DE8502168U1

DE8502168U1 - Flachspule für ein Stoßwellenrohr

Info

Publication number: DE8502168U1
Application number: DE19858502168
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1988-05-11

Description

Siemens Aktiengesellschaft VPA 85 G 3023 DE

(^Flachspule für ein Stoßwellenrohr
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Die Erfindung betrifft eine spiralförmige Flachspule für ein Stoßwellenruhr. Sie bezieht sich auch auf eine Flachspule für ein Stoßwellenrohr zum Zertrümmern von Konkrementen in einem Patienten, beispielsweise von Nierensteinen.

Stoßwellenrohre dieser Art sind an sich seit längerem Zeit bekannt ("Akustische Beinefte", 1962, Heft 1, Seiten 185 bis 202). Sie können nach neueren Untersuchungen, wie z.B. in der DE-OS 33 12 014 angegeben, in der Medizintechnik zur Zertrümmerung von Konkrementen im Körper eines Patienten eingesetzt werden. In der DE-OS 33 12 014 ist ein Stoßwellenrohr für diesen Zweck beschrieben. Aufgrund des hohen abgegebenen Druckimpulses von ca. 100 bar werden die Materialien eines solchen Stoßwellenrohrs bei jeder Stoßwellenemission hoch beansprucht. Besonders die Entladungsspule und die Membran werden hohen mechanischen Kräften ausgesetzt. Beim Gegenstand der DE-OS 33 12 014 ist eine kugelkalottenförmige Spule vorgesehen, deren Kugelkalottenform z.B. durch nachträgliche Bearbeitung, wie Ausdrehen einer Flachspule, zustandekommt. Diese Vorgehensweise ist recht materialaufwendig und benötigt anspruchsvolle Bearbeiturvgswerkzeuge.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flachspule anzugeben, die eine beliebige Spiralenform aufweisen und dennoch mit einfachen Mitteln hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flachspule gelöst, die zusammengesetzt ist aus

a) einer elektrisch nicht leitenden Trägerschicht,

Mck 2 Ler ' 11.03.1988

2 VF¹A' 6'5" G 3"023"DE '"'

b) einer auf der Trägerschicht angebrachten Spirale aus Kupfer und

c) einer als Flachspulenträger vorgesehenen Scheibe aus einem schallharten und elektrisch nicht leitenden Material, wobei die Scheibe mit der Spirale und/oder der Trägerschicht verklebt ist.

Erfindungsgemäße Spulen mit beliebiger Spiralenform können pro-

bieiRics dadurch hergestellt werden; daß eine Maske der aewünschten Spiralenform fotografisch auf eine Leiterplatte mit einer Trägerschicht, mit einer darauf befestigten Kupferschicht und mit einer lichtempfindlichen Oberschicht übertragen wird, daß die Oberschicht entwickelt wird, daß die Zwischenräume zwischen den Spiralgängen der übertragenen Maske von der Kupferschicht abgeätzt werden, daß die verbleibende Spirale aus Kupfer erforderlichenfalls galvanisch verstärkt wird, und daß anschließend die Leiterplatte auf einen Flachspulenträger aufgeklebt wird. Es werden also keine aufwendigen mechanischen Bearbeitungswerkzeuge, wie beispielsweise eine Drehbank oder eine Fräsmaschine, benötigt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Trägerschicht derart angeordnet ist, daß die Spirale dem Flachspulenträger zugewandt ist. Durch diese Maßnahme wird bei einem Stoßwellenrohr erreicht, daß die nicht leitende Trägerschicht gleichzeitig als Isolierfolie zwischen der Spirale und einer der Flachspule vorgelagerten Membran dient. Die Montage der wesentlichen Komponenten des Stoßwellenrohres, nämlich Flachspule, Isolierfolie und Membran, wird dadurch wesentlich vereinfacht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen jeweils im Querschnitt:

Fig. 1 in einer auseinandergezogenen Darstellung einen Spulenträger und eine Leiterplatte in Verbindung mit einer

Isolierfolie und einer Membran eines Stoßwellenrohres,

3 VPÄ 85 G 3023 DE " "

Fig. 2 den Spulenträger und die Leiterplatte mit ausgeätzten Zwischenräumen zwischen den Spiralgängen,

rig. 3 den Spulenträger und die Leiterplatte mit galvanisch verstärkten Spulengängen, und

Fig. 4 die fertige Flachspulenanordnung bestehend aus dem Spulenträger und der damit verklebten, aus der Leiterplatte gefertigten spiralförmigen Spule. 10

Zur Erleichterung der Übersichtlichkeit ist in den Figuren auf eine maßstabsgerechte Darstellung der einzelnen Schichtdicken verzichtet. Diese ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

In Figur 1 ist mit 1 ganz allgemein ein Stoßwellenrohr bezeichnet, welches in seinen wesentlichen Komponenten aus einem Flachspulenträger 3 mit zugehöriger spiralförmiger Spule 4 (in Figur 3 und 4 gezeigt), einer Isolierfolie 5 und einer Membran 7 besteht. Haltemittel für die Spule 4, die Isolierfolie 5 und die

Membran 7 sind nicht gezeigt.

Zum Auslösen einer Stoßwelle wird auf die Flachspule 4 ein Hochspannungsimpuls kurzer Dauer gegeben. Aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung der Spule 4 mit der Membran 7 wird die Membran 7 von der Spule 4 weggeschlagen; sie erzeugt so die Stoßwelle. Für ein einwandfreies Funktionieren des Stoßwellenrohrs 1 und die Herstellung einer bestimmten gewünschten Wellenform muß die Spule 4 eine definierte Form haben. Die Oberfläche der Spule 4 kann z.B. eben sein, wenn die Erzeugung einer ebenen Stoßwelle gewünscht ist, oder konkav kalottenförmig, wenn die damit erzeugte Stoßwelle fokussierend auf einen Punkt zulaufen soll. Neben der definierten Form der Spule 4 ist es von großer Wichtigkeit, daß die Isolation zwischen den Spulengängen einwandfrei ist, z.B. ohne Lufteinschlüsse. Die Spannungsimpulse, die die Spule 4 beaufschlagen, liegen in der Größenordnung zwischen 10 und 30 kV.

4 VPA* §5 G 3023'¹DE " "

Bei der Herstellung des Flachspulenträgers 3 mit angesetzter Spule A wird ausgegangen von einer runden keramischen Scheibe. Diese Scheibe hat beispielsweise eine Dicke von 40 mm bei einem Durchmesser von 155 mm. Es sind bei Durchführung des vorliegend geschilderten Verfahrens aber auch kleinere Scheiben von z.B. 60 mm Durchmesser bei einer Dicke von 15 mm hergestellt worden. Naben dieser Scheibe, die aus einer Keramik besteht und als Flachspulenträger 3 dient, ist eine Leiterplatte 9 weiteres Ausgangsmaterial. Sie ist zur Herstellung der eigentlichen Spu-1« 4 vorgesehen. Die Leiterplatte 9 besteht aus einer elektrisch nicht leitenden Trägerschicht 11, die vorzugsweise aus Polyimid besteht. Diese Polyimidfolie kann eine Dicke von ca. 200 &mgr;&pgr;&igr; haben. Eine Seite der Trägerschicht 11 ist mit einer dünnen Schicht 13 aus einer elektrisch leitfähigen Substanz, insbesondere einer Kupferschicht von ca. 7 pm Dicke, versehen.

Auf der Kupferschicht 13 ist wiederum eine lichtempfindliche Oberschicht 15 aufgebracht.

In Figur 2 sind der Flachspulenträger 3 und die nach einem ersten und zweiten Verfahrensschritt verarbeitete Leiterplatte 9 dargestellt. Durch Auflegen einer Maske (nicht gezeigt), in welcher - je nach Art der lichtempfindlichen Oberschicht 15 - die Spiralform ir; positiver oder negativer Darstellung enthalten ist, durch anschließende Belichtung der nicht durch die Maske abgedeckten Teile der lichtempfindlichen Schicht 15, durch Entwicklung und Ausätzung der Zwischenräume zwischen den Spiralgängen 13a ergibt sich die in Figur 2 gezeigte Leiterplatte 9. Sie besteht aus der Trägerschicht 11 und Teilen der ursprünglichen Kupferschicht 13. Die Spiralgänge 13a bilden nun eine flache Spule 4 mit einen spiralförmigen Verlauf der Windungen.

In Figur 3 ist neben dem Flachspulenträger 3 die spiralförmige Kupferschicht 13 dargestellt, nachdem letztere durch einen GaI-vanisiervorgang von ca. 7 pm auf eine Gesamtstärke von z.B. ca. 150 pm verstärkt wurde. Die so erzeugte Spirale mit den Spiralgängen 13a ist geeignet, dem hohen Spannungs- und Stromstoß bei

t *

5 VPA 85 G 3023 DE

loSwelienerzeugung standzuhalten, wenn die einzelnen Spi= ralgänge 13a einen ausreichenden Abctand voneinander aufweisen.

In Figur 4 ist die fertige Anordnung von Flachspulentrager 3 und integrierter Spule 4 dargestellt. Die Zwischenräume zwischen der spiralförmigen Kupferschicht 13a sind nun mit einem Kunstharz 17 ausgefüllt worden. Die Spule 4 ist stirnseitig an den Flachspulentrager 3 geklebt. Zum besseren Verkleben der Spule 4 mit dem Flachspulentrager 3 und zum Auffüllen der Zwischenräume kann auch in einem Arbeitsgang die gesamte Stirnseite des Flachspulenträgers 3 mit Kunstharz bestrichen worden sein.

Die Leiterplatte 4 kann prinzipiell sowohl mit der Trägerschicht 11 als auch mit der Schicht 13 gegen den Flachspulentrager 3 geklebt werden. Vorteil der zweiten Ausführungsform ist es jedoch, daß die Trägerschicht 11 gleichzeitig als Isolierfolie 5 dienen kann, um die Spule 4 von der Membran 7 elektrisch zu isolieren.
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Als Materialien für den Flachspulenträger 3 kommt vorzugsweise Aluminiumoxid-Keramik in Frage, wobei aber auch mit gefülltem und ungefülltem Epoxydharz gute Ergebnisse erzielt wurden.

5 Schutzansprüche
4 Figuren

Claims

> Bit t ) · · • · · I .15 1 1· · 6 VP/&Ggr;&eacgr;&idigr; G 3'023'1DE " " Schutzansprüche

1. Spiralförmige Flachspule für ein Stoßwellenrohr, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus

a) einer elektrisch nicht leitenden Trägerschicht (11),

b) einer auf der Trägerschicht (11) angebrachten Spirale (13a) aus Kupfer und

c) einer als Flachspulenträger (3) vorgesehenen Scheibe aus einem schallharten und elektrisch nicht leitenden Material, wobei die Scheibe mit der Spirale (13a) und/ oder der Trä-

gerschicht (11) verklebt ist.

2. Flachspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Flachspulenträger (3) aus einer

Keramik besteht.
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3. Flachspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Flachspulentrager (3) aus ,xlnem Epoxidharz besteht.

4. Flachspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Trägerschicht (11) derart angeordnet ist, daß die Spirale (13a) dem Flachspulentrager (3) zugewandt ist.

5. Flachspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zum Verkleben der Scheibe (3) mit der Spirale (13a) und/oder der Trägerschicht (11) ein Harz (17) vorgesehen ist.