen mit einem zur Stoßwellenerzeugung stoßartig antreibbaren beweglichen Element (2) und einem mit diesem elektromagnetisch in Wechselwirkung stehenden ortsfesten Element, die als bewegliches Element eine eine elektrische Spulenanordnung (4) enthaltende Membran (2) und als ortsfestes Element ein der Spulenanordnung (4) gegen­ überliegend angeordnetes Teil (7; 32) aufweist, welches elektrisch leitfähiges Material enthält.

2. Stoßwellenquelle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membran ein Isolierstoffteil (17a, 17b, 17c) aufweist, das eine als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildete Wicklung (14a, 14b, 14c) der Spulenanord­ nung (4) trägt.

3. Stoßwellenquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (4) mehrere elektrisch voneinander isolierte und parallelgeschal­ tete Wicklungen (14a, 14b, 14c) aufweist und daß die Membran (2) eine Anzahl von Schichten aufweist, denen jeweils eine Wicklung (14a, 14b, 14c) zugeordnet ist.

4. Stoßwellenquelle nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Windungen der Wicklung einer Schicht die Zwischenräume der Windungen der Wicklung wenigstens der unmittelbar benachbarten Schicht zumindest teilweise über­ lappen.

5. stoßwellenquelle nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wicklungen mehrerer Schich­ ten spiralförmig angeordnete Windungen aufweisen und daß die Wicklungen derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß die spiralförmigen Windungen einer Wicklung den zwischen spiral­ förmigen Windungen der unmittelbar benachbarten Wicklung vor­ handenen spiralförmigen Zwischenraum überlappen.

6. Stoßwellenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Element (7) wenigstens in seinem der Spulenordnung (4) benach­ barten Bereich (26) das elektrisch leitfähige Material in Form von in mehreren Schichten angeordneten, voneinander elektrisch isolierten elektrisch leitfähigen Abschnitten enthält.

7. Stoßwellenquelle nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen schnitte einer Schicht die Zwischenräume zwischen den elek­ trisch leitfähigen Abschnitten wenigstens der unmittelbar be­ nachbarten Schicht zumindest teilweise überlappen.

8. Stoßwellenquelle nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere aufeinanderfolgende Schichten elektrisch leitfähige Abschnitte in Form von konzen­ trischen Ringen enthalten und daß die konzentrischen Ringe der Schichten derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß die konzentrischen Ringe einer Schicht die ringförmigen Zwischen­ räume zwischen den konzentrischen Ringen der unmittelbar be­ nachbarten Schicht überlappen.

9. Stoßwellenquelle nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (14a, 14b, 14c) der einzelnen Schichten und/oder die elektrisch leitfähigen Abschnitte der einzelnen Schichten in zueinander parallelen Flächen angeordnet sind.

10. Stoßwellenquelle nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flächen eben sind.