DE506939C - Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen, insbesondere fuer medizinische Zwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen, insbesondere für medizinische Zwecke. Derartige Apparate werden bekanntlich in der Regel von Ärzten, Schwestern u. dgl. benutzt, d. h. von Personen, die keine besonderen technischen Kenntnisse haben. Zum Betriebe derartiger Apparate stehen in ärztlichen Behandlungszimmern, Ambulatorien, Kliniken, Krankenhäusern u.dgl. nur Verteilernetze mit normaler Spannung als Betriebsstromquelle zur Verfügung, und es war bisher nur'unter Zuhilfenahme komplizierter, in der Bedienung schwieriger Apparaturen möglich, von solchen Betriebsstromquellen ausgehend die für diese Apparate erforderlichen außerordentlich hohen Frequenzen und Spannungen zu erzeugen.

Es ist zwar in der Technik für drahtlose Nachrichtenübermittlung bereits bekannt,

so hochfrequente Schwingungen mittels eines an die Betriebsstromquelle angeschlossenen Schwingungskreises zu erzeugen, zu dessen Kapazität ein aus einer Löschfunkenstrecke und der Primärspule eines Teslatransformators bestehender Stromkreis parallel liegt. Allein die zur Aufladung der Kapazität erforderlichen Stromquellen müssen immerhin Spannungen von einigen tausend Volt zu liefern vermögen, wenn auch während des Betriebes eine gewisse, sozusagen automatische Spannungssteigerung an der Kapazität durch Einschalten von Drosseln in die Zuleitungen zur Stromquelle erreicht werden kann.

Die Erfindung ermöglicht es, Schwingungen mit der für den Betrieb medizinischer Apparate erforderlichen außerordentlich hohen Frequenz und Spannung durch einfachen Anschluß der betreffenden Apparate an ein Verteilernetz mit normaler Spannung zu erzeugen, indem die Kapazität und Induktivität des an das Verteilernetz angeschlossenen primären Schwingungskreises derart bemessen und abgestimmt wird, daß dieser sich bei seinem Anschalten an das Verteilernetz in Resonanz mit dessen Frequenz befindet, wenn dieLöschfunkenstrecke arbeitet, und daß die hierbei an der Kapazität auftretenden Teilspannungen zum Betätigen der Löschfunkenstrecke ausreichen, die bei den Entladungen der Kapazität durch Anstoßen der Teslaspule die gewünschten hochfrequenten Schwingungen erzeugt. Durch diese Ausnutzung der an sich bekannten Resonanzerscheinungen wird eine Umformung der ursprünglichen Betriebsfrequenz auf die geforderte Hochfrequenz in weit höherem Umfange erreicht, als es durch die bloße Wirkung eines Stromkreises mit einer Teslaspule allein eintritt.

Auf der Zeichnung ist in Abb. ι eine gemäß der Erfindung ausgeführte Einrichtung für Wechselstrombetrieb dargestellt.

Es bedeuten w die Betriebsstromquelle, I und m swei Selbstinduktionsspulen, die erfindungsgemäß elektrisch getrennt, aber magnetisch vereinigt, auf denselben Eisenkern gewickelt sind und deren gesamte Selbstinduktion L der Größe nach bezeichnet werden ίο möge. Hierdurch wird unter Ausnutzung der Gegeninduktivität der beiden Spulen eine bedeutende Material- und Gewichtsersparnis erzielt.

Die beiden Hälften der Selbstinduktion sperren das Netz gegen das Eindringen schädlicher Hochfrequenzschwingungen, indem sie zugleich als Hochfrequenzdrosseln wirken.

k ist ein Kondensator mit der Kapazität C, / eine an sich bekannte Löschfunkenstrecke.

ϊο % ist die Primär- und t die Sekundärwicklung des Teslatransformators. Das eine Ende der letzteren liegt frei, während das andere entweder mit dem Niederspannungskreis unmittelbar verbunden ist oder in bekannter Weise

as über einen Kondensator an diesem Kreis liegt, um die Hochspannungsklemmebzw. denTeslatransformator selbst vom Netz zu isolieren.

Die Größe der Selbstinduktion L und die der Kapazität C ist so gewählt, daß die Re-

sonanzbedingung ω L ■= ι : ω C für die Kreisfrequenz ω des angewandten Wechselstromes nahezu erfüllt ist. Die Abstimmung auf Resonanz wird unter Berücksichtigung der zum Kondensator parallel geschalteten Funkenstrecke vorgenommen. Diese wirkt während des Betriebs als Ohmscher Widerstand, so daß die Größe der Kapazität hierdurch scheinbar verändert wird. Bei etwaigem Aussetzen der Funkenstrecke oder deren Kurz-Schluß wird der vorher vorhandene Resonanzzustand gestört, der Kreis w,1, k, m, w nimmt infolgedessen bedeutend weniger Energie aus der Wechselstromquelle w auf als während des normalen Betriebes.

