mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Dadurch, dass der das positive Versorgungspotential DC+ tragende erste Leiterstreifen 61 und der das negative Versorgungspotential DC– tragende fünfte Leiterstreifen 65 zwischen dem zweiten und vierten Leiterstreifen 62 bzw. 64 angeordnet sind, welche beide auf Erd- bzw. Kühlkörperpotential liegen, wird Störungen, die von dem ersten bzw. fünften Leiterstreifen 61, 65 ausgehen, in vorteilhafter Weise abgeschirmt.
As a result of the first conductor strip 61, carrying the positive supply potential DC+, and the fifth conductor strip 65, carrying the negative supply potential DC−, being arranged between the second and fourth conductor strips 62and 64, which are both at ground or heat-sink potential, interferences that come from the first and fifth conductor strips 61, 65are advantageously shielded.
Zur elektrischen Kontaktierung der Elektronikbaugruppe 100 können Abschnitte einiger Metallisierungsebenen der Leiterplatte aus deren Dielektrikum 60 hervorragen und so als elektrische Anschlüsse 71 zur Zuführung eines positiven Versorgungspotentials DC+, 72 zur Zuführung eines negativen Versorgungspotentials DC– sowie 73 zum Anschluss einer Last L (Fig. 2) dienen.
For the electrical contacting of the electronics assembly 100, portions of some of the metallization levels of the circuit board may protrude out of the dielectric 60thereof and thus serve as electrical terminals 71for feeding a positive supply potential DC+, 72for feeding a negative supply potential DC− and 73for connecting a load L (FIG. 2).
Auf der Leiterstruktur 6 ist zumindest eine Reihe R3 und/oder R4 angeordnet, wobei eine Reihe R3 eine Anzahl erster Entstörkondensatoren 3 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind, und wobei eine Reihe R4 eine Anzahl zweiter Entstörkondensatoren 4 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
At least one row R3and/or R4is arranged on the conductor structure 6, a row R3having a number of first interference-suppression capacitors 3, which are arranged one behind the other in the first direction x, and a row R4having a number of second interference-suppression capacitors 4, which are arranged one behind the other in the first direction x.
Jeder der ersten Entstörkondensatoren 3 weist einen ersten Kondensatoranschluss 31 und einen zweiten Kondensatoranschluss 32 auf, und der zweiten Entstörkondensatoren 4 weist einen ersten Kondensatoranschluss 41 und einen zweiten Kondensatoranschluss 42 auf.
Each of the first interference-suppression capacitors has a first capacitor terminal 31and a second capacitor terminal 32, and each of the second interference-suppression capacitors 4has a first capacitor terminal 41and a second capacitor terminal 42.
Die ersten Kondensatoranschlüsse 31 der ersten Entstörkondensatoren 3 sind elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen 61 verbunden, und die zweiten Kondensatoranschlüsse 32 der ersten Entstörkondensatoren 3 sind elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen 62 verbunden.
The first capacitor terminals 31of the first interference-suppression capacitors 3are connected in an electrically conducting manner to the first conductor strip 61, and the second capacitor terminals 32of the first interference-suppression capacitors 3are connected in an electrically conducting manner to the second conductor strip 62.
Außerdem sind die ersten Kondensatoranschlüsse 41 der zweiten Entstörkondensatoren 5 elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen 65 verbunden, und die zweiten Kondensatoranschlüsse 42 der zweiten Entstörkondensatoren 4 sind elektrisch leitend mit dem vierten Leiterstreifen 64 verbunden.
Furthermore, the first capacitor terminals 41of the second interference-suppression capacitors 5are connected in an electrically conducting manner to the fifth conductor strip 65, and the second capacitor terminals 42of the second interference-suppression capacitors 4are connected in an electrically conducting manner to the fourth conductor strip 64.
Optional kann auf der Leiterstruktur 6 noch zumindest eine Reihe R5 angeordnet sein, die eine Anzahl von Zwischenkreiskondensatoren 5 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
Optionally, on the conductor structure 6there may also be arranged at least one row R5, which has a number of DC link capacitors 5, which are arranged one behind the other in the first direction x.
Jeder der Zwischenkreiskondensatoren 5 weist einen ersten Kondensatoranschluss 51 auf, der elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen 61 verbunden ist, sowie einen zweiten Kondensatoranschluss 52, der elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen 65 verbunden ist.
Each of the DC link capacitors 5has a first capacitor terminal 51, which is connected in an electrically conducting manner to the first conductor strip 61, and also a second capacitor terminal 52, which is connected in an electrically conducting manner to the fifth conductor strip 65.
Hier wie bei allen anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann es sich bei Entstörkondensatoren 3 und/oder 4 um Kondensatoren nach Klasse Y gemäß der Norm IEC 60384-1 (in der am 10. September 2015 geltenden Fassung) handeln.
Here, as in the case of all the other configurations of the invention, interference-suppression capacitors 3and/or 4may be capacitors of class Y according to the standard IEC 60384-1 (in the version applicable on Sep. 10, 2015).
Verfahren zur Versorgung eines elektrische Energie umsetzenden Implantates mit elektrischer Energie Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung eines elektrische Energie umsetzenden Implantates mit elektrischer Energie mittels eines Freikolbengenerators.
The present invention relates to a process for supplying an electrical energy converting implant with electrical energy by means of a free-piston generator.
Implantate, welche Energie zur Ausführung ihrer vorgesehenen Funktion benötigen, sind bekannt.
Implants, which require energy to perform their intended function, are known.
Das am weitesten verbreitete Beispiel eines solchen Implantates ist der Herzschrittmacher.
The most widespread example of such an implant is the heart pacemaker.
Bei einem solchen Herzschrittmacher wird der Impulsgenerator, der für das eigentliche Pacing (Schritt, Tempo machen) verantwortlich ist, mit einem Ein- oder Zwei- Elektroden-System verbunden, welches in die rechte Vorkammer (bei Sinusknoten- Impulsstörung) bzw. zusätzlich in die rechte Herzkammer (bei Störung der atrioventrikulären Überleitung) über die Vene eingeführt und verankert wird.
In such a heart pacemaker, the pulse generator, which is responsible for the actual pacing, is connected to a one or two electrode system, which is inserted into the right atrium (in the case of sinus node impulse interference) or additionally into the right ventricle (in cases of disturbance of the atrioventricular conduction) is introduced and anchored via the vein.
Die Implantation erfolgt üblicherweise im oberen rechten Brustbereich (vom Patienten aus gesehen) unterhalb des Schlüsselbeins.
Implantation is usually performed in the upper right breast area (seen from the patient) below the collarbone.
Neuere Entwicklungen führten hierbei auch zur Miniaturisierung der bekannten Herzschrittmacher, so dass eine direkte Implantatton in die Herzkammer möglich ist, wobei die Elektroden bereits Gerätebestandteile sind.
Recent developments also led to the miniaturisation of the known heart pacemakers, so that a direct implantation into the heart chamber is possible, whereby the electrodes are already part of the device.
Allen diesen Geräten ist jedoch gemeinsam, dass sie elektrische Energie benötigen.
However, all these devices have in common that they need electrical energy.
Mittlerweile haben sich hierzu Uthium-Batterien etabliert, die eine Laufzeit von mehreren Jahren erreichen können.
By now lithium batteries, which can have a life span of several years, have been established for this.
Danach ist jedoch eine Operation nötig, um den Herzschrittmacher, der verkapselt die Batterie enthält, zu ersetzen.
Afterwards an operation is required to replace the heart pacemaker, which encapsulates the battery.
Dabei müssen die Elektroden abgetrennt und eine neue Elektrodenverbindung hergestellt werden.
In the process the electrodes must be separated and a new electrode connection formed.
Eine solche Operation stellt neben dem mit jeder Operation verbundenen Infektionsrisiko auch immer eine zusätzliche Belastung für den Patienten dar.
Such an operation poses, in addition to the risk of infection associated with every operation, an additional burden on the patient.
Insbesondere die Narkose wie auch die psychische Belastung sind hierbei nicht zu unterschätzen.
In particular, anesthesia as well as the psychological stress cannot be underestimated.
Daher besteht ein grundsätzlicher Bedarf daran, eine nachhaltige Energieversorgung solcher Implantate bereitzustellen, um die oben genannten Risiken zu minimieren.
Therefore, there is a general need to provide a sustainable energy supply for such implants in order to minimize the above-mentioned risks.
In diesem Zusammenhang wird beispielsweise in der WO 2008/125866 A1 eine Energiegewinnung innerhalb eines lebendigen biologischen Körpers vorgeschlagen.
In this context WO 2008/125866 A1, for example, energy generation within a living biological body is proposed.
Dazu wird eine druckempfindliche Vorrichtung, welche ein Arbeitsfluid umfasst, mit einem elektrischen Ge- nerator verbunden und so eingestellt, dass Druckänderungen in dem Arbeitsfluid durch einen kolben in elektrische Energie umgewandelt werden.
For this purpose, a pressure-sensitive device, which comprises a working fluid, is connected to an electrical generator and is adjusted in such a way that pressure changes within the working fluid are converted into electrical energy by a piston.
Dabei werden die Druckänderungen durch eine Vorrichtung, welche im rechten Ventrikel des Herzens oder aber auch in einem Blutgefäß angeordnet ist, genutzt.
The pressure changes are utilized by a device, which is arranged in the right ventricle of the heart or in a blood vessel.
Dabei überträgt diese Vorrichtung die Blutdruckfluktuationen innerhalb des Blutkreislaufs in einem Säugetier auf das Arbeitsfluid.
This device transfers the blood pressure fluctuations within the blood circulation in a mammal to the working fluid.
Das Arbeitsfluid wiederum treibt durch eine lineare Bewegung den elektrischen Generator an, wodurch elektrische Energie gewonnen wird, die einem Implantat zugeführt werden kann.
The working fluid, in turn, drives the electrical generator by a linear movement, thereby generating electrical energy which can be supplied to an implant.
Nachteilig an diesem System ist, dass die Strömungspulsatton des Blutes nur anteilig genutzt wird.
A disadvantage of this system is that the flow pulsation of the blood is only used pro rata.
Durch die zusätzliche Zwischenschaltung des Arbeitsfluids sinkt zudem der Wirkungsgrad.
The additional insertion of the working fluid also reduces the efficiency.
Außerdem bietet das Vorhandensein eines Arbeitsfluids auch immer ein zusätzliches Risiko bei Leckagen und ähnlichem.
In addition, the presence of a working fluid always offers an additional risk of leaks and the like.
In der US 3,563,245 wird ein System beschrieben, bei dem ein Anteil der Energie, welche durch die Muskelkontraktion des Herzens entsteht, einem Generator zugeführt wird und dieser wandelt im Anschluss diese Energie in elektrische Energie um.
U.S. Pat. No. 3,563,245 describes a system in which a portion of the energy produced by the muscle contraction of the heart is supplied to a generator, which subsequently converts this energy into electrical energy.
Auch hier wird eine Vorrichtung verwendet, welche drucksensitiv ist und durch Kontraktionen über ein Arbeitsfluid (hier ein Gas) eine Bewegungsenergie an den Generator überträgt.
Again, a pressure-sensitive device is used which transmits movement energy to the generator through contractions via a working fluid (here a gas).
Damit ist die offenbarte Methode aber auch aus den oben genannten Gründen nachteilig.
The disclosed method is also disadvantageous for the reasons mentioned above.
Des Weiteren existieren derzeit theoretische Überlegungen, mit einem piezoelektrischen Energteharvester den Herzdruck zu nutzen und somit elektrische Energie zu erzeugen.
Furthermore, there are currently theoretical considerations to generate electrical energy by using the heart pressure with a piezoelectric energy harvester.
Bisher sind hierzu jedoch keine praktischen Umsetzungen bekannt.
To date no practical implementations are known.
Jedoch ist auch bei diesen Überlegungen nachteilig, dass nur ein geringer Wirkungsgrad erzielt werden kann.
However, also in these considerations only a small degree of efficiency can be achieved, which is a disadvantage.
Die Gewinnung elektrischer Energie mittels eines Freikolbengenerators ist bereits seit vielen Jahren bekannt.
The generation of electrical energy by means of a free-piston generator has already been known for many years.
Seine unterschiedlichen Ausgestaltungen sind daher dem Fachmann bekannt.
Its different configurations are therefore known to the person skilled in the art.
Sie zeichnen sich insbesondere durch die kompakte Bauweise und das hohe Leis- tungs-Gewichts-Verhältnis aus.
They are characterized, in particular, by the compact design and the high power-to-weight ratio.
Ein Freikolbengenerator ist ein Lineargenerator, welcher eine geradlinige Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt.
A free-piston generator is a linear generator, which converts straight-lined motion energy into electrical energy.
Ebenso kann der Freikolbengenerator invers auch als Freikolbenmotor eingesetzt werden.
The free-piston generator can also be used inversely as a free-piston engine.
Beispielsweise ist aus der US 4,102,610 das Pumpen biologischer Flüssigkeiten mittels eines solchen Motors bekannt.
For example, U.S. Pat. No. 4,102,610 discloses the pumping of biological fluids by means of such an engine.
In der US 3,788,772 wird die Verwendung eines Freikolbenmotors zum Antrieb einer Herzmaschine während der Operation eines Patienten am Herzen vorgeschlagen.
U.S. Pat. No. 3,788,772 proposes the use of a free-piston motor to power a heart machine during the operation of a patient's heart.
Hier über- nimmt der Freikolbenmotor die Pumpfunktion des Herzens.
Here, the free-piston engine takes over the heart's pumping function.
Eine ähnliche Pumpfunktion des Blutes durch einen Kolbenmotor, allerdings in miniaturisierter Form, wird auch in der US 5,879,375 sowie der WO 03/034893 A2 vorgeschlagen.
A similar Pumping function of the blood by a piston engine, although in miniaturized form, is also proposed in U.S. Pat. No. 5,879,375 and WO 03/034893 A2.
Jedoch ist die Problematik der nachhaltigen Energieversorgung von Implantaten bis heute noch nicht zufriedenstellend gelöst.
However, the problem of the sustainable energy supply of implants has not been satisfactorily solved to date.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, mindestens einen, bevorzugt alle Nachteile des Standes der Technik zu beheben.
Starting from this prior art, the task of the present invention is the elimination of at least one, preferably all, of the disadvantages of the prior art.
Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem ein Implantat, welches elektrische Energie benötigt, nachhaltig mit elektrischer Energie versorgt wird.
In particular, the task of the present invention is to provide a process, in which an implant, which requires electrical energy, is supplied with electrical energy in a sustainable manner.
Dabei sollte der Wirkungsgrad des Systems mindestens genau- so hoch, bevorzugt höher als der im Stand der Technik beschriebenen Systeme sein.
The efficiency of the system should be at least as high, preferably higher than the systems described in the prior art.
Diese Aufgaben wurden gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie im Folgenden beschrieben.
These objects have been achieved by the process according to the invention, as described below.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Versorgung eines elektrische Energie umsetzenden Implantates mit elektrischer Energie bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer elektrischen Spannungsquelle mitteis Erzeugung elektrischer Spannung durch die lineare Bewegung eines Kolbens 7 eines Freikolbengenerators 2, wobei der Freikolbengenerator 2 einen Führungszylinder 6, in dem sich ein Kolben 7 mit mindestens einem Permanentmagneten befindet, und mindestens eine Spule 8 umfasst, der Führungszylinder 6 in ein Blutgefäß 1 eingebracht ist und die mindestens eine Spule 8 sich außerhalb des Blutgefäßes 1 befindet, der Kolben 7 innerhalb des Führungszylinders 6 des Freikolbenmotors 2 durch das periodisch pulsierende Blut im Blutgefäß 1 linear relativ in Richtung des jeweiligen Blutflusses F bewegt wird, und in Abhängigkeit dieser linearen Bewegung des Kolbens 7 eine elektrische Spannung in der mindestens einen Spule 8 induziert wird, und (b) Entnahme elektrischer Energie von der elektrischen Spannungsquelle aus Schritt (a) durch die Stromsteuerungseinheit des elektrische Energie umsetzenden Implantates.
According to the present invention, there is provided a process for supplying an electrical energy converting implant with electrical energy comprising the steps of:(a) providing an electrical voltage source by generating electrical voltage by the linear movement of a piston 7of a free-piston generator 2,wherein the free-piston generator 2comprises a guide cylinder 6, in which a piston 7with at least one permanent magnet is located, and at least one coil 8,the guide cylinder 6is introduced into a blood vessel 1and the at least one coil 8is located outside the blood vessel 1,The piston 7is being moved within the guide cylinder 6of the free-piston engine 2by the periodically pulsating blood in the blood vessel 1linearly relative in the direction of the respective blood flow F, andas a function of this linear movement of the piston 7an electrical voltage is induced in the at least one coil 8, and(b) withdrawal of electrical energy from the electrical voltage source of step (a) by the current control unit of the electrical energy converting implant.
Verfahrensechritt (a) Der erfindungsgemäß eingesetzte Freikolbengenerator 2 umfasst einen Führungszylinder 6 und mindestens eine Spule 8. Wie bereits oben ausgeführt, ist die allgemeine Konstrukti- onsweise eines Freikolbengenerators dem Fachmann bekannt.
Process step (a) The free-piston generator 2used according to the invention comprises a guide cylinder 6and at least one coil 8.
Erfindungsgemäß können die Begriffe„umfassen" und„enthalten" in einer Ausführungsform auch.bestehen aus" bedeuten.
According to the invention, the terms “comprise” and “contain” in one embodiment can also mean “consist of”.
Der Führungszylinder 6 ist ein Hohlzylinder, welcher den Kolben 7 enthält.
The guide cylinder 6is a hollow cylinder which contains the piston 7.
Dabei umfasst der Führungszylinder 6 bevorzugt ein Polymer, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, beste- hend aus polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, Polysüoxanen, polymeren organofunk- tionalisierten Silanen und Copolymeren der vorgenannten Polymere.
Preferably, the guide cylinder 6comprises a polymer, which is selected from the group consisting of polymeric fluorinated hydrocarbons, polysiloxanes, polymeric organofunctionalized silanes and copolymers of the abovementioned polymers.
Hierbei kann der Führungszylinder 6 bevorzugt ein Polymer als Beschichtung umfassen, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, Polysüoxanen, polymeren organofunktionalisierten Silanen und Copolymeren der vorgenannten Polymere.
Here, the guide cylinder 6may preferably comprise a polymer as a coating selected from the group consisting of polymeric fluorinated hydrocarbons, polysiloxanes, polymeric organofunctionalized silanes and copolymers of the aforementioned polymers.
Die Temperatur der Elektrolytlösung ist bevorzugt 10 bis 100°C und mehr bevorzugt 25 bis 60°C. Durch Einstellen der Temperatur der Elektrolytlösung auf 10°C oder mehr ist es möglich, ausreichend den Stromdichtebereich, der für die Bildung des Aluminiumfilmes erforderlich ist, sicherzustellen.
The temperature of the electrolyte solution is preferably 10° C. to 100° C., and more preferably 25° C. to 60° C. By setting the temperature of the electrolyte solution at 10° C. or higher, it is possible to sufficiently secure the current density range required for formation of the aluminum film.
Durch Einstellen der Temperatur auf 100°C oder weniger ist es möglich, die Kosten zu reduzieren, die für das Erwärmen erforderlich sind.
By setting the temperature at 100° C. or lower, it is possible to reduce the cost required for heating.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes gemäß dieser Erfindung umfasst den Elektroniederschlag von Aluminium auf einer Oberfläche eines Substrates unter Verwendung der Elektrolytlösung mit der oben beschriebenen Zusammensetzung.
A method for producing an aluminum film according to the present invention includes electrodepositing aluminum on a surface of a substrate using the electrolyte solution having the composition described above.
Zum Elektroniederschlagen von Aluminium in der Elektrolytlösung wird ein Substrat, das als Kathode dient, elektrisch mit einer Anode verbunden.
In order to electrodeposit aluminum in the electrolyte solution, a substrate serving as a cathode is electrically connected to an anode.
Als Anode wird beispielsweise eine Aluminiumplatte oder dergleichen verwendet.
As the anode, for example, an aluminum plate or the like is used.
Durch das oben beschriebene Verfahren wird ein Aluminiumfilm mit einer Spiegeloberfläche und reduzierter restlicher Spannung erhalten.
By the method described above, an aluminum film having a mirror surface and reduced residual stress is obtained.
In jedem Fall kann spezifisch, wenn die Spannung, die im Aluminiumfilm verbleibt, eine Kompressionsspannung ist oder eine Zugspannung ist, die Menge der Spannung auf 6 kg/mm2oder weniger eingestellt werden, und somit ist es möglich, einen Aluminiumfilm mit hoher Adhäsion mit dem Substrat zu erhalten.
Specifically, in either the case where the stress remaining in the aluminum film is compressive stress or the case where it is tensile stress, the amount of stress can be set to be 6 kg/mm2 or less, and thus it is possible to obtain an aluminum film having high adhesion with the substrate.
Weiterhin ist die Oberfläche des resultierenden Aluminiumfilmes ausreichend glatt und im Spiegeloberflächenzustand.
Furthermore, the surface of the resulting aluminum film is sufficiently smooth and in the mirror surface state.
Das heißt es ist möglich, einen glatten Aluminiumfilm mit einer arithmetischen Mittelrauigkeit Ra von 0,03 μm oder weniger zu erhalten.
That is, it is possible to obtain a smooth aluminum film with an arithmetic mean roughness Ra of 0.03 μm or less.
Das Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes gemäß dieser Erfindung ermöglicht, dass ein Aluminiumfilm mit einer Spiegeloberfläche und Glanz auf Oberflächen von verschiedenen Substraten gebildet wird.
The method for producing an aluminum film according to the present invention allows an aluminum film having a mirror surface and gloss to be formed on surfaces of various substrates.
Der Aluminiumfilm hat eine ausgezeichnete Adhäsion mit dem Substrat und eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit nach dem Plattieren und kann daher bei verschiedenen Gebieten verwendet werden.
The aluminum film has excellent adhesion with a substrate and excellent workability after plating, and therefore, can be used in various fields.