DE959211C - Elektrische Einrichtung mit einer Anzahl von Ausgangskreisen zum Zusammenziehen der Muskeln - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 28. FEBRUAR 1957

R 12701 VIII c 121g

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung zur Erzielung von Muskelkontraktionen mit einer Anzahl von Ausgangskreisen zum Zusammenziehen der Muskeln, bei der ein Schwingungsstrom von mindestens einem Oszillator dem Primärstroimikreis eines Transformators zugeführt wird.

Bekannt ist, daß die Muskeln des menschlichen Körpers gekräftigt werden, wenn sie durch elektrische Ströme in geeigneter Weise erregt werden. Ein Wechselstrom bestimmter Stärke verursacht das Zusammenziehen der Muskeln, während ein Strom geringer Stärke die Muskeln nur reizt, ohne daß sie zusammengezogen werden. Es ist auch bekannt, daß bestimmte Wellenformen des Schwingungsstromes wirksamer sind als andere. Eine sägezahnartige Wellenform des Stromes benötigt eine weit geringere Spannung zur Muskelzusammenziehung als eine sinusförmige Wellenform.

Man will auch zur gleichen Zeit verschiedene Muskeln des Körpers behandeln. Hierfür gibt es bereits Vorrichtungen, die aber mehr als einen elektrischen Generator aufweisen, von welchem jeder mit einem bestimmten Teil des Körpers verbunden wird.

Die Erfindung besteht darin, daß jedem Oszillator ein Transformator mit einer Anzahl von Kernen sowie einer diesen Kernen gemeinsamen Primärwicklung zugeordnet ist und jeder der Ausgangskreise für sich eine Sekundärwicklung auf

den einzelnen Kernen des zugehörigen Transformators sowie je einen Stromregler aufweist.

Durch den Erfindungsvorschlag erreicht man verschiedene Vorteile. Es bandelt sich erfkidungsgemäß um eine einfache Vorrichtung mit nur verhältnismäßig wenigen und billigen Teilen. Hierdurch wird eine Wellenform erzeugt, die bei sehr geringer Spannung eine Muskelzusammenziehung hervorruft. Mit Hilfe eines einzigen Generators ίο können verschiedene Teile des Körpers behandelt werden, wobei, wenn einer der Ausgangskreise auf eine höhere oder niedrigere Spannung eingestellt ist, hierdurch die Spannungen in den übrigen Ausgangskreisen nicht beeinflußt werden. Zur Erzeugung der Muskelzusammenziehung wird der elektrische Strom an gegenüberliegenden Muskeln abwechselnd angelegt, so daß eine Vor- und Rückwärtsbewegung des Körperteils erreicht werden kann.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Zum leichten Verständnis der Erfindung ist die Zeichnung in sechs Einheiten unterteilt. Sie sind durch gestrichelte Rechtecke gekennzeichnet. Es handelt sich um folgende Einheiten oder Teile des Apparates, ι ist der Eingangsspeisekreis. 2 ist der Steuerkreis. 3 und 4 sind rechts und links Schwingungserzeuger. 5 und 6 sind rechts und links Ausgangskreise. Der Speisekreis 1 erhält Strom aus den Leitungen 7 und 8, die an einem gewöhnlichen Speisenetz angeschlossen werden können. Die Speiseleiter 7 und 8 führen über die Leitungen 11 und 12 und über einen Schalter 10 zu einem Spartransformator 9. Der Spartransformator 9 hat in Serie liegende Wicklungen oder Wicklungsabschnitte 13, 14 und 15. Die Leitungen 11 und 12 sind mit den Enden der Wicklung 14 verbunden, welche also die Primärwicklung des Spartransformators 9 darstellt.

Die Schwingungserzeuger 3 und 4 weisen einfache Trioden 16 und 17 auf. Es handelt sich um billige und robuste Röhrentypen. Die Heizfäden der Elektronenröhren 16 und 17 erhalten ihren Strom aus dem Wicklungsabschnitt 13 des Spartransformator 9 über die Leitungen 18, 19 bzw. 20, 21 bei einer Spannung von 2¹ZaVoIt. Ein Motor 22 ist an die Leitungen 11 und 12 angeschlossen. Er wird erregt, wenn der Schalter ro geschlossen wird. Der Motor 22 ist vorzugsweise ein bürstenloser Synchronmotor mit einem Bruchteil einer Pferdekraft. Durch die Welle 22_a dreht der Motor 22 einen Nocken oder eine Exzenterscheibe, welche mit Schaltmitteln im Steuerkreis 2 des Apparates verbunden ist. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der isolierte Nocken 25 mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute gedreht. Es können auch andere Geschwindigkeiten in Frage kommen. Durch den Nocken 25 werden die Kontakte einer Schaltvorrichtung S geschlossen oder geöffnet.

