DE3634874C2 - - Google Patents
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- DE3634874C2 DE3634874C2 DE3634874A DE3634874A DE3634874C2 DE 3634874 C2 DE3634874 C2 DE 3634874C2 DE 3634874 A DE3634874 A DE 3634874A DE 3634874 A DE3634874 A DE 3634874A DE 3634874 C2 DE3634874 C2 DE 3634874C2
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zertrümmerung von
Körpersteinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine bekannte Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen
ist beispielsweise in der US-PS 41 91 189 oder der DE-OS 26
35 635 beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen Ladeschaltkreis
zum Aufladen eines Kondensators, der mit Entladungselektroden
einer Funkenstrecke verbunden ist und einen
Entladeschaltkreis auf zum Entladen des Kondensators, um mit
der Entladungsschockwelle einen Körperstein, wie einen Nieren-
oder Gallenstein, zu zerstören. Hierbei muß während des
Entladevorganges der Ladevorgang des Kondensators unterbrochen
werden. Aus diesem Grund ist in einer der Energiezufuhrleitungen
ein Schalter vorgesehen. Alternativ hierzu
kann ein Relaisschalter vorgesehen werden, dessen Arbeitskontakte
so geschaltet sind, daß zwischen dem Lade- und Entladeschaltkreis
umgeschaltet wird. In jedem Fall wird eine
der Energiezufuhrleitungen während des Entladevorganges geöffnet,
so daß der Entladestrom von dem aufgeladenen Kondensator
durch die andere Energiezufuhrleitung fließt, und so
der Stromverbrauch anwächst und für den Patienten
Gefahr bestehen kann. Wenn der Relaisschalter verwendet wird, wird
während des Entladevorganges ein hoher Strom über den Arbeitskontakt
des Relais geführt, was hinsichtlich der Lebensdauer
dieses Kontaktes Probleme verursachen kann.
Bei der Steinzerstrümmerung ist es wünschenswert, daß diese
mit hoher Geschwindigkeit und hoher Wirksamkeit durchgeführt
wird, um Schmerzen und mögliche Gefahren für den Patienten
auf ein Minimum zu reduzieren. Wenn zwischen Ladung und Entladung
mit einem Relais umgeschaltet wird, kann eine bestimmte
Schaltgeschwindigkeit nicht überschritten werden, da
die Relaiskontakte eine bestimmte Trägheit haben. Die Taktfrequenz
ist somit beschränkt. Zwar wäre es möglich, ein
Hochgeschwindigkeitsrelais zu verwenden, derartige Relais
sind jedoch außerordentlich teuer.
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist
aus der EP 0 82 508 B1 bekannt. Bei dieser gattungsgemäßen
Vorrichtung wird ein Kondensator von einer Hochspannungsquelle
aufgeladen. Die auf dem Kondensator akkumulierte Ladung
kann dann zur Schockwellenerzeugung über in einen leitfähigen
Zustand geschaltete Entladungsröhren an Entladungselektroden
einer Funkenstrecke abgegeben werden.
Diese bekannte Vorrichtung verwendet im Entladekreis, d. h.
im Kreis zwischen dem Kondensator und den Entladungselektroden
Entladungsröhren zum Aufbauen oder Unterbrechen einer
Verbindung zwischen dem Kondensator und den Elektroden.
Hierbei ist zunächst nachteilig, daß nach dem Abschalten der
Entladungsröhren, d. h. nach ihrem Schalten in einen nichtleitenden
Zustand noch für eine gewisse Zeitdauer in der
Röhre ein Restinonenanteil verbleibt, der für diese Zeitdauer
eine gewisse Restleitfähigkeit der Röhre aufrechterhält.
Diese Restleitfähigkeit führt dann in nachteiliger Weise zu
Leckströmen, die beim zwischenzeitlich stattfindenden Aufladen
des Kondensators für einen erneuten Entladevorgang störend
oder gefährlich sein können.
Weiterhin sind beim Gegenstand der EP 0 82 508 B1 die Röhren
so geschaltet und angesteuert, daß sie zwischen zwei Entladezylen
die Polarität, mit der der Kondensator aufgeladen
wird, umwandeln. Die Röhren arbeiten somit als sogenannte
Polwender, was beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der EP 0 82
508 B1 zwar den Vorteil mit sich bringt, daß der Funkenüberschlag
zwischen den Elektroden in der Funkenstrecke nicht
stets in gleicher Richtung erfolgt, sondern beispielsweise
von der Elektrode A zur Elektrode B, im darauffolgenden Entladevorgang
von der Elektrode B zur Elektrode A, dann wieder
von A nach B usw. Die Lebensdauer oder Standzeit der Elektroden
kann hierdurch verdoppelt werden.
Nachteilig ist hierbei jedoch, daß zur Umwandlung oder Invertierung
der Polarität für den Ladevorgang des Kondensators
pro Entladezyklus die Schaltröhren verwendet werden,
welche die o. g. Probleme hinsichtlich des Restionenanteils
aufwerfen können. Weiterhin ist die entsprechende Ansteuerung
der einzelnen Röhren über einen Zeitsignalgenerator mit
nachgeschalteter Flip-Flop-Dekodierung, logischer Verknüpfung
und Triggerschaltkreisen aufwendig und entsprechend
teuer.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Zertrümmern von Körpersteinen derart auszubilden,
daß der Vorteil einer verdoppelten Lebensdauer oder
Standzeit der Elektroden in der Funkenstrecke nicht mit dem
Nachteil eines komplizierten, teueren und störanfälligen
Schaltungsaufbaus erkauft werden muß.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Erfindungsgemäß erfolgt die Aufladung des Kondensator, der
die Hochspannung für die Funkentladung liefert, durch den
- nicht gleichgerichteten - Wechselstromausgang einer Wechselstromquelle.
Hierzu ist weiterhin eine Schalteinrichtung
vorgesehen, welche während jeder Halbwelle des Wechselstromausganges
derart angesteuert wird, daß der Kondensator während
des zweiten Teils jeder Halbwelle des Wechselstromausganges
zur Entladung über die Funkenstrecke von der Wechselstromquelle
zunächst getrennt ist und nachfolgend von der
Wechselstromquelle mit einer Spannung wieder aufgeladen
wird, welche gegenüber der soeben entladenen Spannung entgegengesetzte
Polarität hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 den Schaltkreisaufbau einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zertrümmern
von Körpersteinen;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ein Schaltkreisdiagramm einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen
gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei der synchron mit einer Wechselspannungs-
Energiequelle zwischen Lade- und Entladezuständen
umgeschaltet wird;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Vorrichtung gemäß Fig. 7;
Fig. 5 ein Schaltkreisdiagramm einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen
gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der
synchron zu einer Wechselspannungs-Energiequelle
zwischen den Lade- und Entladezuständen umgeschaltet
wird; und
Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Vorrichtung gemäß Fig. 5.
Gemäß Fig. 1 ist ein Netzstecker 11 mit der Primärwicklung
eines Netztransformators 13 über einen Netzschalter
12 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators
(Wechselstromquelle 13) ist über einen Widerstand 14 mit dem Eingang
eines Triac 15 verbunden. Das Gate des Triac 15 ist mit
einem Widerstand 16 und einem Triggerschaltkreis 17 verbunden.
Der Ausgang des Triac 15 bzw. das andere Ende des
Transformators 13 sind mit Entladungsröhren 18 bzw. 20 in
Verbindung. Die Triggerelektroden der Röhren 18 bzw. 20
sind mit Triggerschaltkreisen 19 bzw. 21 verbunden. Die
Ausgänge der Röhren 18 und 20 sind mit den Anschlüssen
eines Kondensators 22 verbunden. Ein Anschluß des Kondensators
22 ist über eine Entladungsröhre 23 mit einer Entladungselektrode
25 verbunden und der andere Anschluß des
Kondensators 22 ist direkt mit der Entladungselektrode 25
verbunden. Die Triggerelektrode der Röhre 23 ist mit einem
weiteren Triggerschaltkreis 24 verbunden. Der Netzschalter
12 ist über einen Entladungsschalter 26 mit einem Spannungsteiler
verbunden, der aus Widerständen 27 und 28
aufgebaut ist. Der Anschluß zwischen den Widerständen 27
und 28 ist mit dem invertierenden Eingang eines Komparators
30 und dem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators
32 verbunden. Referenzspannungsquellen 29 und 34
sind mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators
30 bzw. dem invertierenden Eingang des Komparators 32
verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Komparatoren 30 und
32 sind über Dioden 31 bzw. 33 mit dem Triggerschaltkreis
17 bzw. einem monostabilen Multivibrator 35 verbunden. Der
Ausgangsanschluß des Multivibrators 35 ist über einen
weiteren Multivibrator 36 mit einem Photokoppler 37 und
einem Multivibrator 38 verbunden. Der Ausgang des Photokopplers
37 ist mit den Triggerschaltkreisen 19 und 21
verbunden und der Ausgang des Multivibrators 38 ist über
einen Photokoppler 39 mit dem Triggerschaltkreis 24 verbunden.
Wenn in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 der Netzschalter 12
eingeschaltet wird, wird eine Spannung in der Sekundärwicklung
des Transformators 13 induziert. Wenn der Entladeschalter
26 eingeschaltet wird, wird eine Spannung, die
durch Teilen der Netzspannung durch die Widerstände 27
und 28 erhalten wird, den Komparatoren 30 und 32 zugeführt.
Der Ausgang des Komparators 30 wird in einen positiven
Wert invertiert, wenn die geteilte Spannung die Referenzspannung
der Referenzspannungsquelle 29 übersteigt,
wie in dem Zeitdiagramm gemäß Fig. 2 gezeigt. Weiterhin
wird der Ausgang des Komparators 32 in einen positiven
Wert invertiert, wenn die geteilte Spannung die Referenzspannung
der Referenzspannungsquelle 29 unterschreitet. Es
sei hier festgehalten, daß die Referenzspannung derart
festgelegt wird, daß sie 4 ms nach dem Nulldurchgang der
Netzspannung auftritt. Die Ausgangsspannungen der Komparatoren
30 und 32 werden über die Dioden 31 bzw. 33 dem
Triggerschaltkreis 17 bzw. dem Multivibrator 35 zugeführt.
Der Triggerschaltkreis 17 und der Multivibrator 35 erzeugen
einen 6 ms-Triggerimpuls und einen 1 ms-Impuls an den
steigenden Flanken der Ausgangsspannungen der Komparatoren
30 und 32. Wenn der Triggerschaltkreis 17 einen Triggerimpuls
dem Gate des Triac 15 zuführt, wird dieser durchgeschaltet.
Danach erzeugt der Multivibrator 36 einen 10
ms-Impuls als Antwort auf die fallende Flanke des Ausgangsimpulses
des Multivibrators 35. Der Impuls des Multivibrators
36 wird über den Photokoppler 37 den Triggerschaltkreisen
19 und 21 zugeführt. Als Antwort auf den
Ausgangsimpuls vom Multivibrator 36 erzeugen die Schaltkreise
19 und 21 Triggerimpulse, um die Entladungsröhre
18 und 20 anzusteuern. Wenn die Entladungsröhren 18 und 20
eingeschaltet sind, wird die Netzspannung dem Kondensator
22 zugeführt, um diesen aufzuladen. Wenn der Kondensator
22 bis auf den Wert der Netzspannung aufgeladen worden
ist, sinkt die Netzspannung ab. Eine Rückwärtsspannung
wird angelegt, um den Triac 15 abzuschalten. Danach werden
die Entladungsröhren 18 und 20 abgeschaltet. In diesem
Zustand ist der Kondensator 22 voll aufgeladen. Wenn die
Ionen in den Entladungsröhren 18 und 20 verschwinden,
fällt der Ausgangsimpuls des Multivibrators 36 ab. Als
Antwort auf die fallende Flanke dieses Impulses erzeugt
der Multivibrator 38 einen Ausgangsimpuls. Dieser Impuls
wird dem Triggerschaltkreis 24 über den Photokoppler 39 zugeführt und
der Schaltkreis 24 führt einen Triggerimpuls an die Entladungsröhre
23, so daß diese eingeschaltet wird. Somit
wird die geladene Spannung des Kondensators 22 über die
Entladungsröhre 23 den Entladungselektroden 25 zugeführt,
so daß an diesen Elektroden 25 eine elektrische Entladung
stattfindet und der Entladungslichtbogen einen Körperstein
zertrümmert. Diese Entladung ist eine kurzzeitige Entladung.
