DE19939001A1

DE19939001A1 - Concentrating field lines of primary magnetic field in non-ferromagnetic material or in vacuum to form secondary magnetic field of increased flux density and with helical field lines

Info

Publication number: DE19939001A1
Application number: DE1999139001
Authority: DE
Inventors: Hans Helmut Rein
Original assignee: Hans Helmut Rein
Current assignee: REIN, HANS HELMUT, 67480 EDENKOBEN, DE
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-03-15

Abstract

A ferromagnetic, wire-shaped material is formed into a helix which is open at one or both ends and comprises non-touching spiral windings. The helix is introduced into the primary magnetic field. The helix may be cylindrical or conical, or comprise a cylindrical and a conical portion. Several spirals of different diameters may be arranged coaxially, one inside the other.

Description

1. The state of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bündeln von in einem nicht-ferromagnetischen Stoff oder in Vakuum verlaufenden Feldlinien eines primären Magnetfeldes zu einem sekundären Magnetfeld erhöhter Feldliniendichte mit spiralenförmig verlaufenden Feldlinien, deren Verdichtung innerhalb der Vorrichtung und in deren axialer Verlängerung an einem oder beiden Enden in einer Umgebung aus nicht-ferromagnetischem Stoff oder Vakuum auf eine Länge von mindestens einem Viertel der Länge der Vorrichtung nahezu vollständig erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetisches, drahtförmiges Material zu einer an einem oder beiden Enden offenen Spirale mit sich nicht berührenden Spiralenwindungen geformt und diese Spirale in das primäre Magnetfeld verbracht wird.The invention relates to a method and an apparatus for bundling in a non-ferromagnetic substance or field lines running in a vacuum a primary magnetic field increased to a secondary magnetic field Field line density with spiral-shaped field lines, their compression within the device and in its axial extension on one or both Ends in a non-ferromagnetic or vacuum environment a length of at least a quarter of the length of the device almost remains completely intact, characterized in that a ferromagnetic, wire-shaped material with a spiral open at one or both ends not touching spiral turns and this spiral into the primary magnetic field is spent.

Die Linien von Magnetfeldern haben die grundlegende Eigenschaft, sich beim Austritt aus einem Magnetpol sofort gegenseitig abzustoßen und auf laufend sich weiter voneinander entfernenden Bahnen den Weg zum Gegenpol zu suchen.The lines of magnetic fields have the basic property of being at Exit from a magnetic pole immediately repel each other and on going to search for the way to the opposite pole.

In nicht-ferromagnetischen (diamagnetischen, paramagnetischen) Stoffen verläuft die dadurch entstehende Streuung der Magnetfeldlinien nahezu ungestört. Der mit der Streuung einhergehende Verlust an Feldlinien-Dichte wird in der Physik in Zahlen gefasst durch das 1 : r²-Gesetz. Es besagt beispielsweise, daß der in einem Abstand von 1 mm vom Ausgang eines Magnetfeldes gemessene Dichte-Wert "x" bei einer Verdoppelung dieses Abstandes auf den Wert x : 4 fällt, bei einer Ver fünffachung dieses Abstandes auf x : 25, bei dem Fünfzigfachen dieses Abstandes auf x : 2500. Daraus kann sich beispielsweise ergeben, daß ein für therapeutische Zwecke einzusetzender Dauermagnet, der ein 50 mm tief im Körper-Inneren liegendes Organ mit einer Feldstärke von 1 mT erreichen soll, an der Hautoberfläche eine Feldstärke von 1 × 50 × 50 = 2500 ml oder 2,5 T aufweisen muß. Diese Situation wird nur unwesentlich dadurch verbessert, daß man mit ferromagnetischen Leitblechen an Rückseite und Flanken des Dauermagneten die Feldlinien kurzschließt und mehr in die gewünschte Hauptrichtung projiziert. In non-ferromagnetic (diamagnetic, paramagnetic) substances, the resulting scattering of the magnetic field lines is almost undisturbed. The loss of field line density associated with the scatter is quantified in physics by the 1: r ² law. It says, for example, that the density value "x" measured at a distance of 1 mm from the output of a magnetic field drops to twice the value x: 4, fivefold this distance to x: 25, fifty times this distance to x: 2500. This can result, for example, from the fact that a permanent magnet to be used for therapeutic purposes, which should reach an organ lying 50 mm deep inside the body with a field strength of 1 mT, has a field strength of 1 × 50 on the skin surface × 50 = 2500 ml or 2.5 T must have. This situation is only slightly improved by short-circuiting the field lines with ferromagnetic guide plates on the rear and flanks of the permanent magnet and projecting more into the desired main direction.

Der Nutzung von Magnetfeldern erhöhter Felddichte stehen daher zwei Schwierigkeiten im Weg: Zum einen der enorme Konzentrations-Verlust durch die starke Feldlinien-Streuung, zum anderen die sehr weite Streuung der Feldlinien im Raum, die an ungewollten Stellen ankommen und Schaden anrichten können.The use of magnetic fields with increased field density is therefore two Difficulties in the way: On the one hand the enormous loss of concentration due to the strong field line spread, on the other hand the very wide spread of the field lines in the Space that can arrive at unwanted places and cause damage.

In der Elektrotechnik gelingt es mit Hilfe ferromagnetischer Stoffe (vorwiegend Eisen), in welchen sich Magnetfeldlinien in hohem Maße von selbst konzentrieren, diese Feldlinien in verdichteter Form zusammenzuhalten und auch umzuleiten. Die Umleitung funktioniert immer dann am besten, wenn ein ferromagnetischer Stoff den Weg vieler Feldlinien zwischen den beiden Magnetpolen verkürzt.In electrical engineering, ferromagnetic materials (mainly Iron), in which magnetic field lines concentrate to a high degree by themselves, to hold these field lines together in a condensed form and also to divert them. The Redirection always works best when a ferromagnetic substance shortens the path of many field lines between the two magnetic poles.

Diese Feldlinien-Verdichtung funktioniert jedoch nur innerhalb der ferromagnetischen Stoffe. Sobald die Feldlinien von einem solchen in einen nicht-ferromagnetischen Stoff übergehen, stoßen sie sich gegenseitig ab und streuen ihre Bahnen so weit voneinander wie beim Austritt aus einem Magnetpol.However, this field line compression only works within the ferromagnetic substances. As soon as the field lines from one into one pass non-ferromagnetic material, they repel each other and scatter their orbits as far apart as when exiting a magnetic pole.

Nach dem Stand der Technik ist jede Behandlung eines nicht-ferromagnetischen Stoffes in einem homogenen Magnetfeld erhöhter Felddichte nur möglich, wenn der zu behandelnde Stoff in den Hohlkern eines Elektromagneten, also in das Innere einer stromdurchflossenen Spule, verbracht wird. In der Mitte einer solchen Spule, auf halber Spulenlänge, besteht das künstlich erzeugte Magnetfeld aus annähernd homogen verteilten, parallel zueinander verlaufenden Feldlinien.In the prior art, any treatment is a non-ferromagnetic Substance in a homogeneous magnetic field of increased field density only possible if the substance to be treated in the hollow core of an electromagnet, i.e. in the Inside a current-carrying coil, is spent. In the middle of one Coil, half the length of the coil, consists of the artificially generated magnetic field almost homogeneously distributed, parallel field lines.

Aus Spezialgebieten der Biologie, Medizin und Chemie sind viele Anwendungs-Möglichkeiten für Magnetfelder erhöhter Felddichte bekannt, so beispielsweise die Abtötung von Bakterien, Viren und Mikroparasiten, die Repolarisierung der Andockflächen von Antikörpern des Immunsystems an Antigene oder die chemische Aktivierung des in Flüssigkeiten enthaltenen Sauerstoffs.There are many from special fields of biology, medicine and chemistry Possible applications for magnetic fields with increased field density are known, so for example the killing of bacteria, viruses and microparasites Repolarization of the docking areas of antibodies of the immune system Antigens or the chemical activation of those contained in liquids Oxygen.

Solche Wirkungen entstehen bereits ab einer Feldlinien-Dichte, die dem 8- bis 10-fachen der Dichte des Erdmagnetfeldes entspricht. Such effects already arise from a field line density that the 8 to Corresponds to 10 times the density of the earth's magnetic field.

Um jedoch beispielsweise bestimmte Parasiten im Darm eines Patienten mit einem gegenüber dem Erdmagnetfeld 60-fach dichteren Magnetfeld abzutöten, ist nach dem Stand der Technik entweder das Verbringen des kompletten Körpers des Patienten in das Innere einer sehr großen Elektrospule erforderlich, oder die lokale Behandlung der Darmgegend mit einem extrem starken Elektro- oder Dauermagneten.However, for example, certain parasites in the intestine of a patient with a to kill the magnetic field, which is 60 times denser than the earth's magnetic field the state of the art either the full body of the Patients required inside a very large electrocoil, or the local one Treatment of the intestinal area with an extremely strong electrical or Permanent magnets.

Beides ist nicht sinnvoll. Bei der Verbringung des ganzen Körpers in die Spule werden sehr empfindliche Körperteile wie Wirbelsäule und Nervenstränge dem konzentrierten Magnetfeld mit ausgesetzt und können dabei erheblich geschädigt werden.Neither makes sense. When moving the whole body into the coil very sensitive parts of the body such as the spine and nerve strands concentrated magnetic field with exposed and can be significantly damaged become.

Bei der beabsichtigten lokalen Behandlung der Darmgegend des Patienten müssen auf Grund der Magnetfeldstreuung und des Abstandes zwischen Bauchdecke und Darm des Patienten überaus starke Magnete eingesetzt werden. Nimmt man bei diesem Beispiel die Stärke des Erdmagnetfeldes mit 40 µT an und die zur Abtötung der Parasiten erforderliche Verdichtung mit dem Faktor 60, dann sind im Darm des Patienten 2400 µT oder 2,4 mT erforderlich. Beträgt der Abstand von der Bauchdecke zum Darm 100 mm, so muß der Behandlungs-Magnet an der Bauchdecke eine Leistung von mindestens 3 bis 4 Tesla erbringen. Dieser Wert übersteigt den tatsächlichen Bedarf von 2,4 mT um mehr als das Tausendfache und reicht leicht aus, um an den nahe der Oberfläche des Dauermagneten liegenden Gewebeteilen der Haut dauerhafte Schäden anzurichten. Weitere Schäden müssen dabei im seitlich gelegenen Gewebe erwartetet werden, welches durch die Breitenstreuung des Magnetfeldes ungewollt in einen Feldbereich gelangt, der die 1000-fache Dichte des Erdmagnetfeldes aufweist.The intended local treatment of the patient's intestinal area must be due to the magnetic field scatter and the distance between the abdominal wall and Very strong magnets are used in the patient's intestine. You take it this example, the strength of the earth's magnetic field at 40 µT and the Killing the parasites required compaction with a factor of 60, then in Bowel of the patient requires 2400 µT or 2.4 mT. Is the distance from the Abdominal wall to the intestine 100 mm, so the treatment magnet on the Abdominal wall perform at least 3 to 4 Tesla. This value exceeds the actual requirement of 2.4 mT more than a thousand times and is easily sufficient to be close to the surface of the permanent magnet Causing permanent damage to tissue parts of the skin. Need more damage are expected in the tissue on the side, which is caused by the Spreading of the magnetic field inadvertently reaches a field area that the Has 1000 times the density of the earth's magnetic field.

Stand der Technik ist folglich die Situation, daß viele theoretisch bekannte Anwendungs-Möglichkeiten für Magnetfelder erhöhter Felddichte in Biologie, Medizin, Chemie und Forschung nicht genutzt werden können, weil es an einer Möglichkeit mangelt, solche Felder mit homogener Felddichte außerhalb von ferromagnetischen Stoffen herzustellen und außerhalb der sie produzierenden Geräte genügend weit und streuungsfrei in einen zu behandelnden Gegenstand oder Stoff hinein zu projizieren, ohne nennenswert an Homogenität zu verlieren. The state of the art is therefore the situation that many theoretically known Possible applications for magnetic fields with increased field density in biology, Medicine, chemistry and research cannot be used because there is one Possibility lacks such fields with homogeneous field density outside of manufacture ferromagnetic substances and outside of those producing them Devices sufficiently far and free of scatter in an object to be treated or To project material into it without losing any significant homogeneity.

2. To the task

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, durch welche ein Magnetfeld erhöhter Felddichte geschaffen wird, dessen Feldlinien außerhalb ferromagnetischer Stoffe in einer ausreichend großen räumlichen Ausdehnung nur unwesentlich streuen und dessen erhöhte Felddichte daher in einer ausreichend großen räumlichen Ausdehnung für Anwendungen in Chemie, Medizin, Physik und Biologie zur Verfügung steht, welche nach dem Stand der Technik auf Grund der starken Feldlinien-Streuung nicht möglich waren.The object of the present invention is to provide a method and an apparatus for To provide through which a magnetic field of increased field density is created is, whose field lines outside of ferromagnetic substances in a sufficient only marginally spread large spatial extent and its increased Field density therefore in a sufficiently large spatial extension for Applications in chemistry, medicine, physics and biology is available, which according to the prior art due to the strong field line scatter were not possible.

Zu den möglichen Einsatz-Gebieten für Magnetfelder mit erhöhter, homogener Felddichte zählen beispielsweise Magnetfeld-Behandlungen bestimmter Hirnbereiche des menschlichen Kopfes, die Sterilisierung von Trinkwasser, die Neutralisierung von Aflatoxinen in Nüssen oder die Unterdrückung von aus Elektrogeräten abgestrahlten magnetischen Wechselfeldern durch stärkere Gleichfelder.Possible areas of application for magnetic fields with increased, more homogeneous For example, magnetic field treatments include certain field densities Brain areas of the human head, the sterilization of drinking water, the Neutralizing aflatoxins in nuts or suppressing them Magnetic alternating fields emitted by electrical devices due to stronger Constant fields.

Da Magnetfelder mit erhöhter, homogener Felddichte nach dem Stand der Technik nur innerhalb ferromagnetischer Stoffe hergestellt werden können, wo sie für die meisten der genannten Anwendungsgebiete nicht nutzbar sind, oder im Innern kernloser Elektrospulen, was ihre gezielte Anwendung im menschlichen Körper nicht gestattet, muß es Aufgabe der vorliegenden Erfindung sein, den durch Feldlinien-Streuung entstehenden großen Dichte-Verlust bekannter Magnetfelder zu verhindern und eine einmal erreichte Feldlinien-Bündelung oder -Verdichtung im freien Raum - also in nicht-ferromagnetischen Stoffen und im Vakuum - innerhalb einer für die beabsichtigte Anwendung ausreichend großen räumlichen Ausdehnung aufrecht zu erhalten.Because magnetic fields with increased, homogeneous field density according to the state of the art can only be produced within ferromagnetic materials where they are used for most of the mentioned areas of application are not usable, or inside coreless electrocoils, what their targeted application in the human body not allowed, it must be the object of the present invention, by Field line scattering results in large loss of density of known magnetic fields to prevent and once field lines have been bundled or compacted in free space - i.e. in non-ferromagnetic materials and in vacuum - within a sufficiently large spatial area for the intended application To maintain expansion.

Die Erfindung muß zu diesem Zweck kein eigenes Magnetfeld produzieren. Sie kann vielmehr ein vorhandenes primäres Magnetfeld geringer Dichte, wie beispielsweise das Erdmagnetfeld, nutzen und dessen Feldlinien zu einem sekundären Magnetfeld erhöhter Felddichte verdichten. The invention does not have to produce its own magnetic field for this purpose. she Rather, an existing primary low density magnetic field, such as For example, use the earth's magnetic field and its field lines into one compress secondary magnetic field of increased field density.

Für die praktische Anwendung des hierdurch geschaffenen sekundären Magnetfeldes ist es wichtig, daß die vorliegende Erfindung dieses Feld in unterschiedlichen Größen und in unterschiedlichen Verdichtungsstufen zur Verfügung stellt. For the practical application of the secondary created in this way Magnetic field, it is important that the present invention in this field different sizes and in different compression levels Provides.

3. To solve the problem

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bündeln von in einem nicht-ferromagnetischen Stoff oder in Vakuum verlaufenden Feldlinien eines primären Magnetfeldes zu einem sekundären Magnetfeld erhöhter Feldliniendichte mit spiralenförmig verlaufenden Feldlinien vorgeschlagen, deren Verdichtung innerhalb der Vorrichtung und in deren axialer Verlängerung an einem oder beiden Enden in einer Umgebung aus nicht-ferromagnetischem Stoff oder Vakuum auf eine Länge von mindestens einem Viertel der Länge der Vorrichtung nahezu voll erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetisches, drahtförmiges Material zu einer an einem oder beiden Enden offenen Spirale mit sich nicht berührenden Spiralenwindungen geformt und diese Spirale in das primäre Magnetfeld verbracht wird.According to the invention, a method and a method are used to achieve the object Device for bundling in a non-ferromagnetic substance or in Vacuum field lines of a primary magnetic field to one secondary magnetic field of increased field line density with spirals Field lines proposed, their compression within the device and in their axial extension at one or both ends in an environment non-ferromagnetic material or vacuum to a length of at least one This means that a quarter of the length of the device remains almost completely intact characterized in that a ferromagnetic, wire-shaped material to an one or both ends of open spiral with non-touching Spiral turns are formed and this spiral is placed in the primary magnetic field becomes.

Ausgehend von der bekannten Erscheinung, daß ferromagnetische Materialien die Feldlinien von Magnetfeldern anziehen und umleiten können, wurden verschiedene Formen solcher Materialien in Bezug auf diesen Effekt systematisch untersucht. Hierbei stellte sich heraus, daß die Feldlinien auch spiralenförmig gewundenen drahtförmigen Materialien, beispielsweise Eisendraht, in fast beliebiger Länge in nennenswertem Umfang folgen.Based on the well-known phenomenon that ferromagnetic materials Field lines attracting and diverting magnetic fields have been different Forms of such materials are systematically examined in relation to this effect. It turned out that the field lines also spiraled wire-shaped materials, for example iron wire, in almost any length in follow significant extent.

Es darf angenommen werden, daß diese Erscheinung nach dem bisherigen Stand der Technik nicht beobachtet wurde, weil keine geeigneten Meßinstrumente zur Verfügung standen, welche die innerhalb einer Eisendraht-Spirale spiralenförmig kreisenden Magnetfeldlinien und deren Dichte einwandfrei hätten messen können.It can be assumed that this phenomenon according to the previous status the technology was not observed because no suitable measuring instruments for Were available which were spiraled within an iron wire spiral orbiting magnetic field lines and their density could have been measured perfectly.

Erstaunlicherweise entsteht im Innern einer aus Eisendraht geformten Spirale, welche in ein primäres Magnetfeld wie beispielsweise das Erdmagnetfeld verbracht wird, eine wesentliche höhere Konzentration von Feldlinien als diejenige, die sich aus der Addition der im Spiralen-Querschnitt ohne Verdichtung vorhandenen Feldlinien mit den durch das Einfließen an den Draht-Enden hinzukommenden Feldlinien ergeben würde. Amazingly, inside a spiral is formed from iron wire, which into a primary magnetic field such as the Earth's magnetic field is spent, a significantly higher concentration of field lines than the one resulting from the addition of the spiral cross section without compression existing field lines with those flowing in at the wire ends additional field lines would result.

Zur Prüfung wurden verschiedene Spiralen aus unterschiedlichen Materialien, mit unterschiedlichen Abmessungen und Formen hergestellt. Sie wurden dem Erdmagnetfeld in einem Raum ausgesetzt, in welchem für dieses eine Feldstärke von durchschnittlich ca. 50 µT ermittelt wurde.Various spirals made of different materials were used for testing different dimensions and shapes. You became that Geomagnetic field exposed in a room in which there is a field strength of approximately 50 µT on average.

Vier dieser Spiralen werden im folgenden beschrieben.Four of these spirals are described below.

Spiral 01

Drahtform: rund
Drahtmaterial: Eisen
Drahtdurchmesser: 1,4 mm
Windungsabstand: 7,5 mm
Spiralen-Durchmesser: 45 mm
Spiralenlänge: 500 mm
Erreichte Feldlinien-Verdichtung gegenüber dem Erdmagnetfeld: 8- bis 10-mal.Wire shape: round
Wire material: iron
Wire diameter: 1.4 mm
Winding distance: 7.5 mm
Spiral diameter: 45 mm
Spiral length: 500 mm
Field line compaction achieved compared to the earth's magnetic field: 8 to 10 times.

Spiral 02

Drahtform: rechteckig
Drahtmaterial: Federstahl
Drahtquerschnitt: 5 × 1 mm
Windungsabstand: 12 mm
Spiralen-Durchmesser: 130 mm
Spiralenlänge: 650 mm
Erreichte Feldlinien-Verdichtung gegenüber dem Erdmagnetfeld: 20- bis 22-mal.Wire shape: rectangular
Wire material: spring steel
Wire cross section: 5 × 1 mm
Distance between turns: 12 mm
Spiral diameter: 130 mm
Spiral length: 650 mm
Field line compaction achieved compared to the earth's magnetic field: 20 to 22 times.

Die festgestellte unerwartete Feldlinien-Verdichtung innerhalb der Spiralen scheint ihre Ursache darin zu haben, daß auf die gesamte Spiralenlänge jede Windung von der Außenseite her die Feldlinien anzieht und durch die Abstoß-Wirkung gleicher Pole die bereits in Drahtrichtung zirkulierenden Feldlinien in Richtung Spiralenmitte abgedrängt werden.The observed unexpected field line compression within the spirals appears the reason for this is that every turn of attracts the field lines from the outside and the repulsion effect of the same Pole the field lines already circulating in the direction of the wire Spiral center be pushed.

Die Ausrichtung der innerhalb der Spiralen verlaufenden Feldlinien erfolgt spiralig entsprechend den Drahtwindungen. Die Verteilung der Feldlinien-Dichte im Innern der Spiralen weist nur unbedeutende Unterschiede auf, sodaß sich ein weitgehend homogenes Feld aus spiralenförmig drehenden Feldlinien ergibt, deren Windungs-Durchmesser sich aus ihren jeweiligen Positionen innerhalb des Spiralen-Querschnitts ergeben.The alignment of the field lines running within the spirals is spiral according to the wire turns. The distribution of the field line density inside The spirals have only insignificant differences, so that there is a large difference homogeneous field from spiral rotating field lines, whose Turn diameter from their respective positions within the Spiral cross section result.

Dieser spiralenförmige Feldlinien-Verlauf innerhalb der erfindungsgemäßen Spiralen scheint für einen weiteren überraschenden Effekt verantwortlich zu sein: Für die ausgeprägte Stabilität der Verdichtungszone an beiden Enden der Spiralen.This spiral field line course within the invention Spirals seem to be responsible for another surprising effect: For the pronounced stability of the compression zone at both ends of the spirals.

An der Spirale 01 beträgt die Feldlinien-Verdichtung ab Ende der Spirale axial, bezogen auf den Wert am Spiralen-Ende, in beiden Richtungen:
At spiral 01, the field line compression from the end of the spiral is axial in both directions, based on the value at the spiral end:

- up to approx. 125 mm distance approximately 100%
- up to approx. 250 mm distance sinking to approx. 80%
- up to approx. 375 mm distance sinking to approx. 50%
- up to approx. 500 mm distance sinking to 0 = earth's magnetic field density.

Die Durchmesser der Verdichtungszonen verändern sich dementsprechend wie folgt:
The diameters of the compression zones change accordingly as follows:

- At the spiral ends: diameter 45 mm
- up to approx. 125 mm distance: diameter 45 mm
- up to approx. 250 mm distance: expanding to approx. 50 mm
- up to approx. 375 mm distance: expanding to approx. 67 mm
- up to approx. 500 mm distance: expanding to approx. 142 mm.

Nach den vorliegenden Messungen scheint die spiralige Drehung der Feldlinien innerhalb der Drahtspiralen nahezu den Linien des Drahtmaterials zu folgen und an den Spiralen-Enden, ab etwa einem Viertel der Spiralenlänge, sich fortlaufend dem horizontalen Feldlinienverlauf des Erdmagnetfeldes anzupassen.According to the available measurements, the spiral rotation of the field lines appears within the wire spirals to almost follow the lines of the wire material and on the spiral ends, from about a quarter of the spiral length, continuously to adjust the horizontal field line course of the earth's magnetic field.

Um eine weitergehende Bündelung oder Verdichtung von Erdmagnetfeldlinien zu erreichen, wurden coaxial ineinander angeordnete Spiralen hergestellt. Zwei dieser Spiralen hatten folgende Daten:To further bundle or compact geomagnetic field lines reach, coaxially arranged spirals were produced. Two of these Spirals had the following data:

Spiral 03

Drahtform: rund
Drahtmaterial: Baustahl
Drahtdurchmesser: 6 mm
Windungsabstand äußere Spirale: 40 mm
Windungsabstand innere Spirale: 24 mm
Spiralen-Durchmesser äußere Spirale: 285 mm
Spiralen-Durchmesser innere Spirale: 150 mm
Spiralen-Länge: 560 mm
Erreichte Feldlinien-Verdichtung gegenüber dem Erdmagnetfeld: 40- bis 42-mal.Wire shape: round
Wire material: mild steel
Wire diameter: 6 mm
Distance between turns of outer spiral: 40 mm
Inner spiral spacing: 24 mm
Spiral diameter outer spiral: 285 mm
Spiral diameter inner spiral: 150 mm
Spiral length: 560 mm
Field line compaction achieved compared to the earth's magnetic field: 40 to 42 times.

Die Feldlinien-Verdichtung erfolgt auf den inneren Spiralen-Querschnitt von ca. 176,7 cm².The field line compression takes place on the inner spiral cross-section of approx. 176.7 cm ² .

Spiral 04

Drahtform: rund
Drahtmaterial: Eisen
Drahtdurchmesser: 1,4 mm
Windungsabstand äußere Spirale: 8,0 mm
Windungsabstand innere Spirale: 5,3 mm
Spiralen-Durchmesser äußere Spirale: 70 mm
Spiralen-Durchmesser innere Spirale: 28 mm
Erreichte Feldlinien-Verdichtung gegenüber dem Erdmagnetfeld: 60- bis 63-mal.Wire shape: round
Wire material: iron
Wire diameter: 1.4 mm
Winding distance outer spiral: 8.0 mm
Distance between turns of inner spiral: 5.3 mm
Spiral diameter outer spiral: 70 mm
Spiral diameter inner spiral: 28 mm
Field line compaction achieved compared to the earth's magnetic field: 60 to 63 times.

Die Feldlinien-Verdichtung erfolgt auf den inneren Spiralen-Querschnitt von ca. 6,15 cm².The field line compression takes place on the inner spiral cross section of approx. 6.15 cm ² .

An der Spirale 03 beträgt die Feldlinien-Verdichtung ab Ende der Spirale axial, in beiden Richtungen, bezogen auf den Wert am Spiralen-Ende:
At spiral 03, the field line compression from the end of the spiral is axial, in both directions, based on the value at the spiral end:

- up to approx. 280 mm approximately 100%
- down to approx. 560 mm to approx. 80%
- down to approx. 840 mm to approx. 50%
- down to approx. 1120 mm to 0 = earth's magnetic field density.

Aus dem Vergleich der im inneren Spiralen-Querschnitt und in der Länge vergleichbaren Spiralen 02 und 03 wird ersichtlich, daß die coaxiale Anordnung mehrerer Spiralen ineinander nicht nur die Feldlinien-Bündelung wesentlich verstärkt, sondern auch die Stabilität des spiralig drehenden und verdichteten Magnetfeldes in Bezug auf seine Projektion in axialer Richtung wesentlich erhöht.From the comparison of the inside spiral cross-section and in length comparable spirals 02 and 03 it can be seen that the coaxial arrangement several spirals into each other not only the field line bundling essential reinforced, but also the stability of the spirally rotating and compacted Magnetic field significantly increased in relation to its projection in the axial direction.

Die Daten der Spirale 04 machen deutlich, daß mit Coaxial-Spiralen geringerer Innendurchmesser die Konzentration der Verdichtungszone auf einen kleinen Durchmesser möglich ist. Mit einer solchen Spirale lassen sich Magnetfeld-Behandlungen von eng begrenzten Hirnregionen tief im Inneren des Kopfes eines Patienten durchführen, ohne eine magnetische Überbelastung peripherer Kopfteile in Kauf nehmen zu müssen.The data of spiral 04 make it clear that with coaxial spirals less Inner diameter the concentration of the compression zone to a small Diameter is possible. With such a spiral can be Magnetic field treatments of narrow brain regions deep inside the brain Perform a patient's head without magnetic overload peripheral headboards.

Wenn eine derartige Magnetfeld-Behandlung an einem Punkt in 60 mm Entfernung von der Kopfhaut im Kopf eines Patienten mit 60-facher Erdmagnetfeld-Dichte durchgeführt werden soll, dann ist dies mit einer erfindungsgemäßen Coaxial-Spirale der Bauart der Spirale 04 möglich, ohne an irgendeiner Stelle des Kopfes eine Magnetfeld-Stärke von mehr als dieser 60-fachen Erdmagnetfeld-Dichte, also etwa 60 × 40 = 2400 µT, anwenden zu müssen. Im Gegensatz dazu müßte man einen nach dem Stand der Technik bekannten Dauer- oder Elektromagneten von mindestens 2 bis 3 T einsetzen, was sich sowohl technisch als auch wegen zu großer Breiten-Streuung von selbst verbietet.If such a magnetic field treatment at a point 60 mm away from the scalp in the head of a patient with 60 times the earth's magnetic field density is to be carried out, then this is with an inventive Coaxial spiral of the type of spiral 04 possible without at any point of the Head a magnetic field strength of more than this 60 times Earth's magnetic field density, i.e. about 60 × 40 = 2400 µT, must be used. in the In contrast, one would have to use a permanent or use electromagnets of at least 2 to 3 T, which is both technically as well as forbidden because of too wide a spread.

Die Versuche ergaben weiterhin, daß eine runde Querschnittsform des ferromagnetischen, drahtartigen Spiralen-Materials die kostengünstigste Variante mit guten Werten für die Feldlinien-Bündelung darstellt. Rechteckige Querschnittsformen, wie beispielsweise der für Spirale 02 verwendete Federstahl von 5 × 1 mm, verbessern die Ergebnisse leicht. Die besten Ergebnisse werden erreicht, wenn eine rechteckige Querschnittsform dergestalt angewendet wird, daß deren breitere Fläche parallel zur Außenfläche und zur Innenfläche der Spirale liegt. Ähnliche Ergebnisse entstehen durch das enge Nebeneinanderlegen von zwei oder mehr Drähten mit runden Querschnitten in jeder Windung.The experiments further showed that a round cross-sectional shape of the ferromagnetic, wire-like spiral material the cheapest option with good values for field line bundling. Rectangular Cross-sectional shapes, such as the spring steel used for Spirale 02 of 5 × 1 mm, slightly improve the results. The best results will be achieved when a rectangular cross-sectional shape is used such that the wider surface parallel to the outer surface and the inner surface of the spiral lies. Similar results come from the close juxtaposition of two or more wires with round cross sections in each turn.

Außerdem ergaben die Versuche, daß ein bestimmtes optimales Verhältnis zwischen dem Drahtdurchmesser und dem Windungsabstand besteht. Dieses Optimum liegt nahe einem Verhältnis von 1 zu 6,67, also beispielsweise für einen Runddraht von 2,0 mm Durchmesser bei einem Windungsabstand von 13,0 bis 13,5 mm. Dieses Optimum ändert sich in Abhängigkeit von der Querschnittsform des drahtartigen Materials. Es ändert sich auch bei coaxial ineinander angeordneten Spiralen.In addition, the experiments showed that a certain optimal ratio exists between the wire diameter and the winding distance. This Optimal is close to a ratio of 1 to 6.67, for example for one Round wire with a diameter of 2.0 mm and a pitch of 13.0 to 13.5 mm. This optimum changes depending on the cross-sectional shape of the wire-like material. It also changes with each other at coaxial arranged spirals.

Die Bündelungs-Leistung einer einzelnen Spirale verringert sich bei stark unter oder über dem genannten Optimum liegendem Windungsabstand. Sie reduziert sich auf nahe Null bei sich berührenden Windungen.The bundling performance of a single spiral decreases at strongly below or the winding spacing above said optimum. You reduced almost zero when the turns touch.

Des weiteren zeigten die Versuche, daß ein bestimmtes optimales Verhältnis zwischen dem Drahtdurchmesser und dem Spiralen-Durchmesser besteht. Dieses Optimum liegt nahe einem Verhältnis von 1 zu 50, also beispielsweise für einen Runddraht von 2,0 mm Durchmesser bei einem Spiralen-Durchmesser von 100 mm, oder für einen Rundstahl von 20 mm Durchmesser bei einem Spiralen-Durchmesser von 2000 mm. Auch dieses Optimum ändert sich in Abhängigkeit von der Querschnittsform des drahtartigen Materials und gilt nur bedingt für coaxial ineinander angeordnete Spiralen.Furthermore, the tests showed that a certain optimal ratio exists between the wire diameter and the spiral diameter. This Optimal is close to a ratio of 1 to 50, for example for one Round wire with a diameter of 2.0 mm and a spiral diameter of 100 mm, or for a round steel bar with a diameter of 20 mm Spiral diameter of 2000 mm. This optimum also changes to Depends on the cross-sectional shape of the wire-like material and only applies conditionally for coaxially arranged spirals.

Bei Coaxial ineinander angeordneten Spiralen muß der Durchmesser des drahtartigen Materials bei den innenliegenden Spiralen im Verhältnis zum Spiralen-Durchmesser größer gehalten werden, um optimale Bündelungs-Werte oder Verdichtungs-Werte zu erzielen.In the case of coaxially arranged spirals, the diameter of the wire-like material in the internal spirals in relation to the Spiral diameters can be kept larger for optimal bundling values or to achieve compression values.

Versuchsweise wurden Dreifach-Coaxial-Spiralen mit Werten bis zu 78-facher Erdmagnetfeld-Dichte und eine Achtfach-Coaxial-Spirale mit einem Wert von 115-facher Erdmagnetfeld-Dichte hergestellt.Trials were made triple coaxial spirals with values up to 78 times Earth's magnetic field density and an eightfold coaxial spiral with a value of Made 115 times the earth's magnetic field density.

Ein weiterer Versuch zeigte, daß sich das durch eine Spirale verdichtete Sekundär-Magnetfeld in seiner Kernzone durch einen in die Spirale eingeschobenen massiven Stab aus ferromagnetischem Material, welcher in der Länge mit der oder den Spiralen endet oder nach Bedarf verschoben wird, zusätzlich verstärken lässt. Eine 3-fach-coaxiale Spirale erreichte beispielsweise ohne einen massiven Stab in ihrem Kern einen Wert von 78-mal, mit einem solchen massiven Stab einen Wert von 88-mal der Dichte des Erdmagnetfeldes, bezogen auf die axiale Verlängerung des Stabdurchmessers über die Sprialenlänge hinaus.Another experiment showed that this was condensed by a spiral Secondary magnetic field in its core zone by one in the spiral inserted solid rod made of ferromagnetic material, which in the Length with which the spiral or spirals ends or is shifted as required, can be additionally reinforced. For example, a triple coaxial spiral reached without a solid rod at its core 78 times, with one such a massive rod is 88 times the density of the earth's magnetic field, in relation to the axial extension of the rod diameter over the length of the coil out.

Eine Möglichkeit zur Konzentration der innerhalb einer erfindungsgemäßen Spirale gebündelten Feldlinien auf einen räumlich noch enger begrenzten Querschnitt ergab sich bei den Versuchen durch das Formen des ferromagnetischen, drahtförmigen Materials zu einer schneckenhausförmig, konisch sich verengenden Spirale. Hierfür wurde aus einem Eisendraht von 2,0 mm Durchmesser eine konische Spirale mit einem Anfangsdurchmesser von ca. 130 mm geformt, der sich kontinuierlich auf Null reduzierte. Der Windungsabstand betrug ca. 25 mm.One way to concentrate the within an invention Spiral bundled field lines on an even more spatially limited The cross section was obtained in the experiments by shaping the ferromagnetic, wire-shaped material into a snail shell-shaped, conically narrowing spiral. For this purpose, an iron wire of 2.0 mm was used Diameter a conical spiral with an initial diameter of approx. 130 mm shaped, which continuously reduced to zero. The pitch of the turns was about 25 mm.

Diese konische Spirale wurde auf das Ende der Spirale 02 aufgesetzt, welche einen Verdichtungswert von 20- bis 22-mal dem Wert des Erdmagnetfeldes gebracht hatte. Durch das Aufsetzen der konischen Spirale auf die Spirale 02 ergab sich am geschlossenen, als gestreckter Draht endenden Ende der konischen Spirale ein Verdichtungswert von 50- bis 52-mal der Erdmagnetfeldstärke, bezogen auf die axiale Verlängerung des Drahtdurchmessers von 2,0 mm, also bezogen auf ein Feld von nur 2,0 mm Durchmesser.This conical spiral was placed on the end of spiral 02, which one Compression value brought from 20 to 22 times the value of the earth's magnetic field would have. By placing the conical spiral on the spiral 02 resulted in closed end of the conical spiral ending in a stretched wire Compression value of 50 to 52 times the earth's magnetic field strength, based on the axial extension of the wire diameter of 2.0 mm, i.e. related to a field of only 2.0 mm in diameter.

Versuche mit mehrläufigen Spiralen, deren Windungs-Abstand (oder Steigung) durch die Mehrläufigkeit automatisch größer wird, ergaben keine Verbesserung der Bündelungs- oder Verdichtungs-Ergebnisse.Experiments with multi-strand spirals, the winding distance (or slope) due to the multiple runs automatically increased, there was no improvement in Bundling or consolidation results.

Eine leichte Steigerung der Verdichtungs-Ergebnisse wurde hingegen durch ungleiche Windungsabstände erreicht, speziell dadurch, daß die Draht-Windungen an den Spiralenenden enger gehalten und zur Spiralen-Mitte hin mehr auseinandergezogen wurden.A slight increase in compaction results, however, was due to unequal turns spacings achieved, especially in that the wire turns held closer to the spiral ends and more towards the spiral center were pulled apart.

Die Verdichtungswirkung konnte weiterhin nennenswert gesteigert werden durch die Anbringung von antennenartigen Drahtstücken aus ferromagnetischem Material, aufgesetzt auf den die Windung formenden Draht und von der Spirale radial nach aussen weisend. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, diese "Antennen" gleichmäßig über den Umfang der Spiralen zu verteilen und ihre Spitzen aufzuspreizen oder wenigstens umzubiegen. Die Spitzen können natürlich auch auf jede andere bekannte Art hergestellt werden.The compaction effect was further increased significantly by the attachment of antenna-like pieces of wire made of ferromagnetic Material placed on the wire forming the turn and from the spiral pointing radially outwards. It has proven advantageous to use these "antennas" distribute evenly over the circumference of the spirals and their tips spread or at least bend. The tips can of course also be on any other known type can be made.

Diese "Antennen" können gleiche oder unterschiedliche Längen aufweisen. Es wurden die höchsten Feldlinien-Verdichtungswerte bei in Richtung Spiralenmitte (halbe Spiralenlänge) sich verlängernden "Antennen" erreicht.These "antennas" can have the same or different lengths. It were the highest field line compaction values in the direction of the spiral center (half spiral length) reaching "antennas".

4 drawings and explanations of symbols

Die Figuren bedeuten:The figures mean:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spirale (1) mit der Spiralenlänge (SL); das verdichtete Sekundär-Magnetfeld (2) welches sich spiralenförmig in Spiralenrichtung windet und verdichtet, eingeteilt in die Längen (L) gleich der Spiralenlänge (SL), (0,75L) entsprechend drei Vierteln von (L), (0,5L) entsprechend der Hälfte von (L) und (0,25L) entsprechend einem Viertel von (L), sowie das Primär-Magnetfeld (3), welches beispielsweise das Erdmagnetfeld sein kann. Fig. 1 shows a spiral according to the invention ( 1 ) with the spiral length (SL); the compressed secondary magnetic field ( 2 ) which winds and compresses in a spiral in the direction of the spiral, divided into lengths (L) equal to the spiral length (SL), (0.75L) corresponding to three quarters of (L), (0.5L) accordingly half of (L) and (0.25L) corresponding to a quarter of (L), as well as the primary magnetic field ( 3 ), which can be, for example, the earth's magnetic field.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Spirale (4) mit den Erläuterungen für die wesentlichen Maßangaben Spiralenlänge (SL), Spiralen-Durchmesser (D), Drahtdurchmesser (d) und Windungsabstand (WA). Fig. 2 shows a spiral according to the invention (4) with the explanations for the main dimensions spiral length (SL), spirals diameter (D), wire diameter (d) and winding distance (WA).

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Spirale (1) mit der Spiralenlänge (SL) und dem gleich langen Abschnitt des verdichteten sekundären Magnetfeldes (L), den Teillängen des sekundären Magnetfeldes (0,25L) für 1 Viertel, (0,5L) für die Hälfte und (0,75L) für drei Viertel der Gesamtlänge (L); die Verdichtungszone (V) des sekundären Magnetfeldes mit deren Durchmessern (d0) am Spiralenende, (d1) bei der Länge (0,25L), (d2) bei der Länge (0,5L) (d3) bei der Länge (0,75L) und (d4) bei der Länge (L) des sekundären Magnetfeldes; schließlich die Lage der Messpunkte zur Messung der Magnetfeld-Verdichtung bezogen auf den Wert des Primär-Magnetfeldes (P0), (P1), P2), (P3) und (P4). Fig. 3 shows a spiral according to the invention ( 1 ) with the spiral length (SL) and the same length section of the compressed secondary magnetic field (L), the partial lengths of the secondary magnetic field (0.25L) for 1 quarter, (0.5L) for Half and (0.75L) for three quarters of the total length (L); the compression zone (V) of the secondary magnetic field with its diameters (d0) at the spiral end, (d1) at the length (0.25L), (d2) at the length (0.5L) (d3) at the length (0.75L ) and (d4) at the length (L) of the secondary magnetic field; Finally, the position of the measuring points for measuring the magnetic field compression in relation to the value of the primary magnetic field (P0), (P1), P2), (P3) and (P4).

Fig. 4 zeigt die beispielhafte Kombination von 2 coaxial ineinander angeordneten erfindungsgemäßen Spiralen unterschiedlicher Spiralen-Durchmesser, bestehend aus äußerer Spirale (5) und innerer Spirale (6). FIG. 4 shows the exemplary combination of two spirals according to the invention arranged coaxially one inside the other with different spiral diameters, consisting of an outer spiral ( 5 ) and an inner spiral ( 6 ).

Figur zeigt die beispielhafte Anordnung von zwei axial übereinander angebrachten Kombinationen aus jeweils axial ineinander geschobenen erfindungsgemäßen äußeren Spiralen (5) und inneren Spiralen (6), sowie dazwischen liegender Auflageplatte zur Aufnahme von Probekörpern (7).Figure shows the exemplary arrangement of two axially superimposed combinations of axially nested outer spirals ( 5 ) and inner spirals ( 6 ), as well as an intermediate support plate for receiving specimens ( 7 ).

Fig. 6 zeigt die beispielhafte Kombination von coaxial ineinander angeordneter äußerer Spirale (5), innerer Spirale (6) und eingeschobenem Kernstab aus massivem ferromagnetischem Material (8). Fig. 6 shows the exemplary combination of coaxial outer spiral ( 5 ), inner spiral ( 6 ) and inserted core rod made of solid ferromagnetic material ( 8 ).

Fig. 7 zeigt die erfindungsgemäße Variante des zu einer konischen Spirale (9) geformten ferromagnetischen, drahtartigen Materials mit axial geradlinig auslaufendem Spiralenende (10). FIG. 7 shows the variant according to the invention of the ferromagnetic, wire-like material formed into a conical spiral ( 9 ) with an axially rectilinear spiral end ( 10 ).

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Kombination bestehend aus einer erfindungsgemäßen konischen Spirale (9), axial aufgesetzt auf eine Spirale (11), welche das in der Spirale (11) verdichtete sekundäre Magnetfeld zum Spiralenende der konischen Spirale (10) hin weitgehend auf den Drahtdurchmesser (d) der konischen Spirale (9) konzentriert. Fig. 8 shows an exemplary combination consisting of a conical spiral ( 9 ) according to the invention, axially placed on a spiral ( 11 ), which largely compresses the secondary magnetic field compressed in the spiral ( 11 ) towards the spiral end of the conical spiral ( 10 ) towards the wire diameter (d) the conical spiral ( 9 ) concentrated.

Fig. 9 zeigt eine beispielhafte Anordnung aus zwei erfindungsgemäßen Spiralen (12) und (13) mit den resultierenden, nebeneinander liegenden, verdichteten sekundären Magnetfeldern (14) als Beispiel dafür, wie diese verdichteten Magnetfelder ausserhalb der Spiralen geformt werden können. Fig. 9 shows an exemplary arrangement according to the invention consists of two coils (12) and (13) with the resulting adjacent compacted secondary magnetic fields (14) as an example of how this compressed magnetic fields can be formed outside the spirals.

Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Spirale (15) geformt aus 2 nebeneinander liegenden, sich berührenden Drähten aus ferromagnetischem Material mit dem jeweiligen Drahtdurchmesser (d). Fig. 10 shows a spiral according to the invention (15) formed of 2 juxtaposed in contact wires of ferromagnetic material having each wire diameter (d).

Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Spirale (16) mit antennenartigen Drahtstücken aus ferromagnetischem Material (17) mit geraden Spitzen (18), aufgespreizten Spitzen (19) und gebogenen Spitzen (20). Fig. 11 shows a spiral ( 16 ) according to the invention with antenna-like wire pieces made of ferromagnetic material ( 17 ) with straight tips ( 18 ), spread tips ( 19 ) and curved tips ( 20 ).

Claims

1. Method and device for bundling field lines of a primary magnetic field running in a non-ferromagnetic material or in vacuum to form a secondary magnetic field of increased field line density with spiraling field lines, their compression within the device and their axial extension at one or both ends in one Environment of non-ferromagnetic material or vacuum is almost completely preserved over a length of at least a quarter of the length of the device, characterized in that a ferromagnetic, wire-shaped material is formed into a spiral open at one or both ends with non-contacting spiral turns and this Spiral is placed in the primary magnetic field.

2. The method and device according to claim 1, characterized in that the shaped spiral is cylindrical.

3. The method and device according to claim 1, characterized in that the shaped spiral is conical.

4. The method and device according to claim 1, characterized in that the shaped spiral a cylindrical part and a conical part or two has conical parts.

5. The method according to claims 1 and 4, characterized in that the conical Part or the conical parts of the spiral are towards the spiral end narrow or expand.

6. The method and device according to claims 1 and 3 to 5, characterized characterized in that the conical spiral or the conical spiral part on the narrowing end with the axially stretched wire-shaped material ends.

7. The method and device according to claims 1 to 6, characterized in that that the ratio between the cross-sectional area of the wire-shaped Material and the winding distance is at least 1: 0.25 and preferably between 1: 2 and 1:10.

8. The method and device according to claims 1 to 7, characterized in that the distance between the turns at the spiral ends is smaller and in the direction Spiral center becomes larger.

9. The method and device according to claims 1 to 8, characterized in that the cross section of the ferromagnetic, wire-shaped material is round, can be rectangular or other shape.

10. The method and device according to claims 1 to 9, characterized in that several spirals of different spiral diameters coaxial can be arranged one inside the other.

11. The method and device according to claims 1 to 9, characterized in that that several spirals with different spiral diameters axially offset axes can be arranged one inside the other.

12. The method and device according to claims 1 to 11, characterized characterized in that in the interior of the spiral axially parallel or coaxial a rod is introduced from ferromagnetic material so that it Spiral turns not touched.

13. The method and device according to claims 1 to 12, characterized characterized in that on the wire-shaped forming the spiral turns Material on the outside of the spiral antenna-shaped, radially protruding Pieces of wire are applied.

14. The method and device according to claims 1 and 13, characterized characterized in that the length of the antenna-shaped, radially protruding Pieces of wire from the spiral ends towards the spiral center becomes larger.

15. The method and device according to claims 1, 12 and 13, characterized characterized in that the free ends of the antenna-shaped, radial protruding pieces of wire cut straight or in any shape are spread or angled.