Die Schaltvorrichtung 6" hat, wie schematisch gezeigt, eine Grundplatte oder Tragstütze 26, auf der sich ein Federkontakt 24, der unmittelbar vom Nocken 25 betätigt wird, und Kontakte 27, 28 und 29 befinden. Durch die Spannung des Federteiles des Kontaktes 24 wird dieser in Berührung mit dem Kontakt 27 gebracht. Der Nocken 25 ist in Abschnitte a, b, c und d unterteilt. Der Abschnitt α liegt am nächsten am Drehmittelpunkt des Nockens und gestattet, daß der- Kontakt 24 in Berühruing mit dem Kontakt 27 ist. Es sei angenommen, daß sich der Nocken 25 im Uhrzeigersinne aus der in der Zeichnung gezeigten Lage bewegt. Infolgedessen wird der Abschnitt b des Nockens 25 den Kontakt 24 nach links aus seiner Berührung mit dem Kontakt 27 bewegen. Berührt im wesentlichen die Mitte des Abschnittes b den Kontakt 24, so ist er in Berührung mit dem Kontakt 28 gebracht. Da sich der Nocken 25 im Uhrzeigersinne weiterdreht, wird durch ihn der Kontakt 24 weiter nach links bewegt, wobei der Kontakt 24 seine Bewegung nach links auf den Kontakt 28 überträgt. Zu dieser Zeit steht das vordere Ende des Abschnittes c des Nockens 25 in Berührung mit dem Kontakt 24. Der Kontakt 28 wird den Kontakt 29 berühren. Diese Berührung zwischen den Kontakten 28 und-29 bleibt so lange bestehen, bis das hintere Ende des Abschnittes c des Nockens 25 außer Berührung mit dem Kontakt 24 ist. Da sich dann der Abschnitt d des Nockens 25 quer zur Stirnfläche des Kontaktes 24 bewegt, -wird der Kontakt 24 außer Berührung mit dem Kontakt 28 gelangen. Kommt das Ende des. Abschnittes d des Nockens 25 außer Eingriff mit dem Kontakt 24, berührt er den Kontakt 27. Dieser Eingriff des Kontaktes 24 mit dem Kontakt 27 bleibt bestehen, während der Abschnitt α des Nockens 25 sich quer zur.Stirnfläche des Kontaktes 24 bewegt. Die Kontakte 24, 27, 28 und 29 sind so zueinander und dem Nocken 25 angeordnet, daß der Kontakt 24 den Kontakt 27 während einer Zeitdauer entsprechend einem Drittel der Umdrehung des Nockens 25 berührt. Der Kontakt 24 berührt den Kontakt 28 für eine Zeit entsprechend im wesentlichen der Hälfte der Umdrehung des Nockens. 25. Der Kontakt 28 steht mit dem Kontakt 29 für eine Zeit entsprechend ungefähr einem Drittel der Umdrehung des Nockens 25 im Eingriff. Die durch die Abschnitte b und c gebildeten Bogen stellen die Zeitperioden dar zwischen der Nichtberührung des Kontaktes 24 mit dem Kontakt 27 und der Berührung des Kontaktes 28 mit dem Kontakt 29. Sie entsprechen einem Sechstel der Umdrehungszeit des Nockens 25. Mit dem Schalter^ ist ein Gruppenhandschalter G mit den Gruppen 30, 31, 32 und 33 verbunden. Jede Gruppe besteht aus vier stationären Kontakten und einem Bewegungskontakt. Durch einen Knopf 3O₀ werden die Bewegungskontakte der einzelnen Gruppen des Handschalters G gleichzeitig bewegt.

Das rechte Ende der Wicklung 14 des Spartransformators 9" ist über den Leiter 23 mit dem Federkontakt 24 des Schalters 5 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 14 ist über die Leiter 19 und 21 mit den Heizfäden der Trioden 16 und 17 verbunden. Der erste, dritte und vierte

Kontakt der Schaltergruppe 31 sind verbunden. Der erste und zweite Kontakt der Schaltergruppe