Wenn diese kurzzeitige Entladung abgeschlossen ist,
wird der nächste Netzspannungs-Zyklus begonnen, d. h. der
Ausgang des Komparators 32 wird durch die negative Halbwelle
der Spannung invertiert. Von dem Triggerschaltkreis
17 und dem Multivibrator 35 werden als Antwort auf die
steigende Flanke des invertierten Pulses Impulse erzeugt,
um den Triac 15 einzuschalten. Nach 1 ms werden die Entladungsröhren
18 und 20 als Antwort auf den Ausgangsimpuls
des Multivibrators 36 eingeschaltet. Somit wird der Kondensator
22 mit einer Polarität aufgeladen, die umgekehrt
zur Polarität der positiven Halbwelle der Netzspannung
ist. Zu diesem Zeitpunkt verschwinden die Ionen in der
Entladungsröhre 23. Wenn die Entladungsröhre 23 als Antwort
auf den Ausgangsimpuls vom Multivibrator 38 eingeschaltet
wird, entsteht eine Entladung an den Elektroden
25, die genau entgegengesetzt der Entladung im Fall der
positiven Halbwelle ist und der Stein wird auf gleiche
Weise wie bei der Entladung durch die positive Halbwelle
zertrümmert.
Bei der Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen
gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 wird der Entladungsschaltkreis
durch die Entladungsröhren 18 und 20, die als steuerbare Schalteinrichtung wirken vollständig
von der Netzversorgung isoliert, während gleichzeitig
die Triggerschaltkreise 17, 19 und 24 durch die
Photokoppler 37 und 39 isoliert werden. Dies hat zur Folge,
daß kein Stromverlust auftritt.
Bei einer zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein
Netzstecker 111 mit der Primärwicklung eines Transformators
113 über einen Netzschalter 112 verbunden. eine Sekundärwicklung
113a des Transformators 113 ist über einen
Widerstand 114 und einen Triac 115 mit einem Kondensator
117 verbunden. Das Gate des Triac 115 ist mit einem Widerstand
116 verbunden. Der Kondensator 117 ist über eine
Entladungsröhre 118 mit einer Sondenelektrode, d. h. einer
Entladungselektrode 120 verbunden. Mit der Triggerelektrode
der Röhre 118 ist ein Triggerschaltkreis 119 verbunden.
Komparatoren 121 und 122 sind mit der anderen Sekundärwicklung
113b des Transformators 113 verbunden. Der invertierende
Eingangsanschluß des Komparators 121 und der
nichtinvertierende Eingangsanschluß des Komparators 122
sind mit der Sekundärwicklung 113b verbunden. Der nichtinvertierende
Eingangsanschluß des Komparators 121 und der
invertierende Eingangsanschluß des Komparators 122 sind
mit Referenzspannungsquellen 123 bzw. verbunden. Wenn somit
eine Wechselspannung ihre positive Halbwelle duchläuft,
erzeugt der Komparator 121 ein positives Ausgangssignal.
Wenn die Wechselspannung ihre negative Halbwelle
durchläuft, erzeugt der Komparator 122 einen positiven
Ausgang.
Die Ausgangsanschlüsse der Komparatoren 121 und 122 sind
über Dioden 125 und 126 und einem Entladungsschalter 127
mit einem monostabilen Multivibrator 128 verbunden. Der
Ausgangsanschluß des Multivibrators 128 ist mit einem monostabilen
Multivibrator 129 und mit dem Gate des Triac
115 über einen Widerstand 110 verbunden. Der Ausgang des
monostabilen Multivibrators 129 ist über einen monostabilen
Multivibrator 130 mit dem Triggerschaltkreis 119 verbunden
Unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 4 wird nun
die Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform näher erläutert.
Wenn der Netzschalter 112 eingeschaltet wird,
erscheinen Wechselspannungskomponenten an den Sekundärwicklungen
113a und 113b des Transformators 113. Wenn danach
der Entladungsschalter 127 eingeschaltet wird, werden
die Ausgangssignale der Komparatoren 121 und 122 über die
Dioden 125 und 126 und dem Schalter 127 dem monostabilen
Multivibrator 128 zugeführt. In diesem Fall erzeugt der
Komparator 121 während der positiven Halbwelle der Wechselspannung
einen positiven Impuls, wenn die Wechselspannung
höher ist als die Referenzspannung der Referenzspannungsquelle.
Der Komparator 122 erzeugt einen positiven
Impuls, wenn die Wechselspannung unter der Referenzspannung
der Referenzspannungsquelle 121 liegt.
Wenn der Ausgangsimpuls des Komparators 121 dem monostabilen
Multivibrator 128 zugeführt wird, erzeugt dieser
einen Impuls als Antwort auf die steigende Flanke des
Komparators 121. Eine Zeitkonstante des Multivibrators 128
wird so gesetzt, daß ein 5 ms-Impuls bezüglich der Netzfrequenz,
z. B. 50 Hz aus dem folgenden Grund erzeugt wird:
nach dem Abfallen der Wechselspannung, nachdem der Triac
115 auf den Impuls vom Multivibrator 128 durchgeschaltet
worden ist, wird eine Rückspannung auf den Triac 115
geführt und dieser gesperrt. Es ist somit sinnlos, einen
Gateimpuls auf den Triac 115 zu legen. Wenn der Triac 115
mit Energie versorgt wird, wird der Kondensator 117 derart
aufgeladen, daß der Anschluß der Entladungsröhre 118 am
Kondensator 117 während der positiven Halbwelle der Wechselspannung
auf positive Polarität gesetzt wird. Wenn der
Kondensator 117 auf den Maximalwert der Wechselspannung
aufgeladen worden ist und die Wechselspannung wieder absinkt,
wird der Triac 115 abgeschaltet, um den Ladevorgang
des Kondensators 117 zu beenden. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt
der monostabile Multivibrator 129 einen 1 ms-Impuls
als Antwort auf die fallende Flanke des Ausgangssignales
vom Multivibrator 128. Während dieser Zeitdauer wird der
Ladezustand des Kondensators 117 stabilisiert. Der Multivibrator
130 erzeugt als Antwort auf die fallende Flanke
des Ausgangssignals vom Multivibrator 129 einen Impuls.
Wenn dieser Impuls dem Triggerschaltkreis 119 zugeführt
wird, wird die Entladungsröhre 118 als Antwort auf einen
Triggerimpuls vom Schaltkreis 119 eingeschaltet. Die Spannung
des Kondensators 117 wird dann über die Entladungsröhre
118 der Entladungselektrode 120 zugeführt. An der
Entladungselektrode 120 findet ein Lichtbogenüberschlag
in Richtung von der Elektrode b zur Elektrode a statt und
dieser Lichtbogenüberschlag zertrümmert den Körperstein.
