DE1075758B

DE1075758B - Impulsgenerator für therapeutische Zwecke

Info

Publication number: DE1075758B
Application number: DENDAT1075758D
Authority: DE
Original assignee: "SOPROTEC" Societe de Promotion Technique Societe Anonyme, Luxemburg
Priority date: 1951-12-11
Publication date: 1960-02-18
Also published as: BE507742A; FR1071922A; US2782326A; CH321695A; GB773082A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Impulsgenerator für therapeutische Zwecke zur Erzeugung von Impulsspannungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Es ist bekannt, daß die in der Elektrotherapie verwendeten elektrischen Ströme je nach ihrer Kurvenform, Frequenz, Stärke und Einwirkungsdauer die Heilwirkung bestimmen. Zur Erreichung eines großen Anwendungsbereiches auf dem Gebiet der Heilbehandlung werden Vorrichtungen verwendet, welche die Erzeugung von verschiedenen elektrischen Strömen mit unterschiedlichen therapeutischen Wirkungen und mittels eines einzigen Gerätes gestatten. Die bei der Heilbehandlung verwendeten Generatoren müssen dementsprechend eine beträchtliche Anzahl von hinsichtlich Kurvenform, Polarität, Frequenz und Stärke unterschiedlichen Strömen zu erzeugen in der Lage sein. Vielfach ist es erforderlich, daß, während der therapeutischen Applikation der Strom periodisch oder aperiodisch seine Form ändern soll, um eine Gewöhnung des Hautgewebes od. dgl. vorzubeugen. Dies erfordert, daß das Gerät entsprechend einer selbsttätig ablaufenden Arbeitsweise unterschiedliche Ströme erzeugt. Derartige Geräte sind in der Herstellung äußerst kompliziert, da sie nicht nur verschiedene Generatoren für therapeutische Ströme, sondern selbsttätig arbeitende Ein- bzw. Ausschalter aufweisen müssen, die durch Elektromotoren, Nockenwellen od. dgl. betätigt werden. So sind beispielsweise elektrotherapeutische Apparate bekannt, durch die im Rhythmus von mehreren Sekunden modulierte oder im Rhythmus kurzer Perioden unterbrochene Ströme dadurch erzeugt werden, daß ein Röhrengleichrichter mit bei verschiedenen Frequenzen arbeitenden Unterbrechern zusammenwirkt, die wahlweise in den Anodenspeisekreisen und dem Heizkreis einer Elektrodenröhre durch Nockenräder, die durch einen Motor angetrieben werden, eingeschaltet werden können. Es ist auch bekannt, die therapeutisch wirksamen Ströme dadurch zu unterbrechen, daß der Strom über eine Glühkathodenröhre geleitet wird und Mittel vorgesehen sind, die ein periodisches Ein- und Abschalten des Heizfadens der Röhre bewirken. Die in allen diesen Fällen erforderlichen mechanischen, durch Motorantrieb oder von Hand betätigten Steuerorgane sind jedoch stark störungsanfällig.

Der Impulsgenerator gemäß der Erfindung erweitert den Anwendungsbereich der bekannten Vorrichtungen und gestattet, seine Arbeitsweise bzw. -wirkung entsprechend den jeweiligen Wünschen der Benutzer zu bestimmen, ohne daß Nockenschalter oder ähnliche mechanische Vorrichtungen benutzt werden. Um dies zu erreichen, werden bei dem Impulsgenerator gemäß der Erfindung die Impulsspannungen erzeugt durch einen mit zwei Steuergitterröhren ausge-Impulsgenerator
für therapeutische Zwecke

Anmelder:

