DE2729223C3 - Anordnung zum Umwandeln physiologisch erzeugter mechanischer Energie in elektrische Energie - Google Patents
Anordnung zum Umwandeln physiologisch erzeugter mechanischer Energie in elektrische EnergieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Hochpolymerfolien (z. B.
aus Polyvinylfluorid) zeigen piezoelektrische Eigenschaften, die — im Gegensatz zu piezokeramischen
Werkstoffen — sich für unkonventionelle physiologischmechai.ische
Anwendungen anbieten.
Dabei werden elektrische Ladungen frei, wenn diese Folien verformt werden. Durch Metallisierung der
Oberfläche entsteht ein Kondensator, dessen Ladung durch den piezoelektrischen Effekt hervorgerufen wird.
Diese Eigenschaften piezoelektrischer Folien werden schon benutzt zur Konstruktion von Mikrophonen,
Lautsprechern (Sessler G. M., Fortschritte der Akustik, DAGA76, S. 81 —95) und auch zur Messung physiologischer
Größen (Elastokardiogramm) Süssner H., Dissertation München 1976). Weiterhin sind intrakorporal
angeordnete Geräte, z. B. Herzschrittmacher, mit Batteriebetrieb bekannt. Da Batterien aufgeladen
werden müssen, soll eine Stromversorgung, die ohne eine wiedereinsetzbare Batterie auskommt, geschaffen
werden.
Erfindungsgemäß geschieht dies durch eine Anwendung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1; vorteilhafte
spezielle Anwendungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Soll z. B. ein Teil der vom Herzmuskel erzeugten mechanischen Energie, die eine pulsierende Dehnung
der Arterien zur Folge hat, in elektrische Energie
ίο umgewandelt werden, kann sie durch eine geeignete
Anbringung der Folie (Umwicklung) an einer Arterie erfolgen; es können auch ganze Körperteile, z. B. das
Handgelenk, umwickelt werden.
Falls Kombinationen (Serienschaltung und/oder Par-
'5 allelschaltung verwendet werden sollen, können die
Folien mit Kontaktdrähten oder -streifen versehen und durch einen leitenden Kleber oder Lotung mit
niedrig-schmelzendem Lot galvanisch miteinander verbunden werden.
Es wird dabei der transversale piezoelektrische Effekt
der senkrecht zu den Oberflächen polarisierten Folie ausgenutzt. Vorteilhaft erscheint die Anwendung
besonders dünner Folien: Wegen der größeren Kapazität ist die bei gleicher Dehnung erzeugte piezoelektrisehe
Energie größer. Außerdem ist die für den piezoelektrischen Effekt maßgebende mechanische
Spannung umso größer, je dünner die Folie ist bei gleicher wirksamer Kraft und gleicher Oberfläche der
Folien.
Insbesonders kann man mit der dadurch erzeugten elektrischen Energie einen Herzschrittmacher über
einen kleinen, als Pufferspeicher dienenden, aufladbaren Akkumulator mit Strom versorgen. Dadurch ist ein
Auswechseln einer Batterie mit begrenzter Lebensdauer nicht nötig.
Eine weitere Anwendung des Erfindungsgedankens liegt darin, intrakorporal angeordnete Meßfühler, die
eine Stromversorgung benötigen und physiologische Funktionen des Körpers überwachen, durch derartige
Folienwandler unabhängig von äußerer Energiezufuhr zu machen.
Auch die Auslösung physiologisch bedingter Vorgänge (z. B. das Öffnen eines Magnetventils, mit dem eine
Harnblasenprothese ausgerüstet ist), kann mit Hilfe eines elektrischen Energiespeichers erfolgen, der von
einem Folienwandler gespeist wird.
Claims (4)
1. Anordnung zum Umwandeln physiologisch erzeugter mechanischer Energie in elektrische
Energie mittels piezoelektrischer Hochpolymerfolien, wobei die Hochpolymerfolie dehnbar um einen
pulsierenden Körperteil gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energie
über einen Gleichrichter und einen Akkumulator zur Stromversorgung von intrakorporal angeordneten
elektrischen Geräten verwendet ist
2. Anordnung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß sie zur Stromversorgung von Herzschrittmachern verwendet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Stromversorgung von intrakorporal
angeordneten Meßfühlern verwendet ist
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zur Stromversorgung von intrakorporal angeordneten Auslösemechanismen, z. B. dem
Magnetventil einer Harnblasenprothese, verwendet ist.
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