Nach Abschluß der Lichtbogenentladung fällt der Ausgang
vom Komparator 121 ab und der Komparator 122 erzeugt einen
Impuls. Der Multivibrator 128 erzeugt als Antwort auf die
steigende Flanke des Impulses vom Komparator 122 einen 5 ms-
Impuls. Als Antwort auf diesen Impuls wird der Triac
115 wieder durchgeschaltet. In diesem Falle wird die Spannung
der negativen Halbwelle dem Kondensator 117 zugeführt
und der Kondensator 117 wird mit einer Polarität aufgeladen,
die der Polarität der positiven Halbwelle entgegengesetzt
ist. Mit anderen Worten, der Anschluß der Röhre
118 am Kondensator 117 wird auf negative Polarität gesetzt.
Wenn der Kondensator 117 vollständig aufgeladen
worden ist und die Röhre 118 als Antwort auf einen Triggerimpuls
vom Schaltkreis 119 angesteuert wird, wird der
Kondensator 117 über die Röhre 118 zur Elektrode 120 hin
entladen. Da in diesem Falle die Spannung eine entgegengesetzte
Polarität hat, findet ein Lichtbogenüberschlag von
der Elektrode a zur Elektrode b statt.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ändert sich die
Entladungsrichtung abwechselnd in Einheiten der Halbwellen
der Wechselspannung. Somit wird eine der Elektroden a bzw.
b in der Entladungselektrode 120 nicht übermäßig abgenutzt
und die Lebensdauer der Elektrode wird wesentlich verlängert.
In dieser Ausführungsform wird als Schaltelement ein
Triac verwendet. Es sind jedoch auch andere Halbleiterschalter
anstelle des Triacs denkbar.
Bei einer dritten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist ein
Netzstecker 131 mit der Primärwicklung eines Transformators
134 über einen Netzschalter 132 und einen Relaisschalter
133a eines Relais 133 verbunden. Eine Sekundärwicklung
134a des Transformators 134 ist über einen Widerstand
135 mit einem Kondensator 136 verbunden. Der
Kondensator 136 ist über eine Entladungsröhre 137 mit einer
Entladungselektrode 139 verbunden. Mit der Triggerelektrode
der Röhre 137 ist ein Triggerschaltkreis 138
verbunden.
Mit der Sekundärwicklung eines Transformators 148 sind
Komparatoren 140 und 141 verbunden. Der invertierende
Eingangsanschluß des Komparators 140 und der nichtinvertierende
Eingangsanschluß des Komparators 141 sind mit der
Sekundärwicklung 148a verbunden. Der nichtinvertierende
Eingangsanschluß des Komparators 140 und der invertierende
Eingangsanschluß des Komparators 141 sind mit Referenzspannungsquellen
verbunden. Wenn der Wechselspannungsausgang
seine positive Halbwelle durchläuft, erzeugt der
Komparator 140 ein positives Ausgangssignal. Wenn der
Wechselspannungsausgang seine negative Halbwelle durchläuft,
erzeugt der Komparator 141 ein positives Ausgangssignal.
Die Ausgangsanschlüsse der Komparatoren 140 und 141 sind
über Dioden 142 und 143 und einen Entladungsschalter 144
mit einem monostabilen Multivibrator 145 verbunden. Der
Ausgang des Multivibrators 145 ist mit einem monostabilen
Multivibrator 146 und dem Relais 133 verbunden. Der Ausgang
des Multivibrators 146 wird über einen Multivibrator
147 dem Triggerschaltkreis 138 zugeführt.
Unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 6 soll nun
die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 5
näher erläutert werden. Wenn der Entladungsschalter 144
eingeschaltet worden ist, nachdem der Netzschalter 132
eingeschaltet worden ist, erzeugt der monostabile Multivibrator
145 einen Impuls. Wenn dieser Impuls dem Relais
133 zugeführt wird, wird dieses mit Energie versorgt und
schließt den Relaisschalter 133a nach einer kurzen Zeitverzögerung.
Eine Wechselspannung wird in der Sekundärwicklung
des Transformators 134 erzeugt und der Kondensator
136 wird derart aufgeladen, daß der Anschluß an der
Röhre 137 während der positiven Halbwelle aufgeladen wird.
Nachdem der Kondensator 136 aufgeladen worden ist, fällt
der Ausgangsimpuls des Multivibrators 145 ab und schaltet
das Relais 133 ab. Somit wird nach einer kurzen Verzögerungszeit
der Relaisschalter 133a geöffnet und das Aufladen
des Kondensators 136 beendet.
Als Antwort auf die fallende Flanke des Ausgangsimpulses
vom Multivibrator 145 erzeugt der Multivibrator 146 einen
Impuls mit einer Pulsbreite, welche die Verzögerungszeit
durch das Relais 133 kompensiert. Als Antwort auf die
fallende Flanke des Ausgangsimpulses vom Multivibrator 146
liefert der Multivibrator 147 einen Impuls an den Triggerschaltkreis
138. Als Antwort auf dieses Signal
liefert der Schaltkreis 138 einen Triggerimpuls an die Triggerelektrode
der Entladungsröhre 137, um diese einzuschalten.
Die Spannung am Kondensator 136 wird somit der Elektrode
139 über die Entladungsröhre 137 zugeführt. An der Entladungselektrode
139 erfolgt ein Lichtbogenüberschlag in
Richtung von der Elektrode a zur Elektrode b. Wenn die
Lichtbogenentladung abgeschlossen ist und dann der nächste
Impuls vom Multivibrator 145 dem Relais 133 zugeführt
wird, wird der Relaisschalter 133a geschlossen und der
Kondensator 136 mit einer Polarität entgegengesetzt der
während der positiven Halbwelle der Wechselspannungsquelle
geladen. Nachdem der Kondensator 136 aufgeladen worden
ist, wird die Entladungsröhre 137 wieder eingeschaltet und
der Kondensator 136 wird entladen. Eine Spannung mit einer
entgegengesetzten Polarität zu der im Falle der positiven
Halbwelle wird der Elektrode 139 zugeführt, so daß eine
Entladung von der Elektrode b zur Elektrode a stattfindet.
Da bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 der Kondensator
136 über den Widerstand 135 und die Sekundärwicklung 134a
des Transformators 134 entladen wird, wenn der Relaisschalter
133a geöffnet ist und solange die Röhre 137 nicht
gezündet ist, fällt der Spannungswert am Kondensator 136
leicht ab. Durch eine geeignete Dimensionierung des Widerstandes
135 kann dies eingestellt werden. Zusätzlich
wird, nachdem die Spannung am Kondensator 136 auf eine
gewisse Abklingspannung zwischen den Elektroden 139 gefallen
ist, der Kondensator durch die Sekundärwicklung
134a entladen, bis er wieder aufgeladen wird. Dies erleichtert
das nächste Aufladen des Kondensators 136, da
der Kondensator 136 vollständig entladen ist.
Bei der beschriebenen dritten Ausführungsform findet jede
Entladung pro Halbwelle statt. Es können jedoch, nachdem
Entladezyklen in eine Entladerichtung durchgeführt wurden
Entladezyklen für andere Richtungen durchgeführt werden.
Als Schalteinrichtung wird ein Relais verwendet, Alternativ
hierzu kann auch ein Halbleiterschalter verwendet
werden.
Da bei der dritten Ausführungsform ein Schaltelement
synchron mit dem Zyklus der Wechselspannungsquelle betrieben
wird, wird der Kondensator in Halbwellen-Zyklen
synchron mit den entgegengesetzten Polaritäten aufgeladen.