»SOPROTEC« Societe de Promotion

Technique Societe Anonyme,

Luxemburg

Vertreter: Dr. H. Feder, Patentanwalt,
Düsseldorf 10, Pempelforter Str. 18

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 11. Dezember 1951

rüsteten, über einen Transformator an einem Netz beliebiger Frequenz liegenden Doppelweggleichrichter, dessen Ausgangsspannung in jeder Halbwelle veränderbar ist durch Zuführung von einem Modulator entnommenen Modulationsspannungen an die Steuergitter der Röhren, wobei der Modulator gesteuert wird durch einen Schwingungserzeuger, der ebenso wie der Modulator an der Ausgangsspannung des Doppelweggleichrichters betrieben wird. Zweckmäßig enthält der Schwingungserzeuger dabei eine Röhre, in deren Kathodenkreis ihr Belastungswiderstand und parallel dazu eine Phasenschieberkette liegt, die an das Steuergitter dieser Röhre führt und dort eine Steuerwechselspannung erzeugt, die gegenüber der Anodenwechselspannung um 180° phasenverschoben ist, wodurch im Schwingungserzeuger eine Sinusschwingung entsteht. Als Schwingungserzeuger kann dabei ein i?C-Generator dienen. Ferner kann die Anode der Modulatorröhre an einem der Pole der Spannungsquelle für die Nutzspannung über einen Widerstand und die Kathode der Röhre an dem gleichnamigen Pol über einen weiteren Widerstand angeschlossen sein, während sie mit dem anderen Pol der Spannungsquelle über eine Kathodenkombination, bestehend aus Widerstand und Kondensator verbunden ist, über die für das Steuergitter der Modulatorröhre eine so große negative Vorspannung erzeugt wird, daß in ihr kein Anodenstrom fließt, solange im Belastungskreis des Schwingungserzeugers kein Strom fließt. Die Einwirkung der Modulatorröhre auf

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den Impulsspannungserzeuger kann dadurch erfolgen, daß beim Fließen eines Wechselstromes im Belastungskreis des Schwingungserzeugers die Modulatorröhre, deren Steuergitter mit einem Abgriff dieses Belastungskreises verbunden ist, im Rhythmus dieses Wechselstromes abwechselnd leitend wird, so daß der durch die Modulatorröhre fließende Strom an dem Anodenwiderstand einen Spannungsabfall erzeugt, der im gleichen Rhythmus dem Steuergitter der einen der beiden Generatorröhren, das über diesen Widerstand mit seiner Kathode verbunden ist, eine negative Vorspannung aufdrückt.

Eine Ausführungsform eines Impulsgenerators gemäß der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.

In Fig. 1 ist ein Transformator T₁ mit einer Primärwicklung 1 und mit drei Sekundärwicklungen 2, 3 und 4 gezeigt. Die Sekundärwicklung 2 liefert die Anodenspannung für die beiden Elektronenröhren F₁ und F₂, während die Sekundärwicklungen 3 und 4 — über in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen — den Heizstrom für diese beiden Röhren V₁ und V₂ als auch für die beiden anderen Röhren F₃ und V£ liefern.

Die Wechselspannung von entsprechender Frequenz wird somit durch den Transformator T₁ jeweils auf die für die verschiedenen Heizspannungen bzw. Anodenspannungen der Röhren V₁ und V₂ erforderliche Größe transformiert.

So kann z. B. die Sekundärwicklung 3 die Heizfäden /₃ der Röhren V₁ und V₂ bzw. die Sekundärwicklung 4 die Heizfäden f_i der Röhren F₃ und V₁ speisen.

Die in dem angenommenen Beispiel verwendeten Röhren V₁ und V₂ können zwei Pentoden bzw. Trioden oder sonstige Elektronenröhren mit Steuergitter sein. Diese Röhren wandeln den Wechselstrom in gleichgerichtete pulsierende Ströme der in Fig. 2 gezeigten Art um. Die auf diese Weise erzeugten Spannungen treten zwischen den Punkten α und b auf, so daß der Ausgangsstrom zwischen den Klemmen 5 entnommen werden kann. Die Speisespannung wird dem Generator über die Klemmen E₁ zugeführt.

In der Stromzuführungsleitung zu α liegt ein Abzweigpunkt C, und in der Verbindungsleitung 6 von der Transformatormitte zu dem Punkt b liegen die Anschlußpunkte D und H.

Ein in Reihe mit dem Widerstand R₅ liegender Kondensator C₁ dient als Glättungsglied für die gleichgerichtete Spannung. Der Widerstand R₅ ist mittels der Leitung 7 an die Leitung 5 angeschlossen, welche die Anode der Röhre F₃ speist. In einer zwischen dem Widerstand R₅ und der Anode der Röhre F₃ angeschlossenen Abzweigung 8, die zum Zweigpunkt B führt, liegt die Kapazität C₁.

Der Zweigpunkt D ist mit der Kathode der Röhre F₃ durch eine Leitung 9 verbunden, in der die beiden Widerstände R₂ und R₂ angeordnet sind.

An den Klemmen der Röhre F₃ tritt zwischen der Anode und dem Punkt D eine pulsierende Gleichspannung auf, welche die Röhre F₃ speist, deren Belastungskreis durch die im Kathodenkreis liegenden Widerstände R₂ und R₂ gegeben ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt an den Klemmen dieses Belastungskreises eine Phasenschieberkette, die an das Steuergitter der Röhre F₃ führt und dort eine Spannung erzeugt, die bei der gewünschten Frequenz gegenüber der Anodenwechselspannung der Röhre um 180° phasenverschoben ist, wodurch in der Röhre F₃ eine sinusförmige oder abklingende Schwingung erzeugt wird, je nachdem wie die Steilheit und der Verstärkungsgrad der Röhre F₃ die in der Phasenschieberkette auftretenden Verluste kompensieren.

Ein Teil der durch die Schwingung am Arbeitswiderstand R₂, R₂ erzeugten Spannung wird am Punkt F abgenommen und über die Leitung 10 dem Gitter der Modulatorröhre F₄ zwecks Steuerung zugeführt. Die Röhre F₄ wird von den Punkten G, H und / durch Spannungen gespeist, welche die in Fig. 2

ίο gezeigte Kurvenform aufweisen.

Ein Teil des durch die Röhre F₄ fließenden Stromes fließt über einen Widerstand R₈, der durch die Leitung H mit der Leitung 5 verbunden ist und mit seinem anderen Ende an der Anode der Röhre F₄

liegt. Ein anderer Teil dieses Stromes fließt über eine Leitung 12 und die Widerstände .R₁ und R₇. Diese Leitung 12 ist mit der Sekundärwicklung 2 des Transformators T₁ verbunden. Der hierüber fließende Strom erzeugt an dem Widerstand R₁, der durch den parallel

geschalteten Kondensator C₂ für Wechselströme kurzgeschlossen ist, einen Gleichspannungsabfall der die Kathode der Röhre F₄ gegenüber ihrem Steuergitter positiv macht. Dadurch ist für das Steuergitter der Modulatorröhre F₄ eine so große negative Vorspannung gegenüber der Kathode erzeugt, daß in der Röhre kein Anodenstrom fließt, solange im Belastungskreis R₂ und R₂ des Schwingungserzeugers F₃ kein Strom fließt.

Es ist hierbei zu beachten, daß wenn durch R₂ kein Strom fließt, ebenfalls durch den Widerstand R₈ kein Strom fließt. Das Gitter der Röhre F₂ ist über die Leitung 12' und über den in diesem Zustand stromlosen Widerstand R₈ mit der Kathode der Röhre F₂ verbunden.

Die Arbeitsweise jeder der beiden Röhren F₁ und F₂ ist dann die gleiche und kann für diesen Zeitpunkt einfach so dargestellt werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Sobald nun durch den Betrieb der schwingungserzeugenden Röhre F₃ ein Wechselstrom über den Widerstand R₂ fließt, wird die Modulatorröhre F₄ mehr oder weniger leitend, und zwar entsprechend dem Frequenzrythmus dieses Wechselstromes. Dies hat einen Stromfluß durch den Widerstand i?₈ zur Folge, dessen Kurvenform in Fig. 4 gezeigt ist. Durch den hierdurch an R₈ bewirkten Spannungsabfall erhält das Gitter der Röhre F₂ eine gegenüber der Kathode dieser Röhre negative, in diesem Rhythmus schwankende Vorspannung.

Damit ergibt sich an den Klemmen α und b erfahrungsgemäß eine Spannung von der in Fig. 5 gezeigten Kurvenform.

Der Anodenstrom der Röhre F₂ ist somit im Rhythmus der durch die Röhre F₃ erzeugten Frequenz moduliert.

Wenn die Kondensatoren C₁ und C₂ genügend groß sind, kann die Steuerung der beiden Röhren F₁ und F₂ über ihre zugehörigen Steuergitter vor sich gehen, wie oben dargelegt, so daß man einen Strom der in Fig. 6 gezeigten Kurvenform erhält.

Bei der gewünschten Frequenz kann in dem Gitterkreis der Röhre F₃ ein Widerstand R_i und ein Kondensator C₃ in Parallelschaltung angeordnet sein. Hierdurch erhält das Steuergitter gegenüber der Kathode im Augenblick des Auftretens eines Gitterstromes eine Vorspannung, vorausgesetzt, daß die Zeitkonstante größer ist als die gewählte Frequenz des Wechselstromes. Dieser Kunstgriff verbessert die Sinusform der an den Klemmen des Widerstandes R₈ auftretenden Spannung.