32 sind miteinander verbunden. Der erste, zweite und vierte Kontakt der Schaltergruppe 33 sind miteinander verbunden. Durch die Leitung 34 ist der Kontakt 29 des Schalters 5 mit dem ersten Kontakt der Schaltergruppe 30 und mit dem zweiten Kontakt der Schaltergruppe 31 verbunden. Die Leitung 28' verbindet den Kontakt 28 des Schalters S mit dem vierten Kontakt der Schaltergruppe 32. Die Leitung 37 verbindet den Kontakt 27 des Schalters J? mit dem ersten und zweiten Kontakt der Schaltergruppe 32. Der dritte Kontakt der Schaltergruppe 32 ist durch die Leitung 70 mit der rechten Klemme der Wicklung 15 des Spartransformators 9 verbunden. Die beweglichen Kontakte der Schaltergruppen 30 und 31 sind durch die Leitung 35 mit .einer Leitamg 40 verbunden, welche zum linken Schwingungserzeuger 3 des Apparates führt. Der bewegliche Kontakt der Schaltergruppe 32 und der stationäre erste, dritte und vierte Kontakt der Schaltergruppe 31 sind über eine Leitung 36 mit einer Leitung 41 verbunden, welche zum Schwingungserzeuger 4 des Appa-

a5 rätes führt. Die Lampen 68 und 69 dienen zur Anzeige für die Stromzuführung der Leitungen 40 und 41. Die eine Klemme jeder der Glühlampen 68 und 69 ist mit der Leitung 40 bzw. 41 verbunden, während ihre anderen Klemmen über einen Leiter 71 mit einem Widerstand 67 in Verbindung stehen, welcher an der Leitung 70 angeschlossen ist, die zur Außenklemme der Transformatorwicklung 15 führt.

Die Erzeugung der Wellenform, welche ein wertvolles weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Apparates ist, geschieht durch die bestimmte Art der Verbindung und gegenseitigen Anordnung der Anoden- und Gitterkreise der Trioden 16 und 17. Im Anodenkreis der Elektronenröhre 16 befindet sich eine Primärwicklung 38, welche mit der Leitung 40 verbunden ist. Im Anodenkreis der Triode 17 befindet sich die Primärwicklung 39, welche mit der Leitung 41 verbunden ist. In den Gitterkreisen 45 und 46 der Trioden 16 und 17 befinden sich die Wicklungen 43 und 44, weiche über die Leitung 47 mit dem ersten, zweiten und dritten stationären Kontakt der Schaltergruppe

33 verbunden sind, so daß, wenn sich der bewegliche Kontakt der Schaltergruppe 33 in seiner

So ersten, zweiten und vierten Stellung befindet, die Gitterkreise mit der linken Klemme des Abschnittes 14 des Transformators9.über eine Leitung48, einen Teil der Leitung-2o, Leitung 21 und Leitung 19 verbunden werden. Die Wicklungen 38 und 43 bzw. die Wicklungen 39 und 44 sind durch das Magnetfeld der Transformatoren 75 bzw.76 induktiv gekoppelt. Außer für die magnetische Kopplung der Wicklungen der Anoden- und Gitterkreise dienen die Transformatoren 75 und 76 auch zur Erregung der Auisgangskreise 49, 50 und 51 im Ausgangsteil 5 und der Ausgangskreise 52, 53 und 54 im Ausgangsteil 6 des Apparates. Die Transformatoren 75 und 76 haben je drei magnetische Feldwege oder Feldstücke 77', 78 und 79, welche so zueinander liegen, daß der Teil 80 ein gemeinsames Stück für die einzelnen Feldstücke bildet. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die Wicklungen 38, 43 bzw. 39, 44, welche mit den Elektronenröhren 16 und 17 verbunden sind, auf den gemeinsamen Teilen 80 aufgewickelt. Die Sekundärwicklungen der Ausgangskreise 49, 50 und 51 bzw. 52, 53 und 54 isind auf den anderen Teilen der einzelnen Feldstücke yj, 78 und 79 der Transformatoren 75 und 76 aufgewickelt. Die Ausgangskreise speisen ihre Potentiometer 55, 56, 57 bzw. 58, 59 und 60. Gute Resultate erhält man, wenn die Potentiometer einen Widerstand von ungefähr 2000 Ohm haben. Durch die besondere Anordnung der Primär- und Sekundärwicklungen auf den einzelnen Feldstücken J¹J, 78 und jg der beiden Transformatoren 75 und 76 vermeidet man eine Änderung der Stromstärke in dem einen Aus·- gangskreis, wenn ein Potentiometer eines anderen Ausgangskreises auf einen abweichenden Wert eingestellt wird. Die Ausgangskreise 49 bis 54 sind mit Kontakthülsenpaaren 61 bis. 66 verbunden, in welche durch biegsame isolierte Leiter die Elektroden eingesteckt werden. Verbindet der Schalter im Abschnitt 2 des Apparates die Leitungen 40 und 41 mit der Leitung 23, so fließt Strom in den Anodenkreiswicklungen 38 und 39 der Transformatoren 75 und 76. Es wird eine Spannung in die Gitterkreiswicklungen 43 und 44 induziert. Auf den Gittern der Röhren 16 und 17 entsteht eine Vorspannung. Man erhält eine Rückkopplung, welche bewirkt, daß> die Kreise zum Schwingen kommen und eine Stromwellenfprm erzeugen, die für die Reizung des Gewebes^ und das Zusammenziehen der Muskeln in einer Weise sehr ähnlich der bei motorischen .Nervenimpulsen brauchbar ist. Durch einen geeigneten Ausgleich der' Impedanzen der Anoden- und Gitterkreise erhält man eine Schwingungsfrequenz für die Ausgangsströme, die nach Feststellung des Erfindens sehr nahe der physiologischen Geschwindigkeit des Nervimpulses 105, ist.

Der schematisch gezeigte Gruppenschalter G arbeitet in Verbindung mit dem Schalter 6" derart, daß vier Stromkreisanordnungen für vier Reizarten gegeben sind. Sie sind ein schnelles Intermattieren, eine abwechselnde Erregung·, ein schwingendes Intermittieren und ein langsames Intermittieren. Befindet sich der Knopf 3o_a in seiner ersten Stellung, wie in der Zeichnung dargestellt, so stehen die beweglichen Kontakte der Schalter 30 bis 35 sämtlich auf den ersten stationären Kontakten. Zu dieser Zeit sind die Kontakte-27 und 29 beide mit den Leitungen 40 und 41 verbunden. Bei Drehung des Nockens 25 gibt der Kontakt 24 Strom an den Kontakt 27 ab. Bewegt der Nocken 25 den Kontakt 24 nach links, wird der Strom vom Kontakt 24 auf den Kontakt 28 und auf den Kontakt 29 abgegeben. Die Kontakte 27 und. 29 erhalten intermittierend Strom. Sie sind mit den Leitungen 40 und 41 verbunden. In den Schwin- 1S5 gungserzeugern der Abschnittes und 4 des Appa-

rates entstehen Schwingungen von 40 Perioden pro Minute. Wird der Knopf 3o_a in seine Stellung 2 bewegt, so werden die beweglichen Kontakte der Schaltergirtuppen 30 bis 33 au^lf -ihre zweiten stationären Kontakte gebradht. Zu dieser Zeit wird der Konitakt 29 but mit der Leitung- 40 und der Kontakt 27 nur 'mit der Leitung 41 verbunden. Da durch die Drehung des Nockens 25 der Kontakt 24 nach rückwärts und vorwärts schwingt, werden' die Kontakte 27 und 29 abwechselnd mit der Leitung 23 verbunden. Die Anodenkreise der Röhren 16 und 17 werden abwechselnd mit der Leitung 23 verbunden. Die drei Ausgangskreise 49,,50 und 51 werden als eine Gruppe erregt, worauf die Erregung der Ausgangskreise 52, 53 und 54 folgt. Zwischen irgendeinem oder mehreren der Ausgangskreise 49, 50 und- 51 und irgendeinem oder mehreren der Au'sgangiskreise 52, 53 und 54 besteht ailso eine solche zeitliche Beziehung, daß die Ausgangskreise des Transformators 75 mit einem oder mehreren Beugemuskeln und die Ausgangskreise des Transformators 76 mit einem oder mehreren Streckmuskeln verbunden werden können, so daß man eine Rückwärts- und Vorwärtsbewegung eines ^a5 Körperteiles erreicht. Wird der Knopf 30_a in seine Stellung 3 bewegt, so gelangen' die beweglichen Kontakte der Schaltergruppen 30 bis 33 auf ihre dritten stationären Kontakte. Die Leiter 40 und 41 werden durch die Schaltergruppen31 .und 32 mit dem Leiter 70 verbunden. Die Schaltergruppe 33 verbindet die Heizfäden der Röhren 16 und 17 ebenfalls mit der Leitung 70 über einen Widerstand 74 UT.d eine Leitung 48. Die Anodenspannung wird jetzt von den Wicklungen 14 und 15 des Transformators 9 geliefert. Ein Kondensator 72 mit dem Nebenschlußwiderstand 73 ist zwischen der Leitung 48 und der Leitung 47 geschaltet, welche zu den Gitterkreiswicklungen 43 und 44 führt. Der in den Anodenkreiswicklungen 38 und 39 anwachsende Strom induziert eine Spannung in den Gitterkreis wicklungen 43 und 44. Der Kondensator 72 wird aufgeladen. Mit jeder Schwingung in den Oszillatoren wird der Kondensator 72 auf ejnen größeren Wert aufgeladen, so daß die von dem Kondensator gelieferte Gittervorspannung einen Wert erreicht, bei welchem die Röhren gesperrt werden und die Schwingungserzeugung aufhört. Es entlädt sich dann der Kondensator 72. über einen Nebenschlußwiderstand 73, da die Gitterkreiswicklung nicht länger eine Ladurigsspannung infolge der Unterbrechung des Anodenstromes erzeugt. Sobald die Gittervorspannung genügend herabgemindert ist, setzt die Schwingungserzeugung wieder ein. Aber die Schwingungserzeugung dauert nur einige Schwingungen, da die in dem Gitterkreis induzierte Spannung den Kon-. densator auflädt, um die Röhren wiederum zu sperren. Man bekommt dadurch elektrische Schwingiungsimpuilse einer charakteristischen WeI-fio lenform und Frequenz, was man aus der Schwingung fühlt, wenn der Strom an Körperteile angelegt wird. Während der Zuführung des Schwingungsstromes leuchten die Neonlampen kontinu- ' ierlich. Aber in den anderen Stellungen des Knopfes 3O₀ glühen die Neonanzeigelampen nur, wenn Strom in den Leitungen 40 und! 41 fließt.

Wird der Knopf 3O₀ in seine Stellung 4 gedreht, so gelangen die beweglichen Kontakte der Schalitergruippen 30 bis 33 auf ihre vierten stationären Kontakte. Die Schialterigruppen3i und 32 verbinden nunmehr beide Leitungen 40 und 41 mit dem Schalterkontakt 28. Der Anodenstromfliiß wird jetzt vollkommen durch die Kontakte 24 und 28 gesteuert. Dreht sich der Nocken 25 mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute, so wird der Kontakt 24 mit dieser gleichen Frequenz in Eingriff mit dem Kontakt 28 bei Ruheperioden zwischen den Erregungsperioden gebracht, welche im wesentlichen von gleichem Zeitwert sind. Dies ist die langsame Impulsgeschwindigkeit der Einrichtung nach der Erfindung.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektrische Einrichtung mit einer -Anzahl von Ausgangskreisen zum Zusammenziehen der Muskeln, bei der ein Schwingungsstrom von. mindestens einem Oszillator dem Primärstromkreis eines Transformators zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Oszillator (3 und 4) ein Transformator (75 bzw. 76) mit einer Anzahl von Kernen (jj, 78, 79) sowie einer diesen Kernen gemeinsamen Primärwicklung (38 bzw. 39) zugeordnet ist und jeder der Ausgangskreise (49, 50, 51 bzw. 52, 53, 54) für sich eine Sekundärwicklung auf den einzelnen Kernen des zugehörigen Transformators sowie je einen Stromregler (55,56, 57 bzw. 58, 59, 60) aufweist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoren je eine Dreipolröhre (16 bzw. 17) in Rückkopplungsschal-

   . tung enthalten, in deren Anodenkreis jeweils die Primärwicklung eines der Transformatoren. (75 bzw. 76) liegt und deren Gitter mit einer ebenfalls allen Kernen des zugehörigen Transformators gemeinsamen weiteren Wicklung (43 bzw. 44) verbunden sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz der Transformatorenkerne {yy„ 78, 79) aus einer Anzahl rechteckiger Kerne besteht, die so angeordnet sind, daß eine Seite des einen Kerns an einer Seite jedes der übrigen Kerne anliegt, wobei die Primärwicklung (38 bzw. 39) und die Gitterkreiswicklung (43 bzw. 44) auf den einander anliegenden Seiten der Kerne aufgebracht sind, während die Sekundärwicklungen.' für die einzelnen Ausgangskreise sich auf den anderen Seiten der einzelnen Kerne befinden.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoren von einem motorisch angetriebenen Schalter (S) derart gesteuert werden, daß die Gruppen der Ausgangskreise (49, 50, 51 bzw. 52, 53, 54) abwechselnd erregt werden.

   5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (S), der vorzugsweise ein Zeitschalter ist, einen Nocken (25) und einen Motor (22) zur Drehung des Nockens aufweist, wobei ein mit der elektrischen Spahnungsquelle verbundener beweglicher Kontakt (24) mittels des Nockens hin- und herbewegt wird, derart, daß abwechselnd ein erster Kontakt (27) und ein zweiter und dritter Kontakt (28, 29) nacheinander mit dem beweglichen Kontakt (24) verbunden werden, wobei die Kontakte (27, 28, 29) über einen, mehrstufigen Schalter (30/31, 32) die Oszillatoren steuern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   G 609 616/393 8.56 (609 809 2.57)