Da somit Spannungen mit entgegengesetzten Polaritäten abwechselnd
dem Elektrodenpaar zugeführt werden, wird keine
der Elektroden übermäßig belastet und abgenutzt, so daß
die Lebensdauer der Entladungssonde verlängert wird. Da
schließlich in allen Ausführungsformen der Schaltkreisaufbau
frei von notwendigen Bauteilen ist, können Herstellungskosten
verringert werden und die Lebensdauer der
gesamten Vorrichtung wird verbessert.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen durch
Schockwellen, mit:
einer Ladeeinrichtung, welche eine Hochspannungsquelle aufweist;
einem Kondensator, der von der Ladeeinrichtung aufgeladen wird;
einer Funkenstrecke, die den Kondensator über eine erste steuerbare Schalteinrichtung mit Entladungsröhren entlädt und dabei eine Schockwelle auslöst; und
einer Verzögerungseinrichtung, die den Kondensator erst dann mit der Hochspannungsquelle verbindet, wenn seit der Entladung des Kondensators eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist, während der die erste steuerbare Schalteinrichtung in einen voll abgeschalteten Zustand gelangt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungsquelle eine Wechselstromquelle (13; 113; 134) zur Erzeugung eines Wechselstromausgangsignals aufweist und die Ladeeinrichtung weiterhin eine Schalteinrichtung (15; 115; 133a) aufweist, welche während jeder Halbwelle des Wechselstromausgangsignals derart angesteuert wird, daß der Kondensator (22; 117; 136) während des zweiten Teils jeder Halbwelle des Wechselstromausgangssignals zur Entladung über die Funkenstrecke (25; 120; 139) von der Wechselstromquelle (13; 113; 134) getrennt ist und nachfolgend von der Wechselstromquelle (13; 113; 134) mit einer Spannung wieder aufgeladen wird, welche gegenüber der soeben entladenen Spannung entgegengesetzte Polarität hat.
einer Ladeeinrichtung, welche eine Hochspannungsquelle aufweist;
einem Kondensator, der von der Ladeeinrichtung aufgeladen wird;
einer Funkenstrecke, die den Kondensator über eine erste steuerbare Schalteinrichtung mit Entladungsröhren entlädt und dabei eine Schockwelle auslöst; und
einer Verzögerungseinrichtung, die den Kondensator erst dann mit der Hochspannungsquelle verbindet, wenn seit der Entladung des Kondensators eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist, während der die erste steuerbare Schalteinrichtung in einen voll abgeschalteten Zustand gelangt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungsquelle eine Wechselstromquelle (13; 113; 134) zur Erzeugung eines Wechselstromausgangsignals aufweist und die Ladeeinrichtung weiterhin eine Schalteinrichtung (15; 115; 133a) aufweist, welche während jeder Halbwelle des Wechselstromausgangsignals derart angesteuert wird, daß der Kondensator (22; 117; 136) während des zweiten Teils jeder Halbwelle des Wechselstromausgangssignals zur Entladung über die Funkenstrecke (25; 120; 139) von der Wechselstromquelle (13; 113; 134) getrennt ist und nachfolgend von der Wechselstromquelle (13; 113; 134) mit einer Spannung wieder aufgeladen wird, welche gegenüber der soeben entladenen Spannung entgegengesetzte Polarität hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite steuerbare Schalteinrichtung zwischen
die Wechselstromquelle (13) und den Kondensator (22)
geschaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite steuerbare Schalteinrichtung zwischen
der Hochspannungsquelle (13) und dem Kondensator (22)
aus Entladungsröhren (18, 20) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungsquelle (13) positive und
negative Ausgangsanschlüsse aufweist, wobei die zweite
steuerbare Schalteinrichtung (18, 20) über die Schalteinrichtung
(15) mit dem positiven bzw. negativen Ausgangsanschluß verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite steuerbare Schalteinrichtung (18, 20)
eine Einrichtung zur Energieversorgung der Schalteinrichtung
über eine festgelegte Zeitdauer während der
Halbwellen des Wechselstromausgangssignal aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalteinrichtung (115) synchron zu dem Wechselstromausgangsignals
von der Wechselstromquelle (113; 134)
betätigbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalteinrichtung einen Triac (115) aufweist,
der mit einem Ausgang der Wechselstromquelle (113) verbunden
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalteinrichtung ein Relais (133) aufweist.
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