Hierdurch ist es möglich, den Strom /, der im Kreise w, I, k, m, w fließt, bis zu einem Grenzwert anwachsen zu lassen, der lediglich von dem Ohmschen Widerstand der SpulenZundw abhängt. Die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung ist hierbei praktisch gleich Null, so daß tatsächlich beträchtliche Energie in dem Schwingungskreis fließt.

Da die Teilspannung an der Kapazität proportional mit dem durch sie fließenden Strom steigt, ist es ohne weiteres möglich, die Kapazität so zu wählen, daß die an ihr erzeugten Teilspannungen zum Betriebe der Löschfunkenstrecke ausreichen.

Ein Maß für die im Hochfrequenzkreis k, f, m, k auftretende Hochfrequenzenergie ist dann der Ausdruck E = ^x/₂ CV², wobei V die Teilspannung an der Kapazität C bedeutet. Der Kreis h, f, n_} k bildet somit einen Stoßkreis, der die Teslaspule ί in ihrer Eigenfrequenz anstößt, wobei dieEigenf requenz des Stoßkreises gleich derjenigen der Teslaspule zu machen ist, unter Berücksichtigung der bei entsprechend fester Kopplung dieser beiden Spulen auftretenden Verstimmung der Schwingungsfrequenzen.

Abb. 2 zeigt eine Ausführung, bei der wahlweise Wechsel- oder Gleichstrom zum Betriebe verwendet werden kann.

Die Anordnung der Selbstinduktionsspulen/ und m ist dieselbe wie bereits beschrieben. Zwischen beide wird der Unterbrecher, bestehend aus Unterbrecherspuleu und Kontaktstelle/, eingebaut, zu der die Kapazität k und die Stoßkreisspule η parallel liegen. DieUnterbrecherkontakte sind in bekannter Weise so ausgebildet, daß sie auch als Löschfunkenstrecke dienen können.

Bei Gleichstrombetrieb wirkt der Unterbrecher durch Erzeugung hoher Öffnungsextraspannungen, die ihrerseits die Kapazität k aufladen. Diese entlädt sich über die Funkenstrecke f des Unterbrechers, so daß der Kreis k, f, n, k als Stoßkreis wirkt.

Bei Verwendung von Wechselstrom wird erfindungsgemäß die Unterbrecherspule w kurzgeschlossen, so daß die Unterbrecherkontakte/ nunmehr als Elektroden der Löschfunkenstrecke wirken, nachdem sie selbstverständlich auf die erforderliche Entfernung eingestellt worden sind.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen, insbesondere für medizinische Zwecke, mit einem an die Betriebsstromquelle angeschlossenen Schwingungskreis, zu dessen Kapazität ein aus einer Löschfunkenstrecke und der Primärspule eines Teslatransformators bestehender Stoßkreis parallel liegt, gekennzeichnet durch die Bemessung und Abstimmung der Kapazität und Induktivität des niederfrequenten Schwingungskreises, derart, daß dieser sich bei seinem Anschalten an ein Verteilernetz mit normaler Spannung in Resonanz mit der Frequenz des Verteilernetzes befindet, wenn die Löschfunkenstrecke arbeitet, und daß die hierbei an der Kapazität auftretenden Teilspannungen zum Betätigen derLöscIifunkenstrecke ausreichen, die in an sich bekannter Weise bei den Entladungen der Kapazität durch Anstoßen der Teslaspule die gewünschten hochfrequenten Schwingungen erzeugt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, da- uo durch gekennzeichnet, daß die Induktion des Schwingungskreises in zwei Spulen

   aufgelöst ist, die zu beiden Seiten der Kapazität liegen, um beide Speiseleitungen gegen das Übertreten hochfrequenter Schwingungen zu schützen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Induktionsspulen einen gemeinsamen Eisenkern haben und derart geschaltet sind, daß sie beim Durchfließen des Betriebsstromes den Eisenkern in demselben Sinne magnetisieren.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der zwecks wahlweiser Verwendung für Gleich- oder Wechselstrom die Kontakte des bei Gleichstrombetrieb den Gleichstrom zerhackenden Selbstunterbrechers derart ausgebildet sind, daß sie nach Art einer Löschfunkenstrecke zu wirken vermögen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Kurzschließen der Erregerwicklung des Selbstunterbrechers bei Wechselstrombetrieb.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen