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DE102009049924A1 - Druckwellengerät mit pneumatischem Antrieb - Google Patents

Druckwellengerät mit pneumatischem Antrieb Download PDF

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DE102009049924A1
DE102009049924A1 DE102009049924A DE102009049924A DE102009049924A1 DE 102009049924 A1 DE102009049924 A1 DE 102009049924A1 DE 102009049924 A DE102009049924 A DE 102009049924A DE 102009049924 A DE102009049924 A DE 102009049924A DE 102009049924 A1 DE102009049924 A1 DE 102009049924A1
Authority
DE
Germany
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pressure wave
wave device
compressor
pressure
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009049924A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Glenzer
Klaus Froese
Manfred Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Storz Medical AG
Original Assignee
Storz Medical AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43466509&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102009049924(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Storz Medical AG filed Critical Storz Medical AG
Priority to DE102009049924A priority Critical patent/DE102009049924A1/de
Priority to US13/503,004 priority patent/US20120265111A1/en
Priority to EP10776554A priority patent/EP2381864B1/de
Priority to PCT/EP2010/006367 priority patent/WO2011047827A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckwellengerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, dessen Pneumatikantrieb einen motorbetriebenen Kompressor aufweist. Erfindungsgemäß wird die Drehzahl des Motors gesteuert, um einen bestimmten Kompressordruck vorzugeben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckwellengerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch mechanische Druckwellen.
  • Geräte zur Behandlung mit mechanischen Druckwellen sind an sich bekannt, insbesondere aus dem Bereich der Lithotripsie. Dort werden mit fokussierten mechanischen Druckwellen Körperkonkremente, insbesondere Steine im Körpergewebe, zertrümmert. Neben der Erzeugung durch elektrische Entladungen in Wasser sind auch Geräte entwickelt worden, die mechanische Druckwellen durch das Aufeinanderprallen eines beschleunigten Schlagteils und eines Prallkörpers erzeugen und mit Hilfe des Prallkörpers in Körpergewebe einkoppeln. Solche Geräte sind sowohl in der Lithotripsie mit einem direkten Kontakt zwischen dem Prallkörper bzw. einer mit dem Prallkörper verbundenen Sonde und dem Stein als auch bei anderen Behandlungen von biologischen Körpersubstanzen eingesetzt worden. Insbesondere sind hier die Behandlung von Muskelerkrankungen und von Erkrankungen im Übergangsbereich zwischen Muskeln und Knochen zu nennen.
  • Grundsätzlich bekannt, etwa aus der DE 20 2004 011 323 U1 , ist eine pneumatische Lösung des Antriebs des Schlagteils. Über einen Kompressor wird beispielsweise Luft als Druckgas komprimiert und zur Beschleunigung des Schlagteils in einem Führungsrohr verwendet. Der Kompressor weist einen Motor auf, üblicherweise einen Elektromotor. Der Kompressor mit seinem Motor werden im Stand der Technik während des Einsatzes des Druckwellengeräts ständig betrieben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckwellengerät der beschriebenen Art so weiter zu bilden, dass seine Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Kompressorbetriebs verbessert werden.
  • Hierzu richtet sich die Erfindung auf ein Druckwellengerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mit einem pneumatischen Antrieb zur Erzeugung einer Druckwelle zur Einkopplung in den Körper und einem Kompressor des pneumatischen Antriebs zur Erzeugung von Druckgas, welcher Kompressor einen Kompressormotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Kompressormotors zur Einstellung des beschleunigenden Gasdrucks einstellbar ist.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Verwendung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die darin enthaltenen Merkmale und auch die Offenbarung der folgenden Beschreibung sind grundsätzlich im Hinblick auf beide Erfindungskategorien zu verstehen, ohne dass hierzwischen immer im Einzelnen explizit unterschieden wird.
  • Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die Motordrehzahl des Kompressormotors einstellen zu können, und zwar durch den Benutzer und nicht nur bei der Herstellung. Das Druckwellengerät weist also eine Einrichtung zur Einstellung dieser Drehzahl bzw. zur Einwirkung auf die Drehzahl auf. Über die Drehzahleinstellung soll der die Druckwelle erzeugende Druck und damit die Heftigkeit des einzelnen Schlagprozesses beeinflusst werden. Die Einrichtung kann also auch als Einrichtung zur Einstellung des Drucks, der Pulsenergie oder ähnlich bezeichnet sein.
  • Demgegenüber wurden im Stand der Technik konstant laufende Kompressormotoren verwendet und die Drücke durch Einstellung von Druckminderern an der Ausgangsseite der Kompressoren vorgegeben. Dies hat zwar den Vorteil, mit einfachen Motorsteuerungen arbeiten zu können. Die Erfinder haben jedoch erhebliche Nachteile festgestellt.
  • So benötigt ein Druckminderer grundsätzlich eine minimale Druckdifferenz. Der konventionelle Kompressor muss also selbst bei Maximaleinstellung des Drucks einen höheren Druck erzeugen als benötigt. Dies ist mit Geräuschen, Energieverbrauch und bei der Auslegung des Geräts auch mit einer etwas größeren Leistungsklasse des Kompressors verbunden.
  • Umso mehr gilt dies für den sehr häufigen Fall, dass ein geringerer als der maximal mögliche Druck gewünscht wird. In diesen Fällen wird ein entsprechend größerer Differenzdruck an die Umgebung abgelassen, so dass der Kompressor unnötig hohe Geräusche verursacht und unnötig Energie verbraucht. Zudem lässt sich der Druckminderer oder Druckregler einsparen, der im Stand der Technik nötig war.
  • Bevorzugt ist die Verwendung eines Regelkreises zur Regelung des Drucks mit der Motordrehzahl, insbesondere mit einem PID-Regler (Proportional-, Integral-, Differentialregler). Dabei wird beispielsweise der kompressorseitige Ausgangsdruck als Istwert gemessen und über die Beeinflussung der Motordrehzahl als Stellgröße auf einen Sollwert geregelt.
  • Eine praktische und kostengünstige Ausgestaltung des Regelkreises sieht einen in Softwareform realisierten Regler vor. Die Software kann beispielsweise auf einem Mikrocontroller oder allgemeiner gesprochen in einer programmierbaren integrierten Schaltung laufen. Dabei, aber auch bei einer Hardware-Ausgestaltung des Reglers, ist ein sogenannter Einquadrantenregler bevorzugt, also ein Regler, der ausschließlich mit positiven Regelabweichungen arbeitet. Im vorliegenden Fall bedeutet das, dass der Einquadrantenregler lediglich bei kleineren Sollwerten als der Istwert des Drucks regelt und im umgekehrten Fall der Motor abgeschaltet wird.
  • Zudem verfügt das erfindungsgemäße Druckwellengerät vorzugsweise über einen Motoranlaufstrombegrenzer, der vorzugsweise ebenfalls in Softwareform, und zwar vorzugsweise auf demselben Rechner bzw. programmierbaren Baustein laufend realisiert ist. Dieser Anlaufstrombegrenzer kann insbesondere einen PI-Regler (Proportional-Integral-Regler) enthalten.
  • Die Motorendstufe, die den Kompressormotor versorgt, etwa eine Halbbrücke, wird vorzugsweise durch Pulsweitenmodulationsverfahren angesteuert, also mit einer PWM-Steuerung. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise eine Begrenzung der PWM-Pulse sowohl hinsichtlich der positiven wie auch der negativen Amplituden vorgesehen, was im Ausführungsbeispiel erläutert wird.
  • Bei dem Kompressor kann es sich als besonders einfache und praktische Lösung um einen luftgekühlten Kompressor handeln. Solche Kompressoren sind zwar lauter als ölgekühlte Kompressoren, aber deutlich leichter und damit einfacher zu transportieren. Im Rahmen der Erfindung lassen sich die erhöhten Geräuschpegel reduzieren und damit in einem erträglichen Rahmen halten.
  • Ferner handelt es sich vorzugsweise um ein Druckwellengerät, bei dem ein Teil der Elemente in einem Handgerät für den Benutzer per Hand führbar implementiert ist, das über eine Versorgungsleitung, insbesondere Pneumatikleitung, mit einer stationären Basisstation verbunden ist. Die Basisstation kann natürlich verfahrbar oder tragbar sein, steht aber im Regelfall während des Betriebs fest. Hier ist insbesondere der Kompressor vorgesehen.
  • Der eingangs zitierte Stand der Technik verwendet ein Schlagteil, also ein durch das Druckgas zu beschleunigendes Projektil. Eine solche Ausführung ist auch vorliegend bevorzugt, jedoch nicht zwingend notwendig.
  • Vorzugsweise kann das Schlagteil entlang eines Führungsrohrs bewegt werden und erzeugt die Druckwelle durch einen Aufprall am Führungsrohrende. Das Führungsrohr dient also als Beschleunigungsstrecke.
  • Die Erfindung richtet sich ferner vorzugsweise auf Druckwellengeräte mit Prallkörpern oder Übertragungselementen, also solchen festen Körpern, die am distalen Ende bzw. aufprallseitigen Ende des Führungsrohres angeordnet sind und zum Aufprall des Schlagteils dienen. Solche Prallkörper werden direkt oder indirekt auf den zu behandelnden Körper aufgesetzt und können durch eine elastische Welle und durch eine makroskopische Bewegung des Prallkörpers Energie in den Körper einkoppeln. Hierzu wird wieder auf das bereits zuvor zitierte Gebrauchsmuster verwiesen.
  • Grundsätzlich können Schlagteile ohne lineares Führungsrohr verwendet werden. Zur Veranschaulichung wird beispielhaft verwiesen auf die DE 10 2006 057 268 , in der entlang einer Kreisbahn umlaufende Schlagteile beschrieben sind.
  • Es kann auch ganz auf ein Schlagteil verzichtet werden und eine pneumatische Druckgasfront beispielsweise direkt auf den Prallkörper auftreffen. Zur Veranschaulichung wird verwiesen auf die DE 20 2007 007 921 .
  • Schließlich ist es denkbar, mit einem Schlagteil, aber ohne Prallkörper zu arbeiten. Das Schlagteil kann am Ende seiner Bewegungsstrecke beispielsweise direkt auf die zu behandelnde Körperoberfläche auftreffen.
  • Schlussendlich sind im Prinzip auch Varianten denkbar, bei denen eine Druckgasfront unmittelbar auf die Körperoberfläche auftrifft, wenngleich eine solche Ausführung nicht besonders bevorzugt ist.
  • Bevorzugte Anwendungen betreffen Weichgewebe und besonders Muskeln und Muskelansätze, Akupunktur, Sehnenansatzbehandlungen, Triggerpunktbehandlungen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können und sich, wie bereits erwähnt, implizit auf alle Kategorien der Erfindung beziehen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät im Längsschnitt mit schematisch dargestelltem pneumatischem Antrieb.
  • 2 zeigt im Rahmen eines Blockschaltdiagramms Teile der Steuerung 44 aus 1 mit einem Regelkreis zur Druckregelung.
  • 1 zeigt ein insgesamt mit 10 bezeichnetes medizinisches Gerät zur Behandlung des menschlichen Körpers mit mechanischen Druckwellen, und zwar in diesem Fall zur Weichgewebebehandlung im Rahmen einer Schmerztherapie. Das Gerät besteht aus einem Handstück 12 und einer weiter unten näher erläuterten pneumatischen Druckgasversorgungseinrichtung 32. Ein behandelnder Arzt beispielsweise kann das Handstück 12 greifen und auf eine geeignete Hautpartie mit dem in 1 rechten Ende aufsetzen, wobei das Handstück 12 ungefähr senkrecht auf der Haut steht.
  • Ein Gehäuse 14 ist mit einer proximalen Endkappe 16 und distalen Endkappe 18 versehen, die jeweils abnehmbar ausgeführt sind. In dem Gehäuse ist ein Führungsrohr 24 gehalten und dabei axial und konzentrisch angeordnet. In dem Führungsrohr ist ein Schlagteil 20 geführt, dessen Bewegungsstrecke entlang des Innenraums des Führungsrohrs 24 auf der rechten Seite durch einen Prallkörper 22 begrenzt ist, und zwar durch dessen proximale Seite 30. Diese bildet einen distalen Anschlag des Schlagteils 20, wobei der proximale Anschlag des Schlagteils 20 mit 28 bezeichnet ist und einen einfachen Abschluss des Führungsrohres 24 bildet. Dieser Abschluss ist magnetisch, sodass das Schlagteil 20 mit einer gewissen Haltekraft dort fixiert sein kann. Typischerweise beträgt die Länge des Führungsrohres 24 etwa 15–20 cm.
  • Der pneumatische Antrieb 32 verkörpert die Druckgasversorgungseinrichtung und weist einen pneumatischen Kompressor 34 auf, wobei der Kompressor 34 einen typischen Arbeitsbereich bis etwa 10 bar abdeckt, wobei in vielen Fällen nur etwa bis 5 bar oder bis 8 bar benötigt werden Über eine Druckleitung 36 und ein Schaltventil 38 wird ein Druckgasanschluss 40 des Handstücks 12 versorgt, der mit dem Führungsrohr 24 über eine Öffnung 42 darin kommuniziert. Bei dem Schaltventil 38 kann es sich um ein Magnetventil handeln. Eine Steuerung 44 ist mit diesem über eine Steuerleitung 46 verbunden, die gestrichelt dargestellt ist. Die Steuerung 44 kann mit dem Kompressor 34 als Baueinheit ausgeführt sein und damit ein Basisgerät zur Versorgung des Handstücks 12 bilden, wobei an letzterem günstigerweise das Schaltventil 38 angebracht ist. Dementsprechend sind die Steuerung 44 und der Kompressor 34 in 1 durch eine Leitung verbunden. Basisgerät und Handstück 12 sind dann über eine die Pneumatikleitung 36 und die Steuerleitung 46 zusammenfassende Versorgungsleitung verbunden.
  • An der Steuerung 44 sind zwei Einstellknöpfe 58 und 60 vorgesehen, mit denen der über die Leitung 36 zur Verfügung gestellte Versorgungsdruck und die Arbeitsfrequenz des Schaltventils 38 eingestellt werden können. Der Einstellknopf 58 dient zur Einstellung des Ausgangsdrucks des Kompressors 34, und zwar durch Sollwertvorgabe für einen PID-Regelkreis in der Steuerung 44, der im Folgenden noch näher erläutert wird. Dazu ist die Steuerung 44 mit dem Kompressor 34 über eine eingezeichnete Leitung verbunden.
  • Im Übrigen ist die Steuerung 44 so ausgelegt, dass sie das Schaltventil 38 mit der an dem Einstellknopf 60 eingestellten Frequenz in einem Bereich von 0 Hz–50 Hz ansteuert.
  • Bevor auf die Steuerung 44 näher eingegangen wird, soll die Arbeitsweise des Geräts in 1 kurz dargestellt werden:
    Ausgehend von einem Ruhezustand des Geräts 10, also beim Betriebsstart, wird das geschlossene Schaltventil 38 durch die Steuerung 44 geöffnet. Der in 1 dargestellte Zustand, in dem das Führungsrohr 24 mit der Außenatmosphäre verbunden ist, wird damit zu einem Zustand geändert, der mit dem rechten Kästchen des Ventilsymbols dargestellt ist, wobei der Versorgungsdruck über den Anschluss 40 an das Führungsrohr 24 angelegt wird. Dabei befindet sich das Schlagteil 20 zunächst in seiner Ausgangsstellung, die in 1 mit 48 angedeutet ist. Der aufgebaute Druck beschleunigt das Schlagteil 20 in Richtung des Prallkörpers, wird aber noch vor dem Aufprall durch Wiederzurückschalten des Schaltventils 38 und damit Belüften des ”hinter” dem Schlagteil 20 befindlichen Volumens in dem Führungsrohr 24 abgebaut. Das Schlagteil 20 trifft ungebremst auf den Prallkörper 22, dessen distale (leicht konvexe) Abschlussfläche 58 auf der Haut des Patienten aufliegt und eine mechanische Druckwelle in den Körper überträgt. Dabei führt der Prallkörper 22 infolge seiner elastischen Aufhängung in den beiden Elastomer-O-Ringen 56 eine axiale Bewegung aus. Unmittelbar nach dem Aufprall bewegt sich das Schlagteil 20 zurück. Dabei hilft eine Gegendruckkammer 52, die mit dem Führungsrohr 24, und zwar seinem distalen Ende kurz vor der proximalen Seite 30 des Prallkörpers 22, in hier nicht näher dargestellter Weise verbunden ist. In dieser Gegendruckkammer entsteht durch die Verdrängung infolge der Bewegung des Schlagteils 20 ein das Schlagteil 20 nach dem Aufprall bis zu dem proximalen Anschlag, also dem magnetischen Abschlussstück 28, zurückführender Gegendruck. Nach einer bestimmten Zeit wird das Schaltventil 38 wieder umgeschaltet, sodass einer neuer Auslösevorgang beginnt. Diese bestimmte Zeit ergibt zusammen mit der Einschaltzeit des Schaltventils 38 den Kehrwert der eingestellten Frequenz. Typische Aufprallgeschwindigkeiten des Schlagteils liegen im Bereich von 5 m/s–60 m/s, insbesondere von 5 m/s–30 m/s.
  • 2 zeigt ein Blockschaltdiagramm zur Funktionsweise der Steuerung 44. Mit M bezeichnet und im rechten Bereich mit einem Kreis dargestellt, sieht man einen Elektromotor M2 des Kompressors 34 aus 1. An dem Kompressorausgang ist ein Drucksensor S3 integriert, der der Einfachheit halber und zur Vermeidung größerer Leitungslängen den Ausgangsdruck PIST direkt am Kompressorgehäuse misst. Dieser Drucksensor S3 schickt einen zu dem Druck PIST proportionalen Spannungswert U über eine dargestellte Leitung an ein links in 2 erkennbares Differenzbildungsglied am Eingang eines PID-Reglers. Dort wird der Ist-Wert PIST vom Sollwert PSOLL subtrahiert und die Differenz an ein an sich bekanntes PID-Glied gegeben. Dabei stammt der Sollwert PSOLL aus der Einstellung des Einstellknopfs 58 an der Steuerung 44. Die Leitung zwischen dem Sensor S3 und dem Differenzbildungsglied ist also Teil der Leitung zwischen dem Kompressor 34 und der Steuerung 44 in 1.
  • Das PID-Glied besteht aus einem Proportionalteil mit dem Symbol Kp und dem Bezugszeichen B10, einem Integrierteil Ki mit dem Bezugszeichen B11 und einem Differenzierteil Kd mit dem Bezugszeichen B12. Diese sind in der üblichen Weise parallel geschaltet und verarbeiten die Regeldifferenz in jeweils unterschiedlicher und einstellbarer Weise. Ihre Ausgänge werden addiert und in einer nicht dargestellten Weise zur Beeinflussung eines PWM-Ansteuerungssignals einer an sich vorbekannten Pulsweitenmodulationssteuerung der Motorendstufe umgewandelt. Das PWM-Ansteuerungssignal wird in einem Begrenzer B13 begrenzt auf den für die Steuerung verarbeitbaren Bereich zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert und an die Motorendstufe B14 gegeben, nämlich eine PWM-gesteuerte Transistorhalbbrücke. Der Ausgangsstrom der Motorendstufe B14 durchläuft ein Stromdetektorelement S4, um dann den bereits erwähnten Motor M2 des Kompressors 34 anzutreiben.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor M2 ein Gleichstrommotor. Ferner funktioniert der Kompressor 34 nach dem Membranprinzip. Der Kompressor erzeugt also in beiden Drehrichtungen des Motors Druck. Die PID-Regelung kann sich daher auf einen Quadranten, also Größen mit nur einem Vorzeichen, beschränken, weil sich bei umgekehrtem Vorzeichen lediglich ein symmetrisches Verhalten ergeben würde. Insoweit kann die PWM-gesteuerte Transistorhalbbrücke besonders einfach aufgebaut sein. Das Tastverhältnis der pulsweitenmodulierten Steuerung entspricht dabei der Motorspannung.
  • Selbstverständlich könnte auch ein Wechselstrommotor mit einem Umrichter eingesetzt werden, der dann statt über die Spannung über die Frequenz angesteuert wird. Gleichermaßen sind Synchronmotoren und Asynchronmotoren denkbar. Dem Fachmann sind entsprechende alternative Ausgestaltungen der Erfindung unmittelbar klar, ohne dass hierauf im Einzelnen eingegangen werden muss.
  • Der in der Stromdetektierstufe S4 ermittelte Strommesswert wird für einen PI-Regelkreis zur Strombegrenzung verwendet. Hierzu wird er an ein Differenzbildungsglied gegeben und dort von einem vorgegebenen Maximalwert Imax subtrahiert. Dieser Maximalwert Imax kann werkseitig eingestellt und auf den jeweils verwendeten Motor und seine Stromversorgung abgestimmt sein. Die Differenz geht als Eingang in ein an sich bekanntes PI-Regelelement mit einem Proportionalteil B15 und einem Integrierteil B16, deren Ausgänge wieder individuell und einstellbar auf die Regelabweichung reagieren. Sie werden addiert und in das bereits erwähnte Differenzbildungsglied am Eingang des Begrenzers B13 gegeben. Dies erfolgt aber nur dann, wenn der Strommesswert des Stromdetektorelements S4 eine bestimmte Schwelle überschreitet. Hierzu wird letzterer als Eingang a eines Komparators B17 verwendet, dessen Referenzeingang b den bereits erwähnten Strommaximalwert Imax erhält. Ist die Differenz negativ, also der gemessene Strom größer als der maximal zulässige, wird ein Schalter B18 am Ausgang des Addiergliedes hinter dem PI-Regelelement B15, B16 geschlossen, um einen Regeleingriff des PI-Regelkreises sicherzustellen und den Strom auf zulässige Werte zu begrenzen. Im anderen Fall bleibt der PI-Regelkreis offen und ohne Einfluss.
  • In der zuletzt beschriebenen Weise können störend hohe Anlaufströme des Kompressormotors M2 vermieden werden. Solche Anlaufströme treten beim Start aus dem Stand auf, und zwar insbesondere dann, wenn der Kompressormotor dabei gegen Last arbeitet. Letzteres kann gewünscht sein, nämlich wenn man das Volumen stromabwärts von dem Kompressormotor im Ausschaltzustand des Kompressormotors unter Druck lässt, um beim Wiedereinschalten möglichst schnell den nötigen Betriebsdruck verfügbar zu haben. Besonders in solchen Situationen ist die erläuterte Anlaufstrombegrenzung von Vorteil.
  • Mit Ausnahme natürlich des Kompressormotors M2, des Drucksensors S3 und der Motorendstufe B14 ist der Inhalt des Diagramms in 2 vorzugsweise in Softwareform realisiert, nämlich als Programmierung eines 8-Bit-Mikrocontrollers, etwa des Typs Microchip PIC16. Hier kann eine Abtastrate von 5 bis 20 Hz verwendet werden, wobei die Algorithmen des PID-Elements mit 300 bis 400 μs und die des PI-Elements mit 50 μs betrieben werden können. Ein solches Konzept ist sehr flexibel und lässt sich leicht umprogrammieren bzw. für verschiedene Auslegungen desselben Gerätegrundmodells individuell anpassen. Es ist überdies sehr preisgünstig.
  • Ein konventionelles Druckwellengerät kann durch Entfernen eines Druckminderers, Einbau von Stellelementen (Potentiometern) zur Sollwerteingabe und Integration des Inhalts von 2 in der Betriebssoftware leicht mit der Erfindung ausgestattet werden. Für die PWM-Ansteuerung ist eine entsprechend ausgelegte Motorendstufe vorzusehen.
  • Zudem kann eine Anzeigemöglichkeit für den Drucksollwert integriert werden, etwa durch Umprogrammierung einer Betriebssoftware, die eine ohnehin vorhandene Anzeige steuert, oder durch Ergänzung eines Anzeigeelements.
  • Zahlenbeispiele können die Vorteile der Erfindung erläutern:
    Ein typischer Kompressor hat eine Arbeitskennlinie im Sinne von bei bestimmten Drücken erzielbaren Volumenströmen (Förderleistungen), die natürlich bei geringeren Drücken größere Volumenströme und bei höheren Drücken geringere Volumenströme ermöglicht. Der Stand der Technik betreibt den Kompressor mit fester Drehzahl des Kompressormotors und damit entlang dieser Arbeitskennlinie. Tatsächlich handelt es sich bei der Arbeitskennlinie aber nur um die obere Begrenzung eines Arbeitsbereichs, dessen untere Arbeitspunkte im Stand der Technik nicht ausgenutzt werden. Wenn beispielsweise bei einer bestimmten gewünschten Arbeitsfrequenz des Schaltventils eine bestimmte Förderleistung von z. B. 4 l/min nötig ist und der Kompressor bei dieser Förderleistung beispielsweise 6 bar Ausgangsdruck liefert, sind vielleicht nur 3 bar Arbeitsdruck gewünscht. In diesem Fall gibt der Druckminderer die Druckdifferenz an die Umgebung ab bzw., etwas richtiger ausgedrückt, gibt ein Druckgasvolumen ab, nämlich z. B. 3,5 l/min. Diese 3,5 l/min Druckgas sind die Differenz zwischen den benötigten 4 l/min und den bei einem Druck von 3 bar faktisch möglichen 7,5 l/min. Erfindungsgemäß würde der Kompressor in dieser Situation mit etwas mehr als der halben Drehzahl betrieben und kein Druckminderer eingesetzt. Die Geräuschentwicklung und der Energieverbrauch des Kompressors sind damit deutlich verringert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202004011323 U1 [0003]
    • DE 102006057268 [0020]
    • DE 202007007921 [0021]

Claims (16)

  1. Druckwellengerät (10) zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mit einem pneumatischen Antrieb (32) zur Erzeugung einer Druckwelle zur Einkopplung in den Körper und einem Kompressor (34) des pneumatischen Antriebs (32) zur Erzeugung von Druckgas, welcher Kompressor (34) einen Kompressormotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Kompressormotors zur Einstellung des beschleunigenden Gasdrucks einstellbar ist.
  2. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 1, bei dem ein Ausgang des Kompressors ohne Druckminderer an das Führungsrohr angeschlossen ist.
  3. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Regelkreis (B10–B14, S3) zur Regelung des Gasdrucks mit der Drehzahl des Kompressormotors als Stellgröße.
  4. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 3, bei dem der Regelkreis (B10–B14, S3) einen PID-Regler (B10–B12) aufweist.
  5. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der Regelkreis (B10–B14, S3) als Software realisiert ist.
  6. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 5, bei dem die Software in einen Mikrocontroller geladen ist.
  7. Druckwellengerät (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem der Regelkreis (B10–B14, S3) ein Einquadrantenregler ist.
  8. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Anlaufstrombegrenzer (S4, B15–B18) zur Begrenzung von Anlaufströmen des Kompressormotors.
  9. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 8, bei dem der Anlaufstrombegrenzer einen PI-Regler (B15, B16) aufweist.
  10. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer PWM-Steuerung (B13) einer Motorendstufe (B14) zum Betrieb des Kompressormotors.
  11. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Kompressor (34) ein luftgekühlter Kompressor ist.
  12. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Handgerät (12) und einer Basisstation (34, 44), die den Kompressor (34) aufweist und mit dem Handgerät (12) über eine Leitung (36, 46) verbunden ist.
  13. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Schlagteil (20), das durch den pneumatischen Antrieb (32) bewegbar und zu einem Aufprall zur Erzeugung der Druckwelle ausgelegt ist.
  14. Druckwellengerät (10) nach Anspruch 14 mit einem Führungsrohr (24), in dem das Schlagteil 20 bewegbar ist, um am Ende einer Bewegung durch das Führungsrohr (24) die Druckwelle durch den Aufprall zu erzeugen.
  15. Druckwellengerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Prallkörper (22) zur Erzeugung der Druckwelle infolge eines Druckpulses des pneumatischen Antriebes (32).
  16. Verwendung eines Geräts (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere von Körperweichgewebe, insbesondere Körpermuskeln und Muskelansätze.
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