Funkenstrecke mit Elektrodenspitzen unterschiedlicher Geometrie

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke zur Erzeugung von Stosswellen zur berührungsfreien Zerstörung von Konkrementen in Körpern von Lebewesen, bei der die EIektrodenspitzen der sich axial gegenüberliegenden Innen-und Außenleiterelektrode unterschiedliche Durchmesser aufweisen, die so aufeinander abgestimmt sind, dass der unterschiedliche Abbrand der Elektrodenspitzen ausgeglichen wird, so dass der Fokussierpunkt immer exakt in der Mitte zwischen den Elektrodenspitzen liegt. Die beiden Eiektrodenspitzen können abgeflacht sein, so dass sich eine Einengung der Durchmessertoleranzen vornehmen lässt und sich eine reproduzierbarere Fertigung gegenüber abgerundeteten Spitzen ergibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke mit zwei Elektroden, die eine unterschiedliche Geometrie aufweisen, zur Erzeugung von Stosswellen für die berührungsfreie Zerkleinerung von Konkrementen in Körpern von Lebewesen.

[0002] Aus der DE-PS 23 51 247 ist eine Vorrichtung mit Fokussierkammer zum Zerkleinern von Konkrementen, die sich im Körper eines Lebewesens befinden, bekannt, wobei die Fokussierkammer ein Teil eines Rotationsellipsoiden ist, in dessen einem Brennpunkt Stosswellen durch Funkenentladung erzeugbar sind. Die Kammer ist dabei mit einer Flüssigkeit gefüllt und das zu zerkleinernde Konkrement befindet sich im zweiten Brennpunkt des Ellipsoiden. Mittels einer Funkenstrecke wird durch elektrische Unterwasserfunkenentledung die in einem Kondensator gespeicherte Energie in mechanische Stosswellenenergie umgewandelt. Durch Zündung dieser Funkenentladung in einem Brennpunkt des Rotationsellipsoiden lassen sich nahezu punktförmig im zweiten Brennpunkt Stosswellen hoher Amplitude (> 1 kber mit geringen Impulslängen < 1 psec) erzeugen, die in Körpern von Lebewesen befindliche Konkremente auf diese Weise in abgangsfähige Bruchstücke zerkleinern können.

[0003] Aus der DE-PS 26 35 635 ist eine Funkenstrecke zur Erzeugung von Stosswellen mit aus einer Halterung herausragenden Elektroden in Ausführungsformen bekannt, bei denen einmal eine Elektrode verlängert und über eine Schleife zurückgeführt ist, so dass sich die Elektroden axial gegenüberliegen, und bei denen andererseits eine Elektrode als Joch oder Käfig ausgebildet ist, welcher eine Büchse mit Bohrung zur Befestigung einer Elektrodenspitze trägt. Das Joch oder der Käfig kann dabei aus zwei oder mehr metallischen Bügeln bestehen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenstrecke mit Elektroden zu entwickeln, bei der die Standzeit der Elektroden deutlich höher ist als die herkömmlicher Elektroden und deren Verschiebung des ersten Brennpunktes sehr gering ist, so dass ein konstanter Druckverlauf der Stosswellenamplituden erreicht werden kann.

[0005] Die Aufgabe wird durch Hauptanspruch und Unteransprüche gelöst.

[0006] Um eine hohe Effizienz der Stosswellen zur Zerkleinerung von Konkrementen in Körpern von Lebewesen zu erzielen, muß der Druckverlauf der Stosswellenamplituden möglichst konstant gehalten werden. Dazu ist die möglichst exakte Einhaltung des ersten Brennpunktes nötig, da die Reflektorgeometrie so ausgelegt ist, dass die Fokussierung der im ersten Brennpunkt erzeugten, nahezu kugelgeometrischen Stosswellen im zweiten Brennpunkt nur dann optimal ist. Bereits eine geringe Verschiebung des ersten Fokussierpunktes, beispielsweise durch unterschiedlichen Abbrand der Elektrodenspitzen, bewirkt, dass sich die Stosswellen nicht mehr exakt im zweiten Brennpunkt fokussieren lassen und die dort befindlichen Konkremente nicht bestmöglich zerkleinert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Verschiebung des ersten Fokussierpunktes so gering wie möglich zu halten.

[0007] Die Erfindung wird anhand von Figuren näher beschrieben.

[0008] Es zeigen:

Figur 1 eine vergrößerte Darstellung des Funkenkanals zwischen den beiden Elektroden,

Figur 2 eine Funkenstrecke mit käfiggehaltener Außenleiterelektrode und erfindungsgemäßen Elektrodenspitzen,

Figur 3 einen Schnitt durch die Funkenstrecke nach Figur 2.

Figur 1 zeigt einen Funkenkanal 2 zwischen AuBenleiterelektrodenspitze 4 und Innenleiterelektrodenspitze 6 einer Funkenstrecke. Bei verschiedenen ursprünglichen Radienverhältnissen von Innenleiterelektrode 6 zu Außenleiterelektrode 4 erfolgt der Abbrand an beiden Elektroden unterschiedlich. Wird im ungünstigsten Fall der Innenleiterradius kleiner gewählt als der AuBenleiterradius, so ist die Diskrepanz zwischen den Abbränden besonders groß. Nähert sich jedoch das Verhältnis der ursprünglichen Radien von Innen- zu Außenleiterelektrodenspitze dem Wert 1.2, dann gleichen sich die Abbrände der beiden Elektroden aneinander an, da bei gleichem Spitzendurchmesser der Abbrand der Innenleiterelektrodenspitze ca. 1.2 mal größer ist als der Abbrand der Aussenleiterelektrodenspitze. Im Mittel erfolgt der flächenbezogene Abbrand bei der Innenleiterelektrode (Kathode) 6 30-50% schneller als bei der Außenleiterelektrode (Anode) 4. Daher wird der Durchmesser der Innenleiterelektrodenspitze 6 erfindungsgemäß erhöht. Das ideale Verhältnis von Innenleiterelektrode zu AuBenleiterelektrode liegt zwischen 1.1:1 und 1.3:1.

[0009] In der Mitte des Funkenkanals 2 liegt der Fokussionspunkt 8, der aufgrund des angepassten Durchmessers der mit unterschiedlichem Abbrand beaufschlagten Elektrodenspitzen auch bei höherer Zahl der erzeugten Stosswellen immer exakt an dieser Stelle positioniert bleibt. Die Kanten der Elektrodenspitzen 4 und 6 werden beispielsweise durch Trommelschleifen entgratet. Dadurch wird vermieden, dass scharfe Kanten und Spitzen entstehen, an denen der Funken bevorzugt überspringen würde.

[0010] Die Elektrodenspitzen 4 und 6 können abgeflacht sein. Ihr Profil ist kegelstumpfförmig mit einem Kegelwinkel von 20°. Die so gestalteten Spitzen lassen sich geometrisch reproduzierbarer herstellen als herkömmliche runde Spitzen. Das bei runden Spitzen ausgeschöpfte Fertigungstoleranzmaß von + 0.1 mm läßt sich bei abgeflachten Spitzen auf + 0.02 mm herabsetzen. Kleine Fertigungstoleranzen bedeuten aber eine höhere Reproduzierbarkeit der erzeugten Stosswellen und damit konstantere Druckverläufe.

[0011] Als Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser der Elektrodenspitzen folgender sein:

Die Innenleiterelektrodenspitze 6 weist einen Durchmesser von 1.0 + 0.02 mm auf und die Außenleiterelektrodenspitze 4 einen Durchmesser von 0.8 + 0.02 mm.

[0012] Die Figuren 2 und 3 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, bei der der rohrförmige Außenleiter 10 in einen Käfig 12 übergeht, der aus mehreren metallischen Bügeln 20 besteht, nach DE-PS 26 35 635. Die Elektrodenspitze 4 ist direkt an den Bügeln 20 angeschweißt, die mit einer isolierenden Kunststoffhülse 22 ummentelt sind. Die Elektrode 6 ist in einem Dämpfer 24 aus Kunststoff gehalten.

[0013] Abgeflachte Spitzen bewirken eine Einengung der Durchmessertoleranzen und dienen einer reproduzierbareren Fertigung. Verschiedene Durchmesser von Innen- und AuBenleiterelektrodenspitzen gewährleisten eine deutlich verlängerte Standzeit der Elektroden, eine geringere Verschiebung des Fokussionspunktes und damit ein besseres Druckverhalten der Stosswelle, eine genauere Fokussierung der Stosswelle im zweiten Brennpunkt des Rotationsellipsoiden und eine effektivere Zertrümmerung der Konkremente.

Ansprüche

1. Funkenstrecke zur Erzeugung von Stosswellen für die berührungsfreie Zerstörung von Konkrementen in Körpern von Lebewesen, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Spitzen der beiden Elektroden (4, 6) unterschiedlich ist.

2. Funkenstrecke zur Erzeugung von Stosswellen für die berührungsfreie Zerstörung von Konkrementen in Körpern von Lebewesen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen der beiden Elektroden (4, 6) abgeflacht sind.

3. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen der beiden Elektroden (4, 6) abgeflacht sind.

4. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis von Innenelektrodenspitze (6) zu Außenelektrodenspitze (4) zwischen 1.1:1 und 1.3:1 liegt.

5. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis von Innenelektrodenspitze (6) zu Außenelektrodenspitze (4) bei 1.2:1 liegt.

6. Funkenstrecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Elektrodenspitzen (4, 6) durch Schleifen (Trovalieren) entgratet sind.

Zeichnung