Der in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwendete Phasenschieber stellt eine Schaltungsanordnung dar, die im wesentlichen aus der Röhre F₃ und einer Laufzeitkette besteht, die sich aus einem Hochfrequenzfilter mit drei oder einer geeigneten Anzahl 5 von einander ähnlichen Einzelfiltern zusammensetzt, d. h. aus einem Stromkreis, der eine Impedanz aufweist, die sich in dem gleichen Maße verringert wie die Frequenz sich vergrößert.

Mit einem derartigen Stromkreis läßt sich die für die Selbsterregung der Röhre F₃ notwendige Phasenverschiebung der Steuerwechselspannung um 180° gegenüber der Anodenwechselspannung erzielen.

Wie man bei der Betrachtung des Schaltschemas für den Phasenschieber P leicht erkennt, erfolgt diese Phasenregelung im Verhältnis der aufeinanderfolgenden Ladezeiten der Kondensatoren C₄, C₄', C₄".

Die Röhre F₃ kann auch durch jede andere Anordnung ersetzt werden, die Schwingungen erzeugt, die geeignet sind, mittels der Modulatorröhre F₄ die Anodenströme der Röhren F₁ und F₂ zu modulieren.

Die Röhre F₃ kann durch eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre ersetzt werden.

Durch den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Generator werden folgende Vorteile erreicht:

a) Es werden überhaupt keine selbsttätigen mechanischen Schaltmittel bzw. Relais oder Nockensteuerungen benötigt.

b) Der Modulator besteht aus einer nur als Elektronenröhre bzw. in gewissen Fällen als Elektronen- und Ionenröhre arbeitenden Anordnung. Seine Arbeitsweise ist unabhängig von den üblichen Belastungen und gestattet die Erzeugung von modulierten Schwingungen verschiedener Kurvenformen, und zwar von sinusförmigen bis zu impulsförmigen Schwingungen.

c) Die Periode der resultierten Schwingung kann von einer Mikrosekunde bis zu einer Dauer von mehreren Tagen reichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 40

1. Impulsgenerator für therapeutische Zwecke zur Erzeugung von Impulsspannungen mit unterschiedlichen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsspannungen erzeugt werden durch einen mit zwei Steuergitter röhren (F₁ und F₂) ausgerüsteten, über einen Transformator (T₁) an einem Netz beliebiger Frequenz liegenden Doppelweggleichrichter, dessen Ausgangsspannung in jeder Halbwelle veränderbar ist durch Zuführung von einem Modulator entnommenen Modulationsspannungen an die Steuergitter der Röhren (F₁ und/oder F₂), wobei der Modulator gesteuert wird durch einen Schwingungserzeuger, der ebenso wie der Modulator an der Ausgangsspannung des Doppelweggleichrichters betrieben wird.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger eine Röhre (F₃) enthält, in deren Kathodenkreis ihr Belastungswiderstand (R₂ +R₂') und parallel dazu eine Phasenschieberkette (P) liegt, die an das Steuergitter dieser Röhre führt und dort eine Steuerwechselspannung erzeugt, die gegenüber der Anodenwechselspannung um 180° phasenverschoben ist, wodurch im Schwingungserzeuger eine Sinusschwingung entsteht.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungserzeuger ein ÄC-Generator dient.

4. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Modulatorröhre (F₄) an einem der Pole der Spannungsquelle für die Nutzspannung über einen Widerstand (R₈) und daß die Kathode der Röhre an dem gleichen Pol über einen Widerstand (R₇) angeschlossen ist, während sie mit dem anderen Pol der Spannungsquelle über eine Kathodenkombination, bestehend aus Widerstand (R₁) und Kondensator (C₂) verbunden ist, über die für das Steuergitter der Modulatorröhre (F₄) eine so große negative Vorspannung erzeugt wird, daß in ihr kein Anodenstrom fließt, solange im Belastungskreis (R₉+R₂') des Schwingungserzeugers (F₃) kein Strom fließt.

5. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fließen eines Wechselstromes im Belastungskreis (R₂ + R₂) des Schwingungserzeugers (F₃) die Modulatorröhre (F₄), deren Steuergitter mit einem Abgriff (F) dieses Belastungskreises verbunden ist, im Rhythmus dieses Wechselstromes abwechselnd leitend wird, so daß der durch die Röhre (F₄) fließende Strom an dem Anodenwiderstand (R₈) einen Spannungsabfall erzeugt, der im gleichen Rhythmus dem Steuergitter der einen (F₂) der beiden Generatorröhren (F₁ und F₂), das über diesen Widerstand (R₈) mit seiner Kathode verbunden ist, eine negative Vorspannung aufdrückt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 535 934, 555 146,
811709.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen