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Die
Erfindung betrifft eine Magnetresonanzeinrichtung, umfassend ein
einen Magneten nebst Kühleinrichtung
enthaltendes, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisches Vakuumgehäuse mit
einer Innenwand, einer Außenwand
und zwei Stirnwänden.
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Bei
bekannten Magnetresonanzeinrichtungen dient ein Magnet zur Erzeugung
eines mehrere Tesla starken Haupt- oder Grundmagnetfelds. Der Magnet
selbst besteht aus supraleitenden Materialien, weshalb eine entsprechende
Kühleinrichtung vorgesehen
ist, um den Magneten ausreichend stark abkühlen und ihn im supraleitenden
Zustand halten zu können.
Der Magnet nebst seiner zugeordneten Kühleinrichtung ist in einem
Vakuumgehäuse
angeordnet. Üblicherweise
sind bei bekannten Magnetresonanzeinrichtungen mit einer zentralen
Bohrung ein zylindrisches Vakuumgehäuse, mithin also auch ein zylindrischer
Magnet vorgesehen. Radial nach innen folgt dem Vakuumgehäuse eine
Gradientenspule, die über
entsprechende Wechselfelder eine Ortscodierung der aufgenommenen
Magnetresonanzsignale zulässt.
Der grundsätzliche
Aufbau einer Magnetresonanzeinrichtung ist hinlänglich bekannt und muss nicht
näher beschrieben
werden.
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Die
Gradientenspule, die üblicherweise
aus mehreren Einzelspulen besteht, erzeugt neben den eigentlichen
Gradientenfeldern auch Streufelder, die zu Wirbelströmen in angrenzenden
leitfähigen
Strukturen führen.
Nächstliegend
zur Gradientenspule ist wie ausgeführt das Vakuumgehäuse bzw.
dessen Innenwand. Das Vakuumgehäuse
selbst ist bei bekannten Magnetresonanzeinrichtungen vollständig aus
Edelstahl gebildet, mithin also aus einem unmagnetischen, jedoch
elektrisch leitfähigen
Material. Diese induzierten Wirbelströme, insbesondere im Vakuumgehäuse, wirken
sich negativ auf die Systemeigenschaften aus. Ein Problem dieser
induzierten Wirbelströme
ist die hierdurch hervorgerufene Lärm- oder Geräuschentwicklung.
Durch die wechselnden Wirbelströme,
resultierend aus der hochfrequenten Ansteuerung der Gradientenspulen,
wird das Vakuumgehäuse,
primär
seine Innenwand und gegebenenfalls die Stirnwände, zu Schwingungen infolge der
erzeugten Lorentz-Kräfte angeregt.
Dieser Bereich, also der des Vakuumgehäuses, stellt eine der zentralen
Lärmquellen üblicher
Magnetresonanzeinrichtungen dar. Ein weiteres Problem ist die negative Beeinflussung
der Bildgebung durch rückinduzierte Felder
dieser Wirbelströme,
die ihrerseits magnetfelderzeugend wirken, wobei sich diese wirbelstrombedingten
Magnetfelder auch in den Bereich der Gradientenspule erstrecken
und dort nachteilig wirken. Aus diesen induzierten Wirbelströmen resultierende Streufelder
können
weiterhin, sofern sie in das Vakuumgefäß hinein bis zur Kühleinrichtung,
in der üblicherweise
flüssiges
Helium zirkuliert, durchdringen, zu einem erhöhten Heliumabdampf führen. Die
zentrale Ursache sind jeweils die induzierten Wirbelströme, resultierend
aus den Gradientenstreufeldern.
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Aus
der
DE 102 29 491
A1 ist ein Kernsein-Tomographiegerät mit dämpfenden Schichtblechen zur
Schwingungsreduktion bekannt, um die Lärmübertragung beim Betrieb des
Tomographiegeräts
zu verringern. Dazu ist zwischen inneren und äußeren Blechen jeweils eine
Dämpfungsebene
vorgesehen.
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Beim
Magnetresonanz-Tomographiegerät mit
Lärmunterdrückung durch
Dämpfung
von mechanischen Schwingungen, das in der
DE 101 47 745 A1 beschrieben
wird, sind auf einer Innenseite einer Magnethülle zur Absorption akustischer
Schwingungen, die beim Umschalten eines Gradientenspulensystems
erzeugt werden, Dämpfungselemente
aus einem Material mit elektrostriktiver Eigenschaft vorgesehen.
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Die
Magnetanordnung für
die Magnetresonanzbildgebung, die aus der
US 6 157 276 A bekannt ist,
weist eine innere Wand auf, die aus einem nichtleitenden Material
besteht. Zudem ist eine Dampfsperre vorgesehen, die durch das Umwickeln
einer inneren Schicht des elektrisch isolierenden Materials der
inneren Wand mit einem dünnen
Band eines nichtmagnetischen Metalls erzeugt wird.
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Die
DE 44 14 371 A1 beschreibt
für ein
diagnostisches Magnetresonanzgerät
einen Hochfrequenzschirm zwischen einer Hochfrequenzantenne und
einem Gradientenspulensystem mit einer Schichtanordnung mit nebeneinander
angeordneten Leiterbahnen, die voneinander durch elektrisch isolierende
Schlitze getrennt sind.
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Die
US 4 768 008 offenbart ein
Magnetresonanzgehäuse,
bei dem die Innenwand des Vakuumgehäuses aus einer nichtmetallischen
Schicht und einer Metallhülle
aufgebaut ist. Zur Vermeidung von Dichtigkeitsproblemen an den Seitennähten befinden sich
an den Endseiten jeweils dünne
Metallringe, mit denen die Metallhülle verschweißt wird.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Magnetresonanzeinrichtung
mit einem Vakuumgehäuse
anzugeben, das hinsichtlich der aus einer Wirbelstrominduktion resultierenden
Probleme verbessert ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer Magnetresonanzeinrichtung mit einem
Vakuumgehäuse erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Innenwand und/oder eine oder jede Stirnwand zur Reduktion
von Wirbelströmen
als Verbundbauteil ausgeführt
ist, bestehend aus mehreren Bauteilen aus einem nichtmetallischen
Verbundwerkstoff und mehreren der mechanischen Armierung dienenden
Metallbauteilen, wobei die Bauteile und die Metallbauteile zur Bildung einer
Innenwand länglich
und streifenförmig
sind und parallel zur Längsachse
der Innenwand, oder kreisringförmig
und axial hintereinander, sowie einander abwechselnd angeordnet
sind oder zur Bildung einer Seitenwand kreissegmentartig und einander
abwechselnd angeordnet sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung
ist das erfindungsgemäße Vakuumgehäuse nicht
mehr wie bisher vollständig
aus Edelstahl ausgeführt,
vielmehr ist das erfindungsgemäße Vakuumgehäuse als
echtes Verbundbauteil ausgeführt,
bestehend aus mehreren Bauteilen aus einem nichtmetallischen Verbundwerkstoff,
beispielsweise CFK oder GFK. Bei diesem Verbundwerkstoff handelt es
sich um einen nicht oder nur extrem schlecht elektrisch leitenden
Werkstoff bzw. ein entsprechendes Materialkonglomerat. Aufgrund
dessen können
anliegende Streufelder in diesem Verbundwerkstoff-Bauteil keine
oder nur vernachlässigbare
elektrische Wirbelströme
erzeugen. Das heißt,
die elektrischen Eigenschaften dieser mehreren nichtmetallischen
Verbundwerkstoff-Bauteile sind im Hinblick auf eine minimale Wirbelstrominduktion
optimiert. Im Hinblick auf die mechanischen Kräfte, die auf die Innenwand oder
die jeweilige Stirnwand, die wie ausgeführt eine unmittelbare Wand
des Vakuumgehäuses
bilden, aufgrund des im Inneren herrschenden Vakuums wirken, und
im Hinblick darauf, dass die jeweilige Wandstärke im Bereich zwischen 8–12 mm liegt,
werden erfindungsgemäß mehrere
der mechanischen Armierung dienende Metallbauteile mit den nichtmetallischen
Verbundwerkstoff-Bauteil zu einem Verbundbauteil kombiniert. Zwar
können
in diese Armierungs-Metallbauteile Wirbelströme induziert werden, jedoch
ergibt sich insgesamt eine gegenüber
bisher bekannten Edelstahl-Vakuumgehäusen deutlich verringerte Wirbelstromfläche mit
unterbrochenen oder extrem verlängerten
Wirbelstrompfaden, so dass letztlich die aus der Wirbelstrominduktion
resultierenden Probleme im Vergleich zu bisher bekannten Vollmetall-Vakuumgehäusen deutlich
verbessert sind. Erfindungsgemäß erfolgt
also eine Optimierung einer oder mehrere Vakuumgehäusewände hinsichtlich der
mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Denn es werden schlecht
leitende bzw. nicht leitende Materialien, nämlich mehrere Bauteile aus
dem nichtmetallischen Verbundwerkstoff, mit nichtmagnetischen, elektrisch
relativ schlecht leitenden Metallbauteilen, vornehmlich Edelstahlbauteilen,
kombiniert.
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Nachdem
eine wesentlich geringere Wirbelstromfläche zur Verfügung steht,
ergibt sich zwangsläufig
eine Reduktion der Wirbelströme
und der aus ihnen resultierenden magnetischen Streufelder. Hierdurch
kann eine beachtliche Lärmreduktion
erreicht werden, da auch die schwingungsanregenden Lorentz-Kräfte reduziert
werden. Der Patientenkomfort steigt. Auch kann die Bildqualität verbessert
werden, nachdem aus den reduzierten Wirbelströmen auch reduzierte Streufelder
resultieren, die zwangsläufig weniger
beeinflussend auf die Bildgebung wirken als bei bisher bekannten
Vollmetall-Vakuumgehäusen. Mit
der Reduktion der induzierten Wirbelströme nimmt auch der letztlich
gradienten-induzierte Heliumabdampf ab.
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Alternativ
und von der erfindungsgemäßen Lösung abweichend
kann die Verwendung lediglich eines Bauteils aus nichtmetallischem
Verbundwerkstoff vorgesehen sein, an dem beabstandet zueinander
mehrere flächige,
vorzugsweise streifenförmige Metallbauteile
vorgesehen sind. Das Verbundwerkstoff-Bauteil ist beispielsweise
ein Rohr im Falle der Ausgestaltung der zylindrischen Innenwand
als erfindungsgemäßes Verbundbauteil.
Soll in der erfindungsgemäßen Weise
eine Stirnwand aufgebaut werden, so beschreibt das Verbundwerkstoff-Bauteil einen
Kreisring. An diesem Verbundwerkstoff-Bauteil, das eine Stärke zwischen
8–12 mm,
vorzugsweise im Bereich von ca. 10 mm besitzt, sind die Metallbauteile
angeordnet, wobei die Metallbauteile sowohl innen- als auch außenseitig
angeordnet sein können. Es
handelt sich um flächige,
streifenförmige
Metallbauteile, die als dünne
Edelstahlbleche mit dem nichtmetallischen Verbundwerkstoff-Bauteil
verbunden werden.
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Bei
einer innen- und außenseitigen
Anordnung der Metallbauteile sind die Metallbauteile zweckmäßigerweise
so angeordnet, dass zwei benachbart zueinander innen- und außenseitig
angeordnete Metallbauteile einander überlappen. Dies ist dahingehend
von Vorteil, als hierdurch die Diffusionswege für in der Umgebungsluft enthaltenes
Helium (die Heliumkonzentration ist infolge des kontinuierlichen
Heliumabdampfes aus der Kühleinrichtung
im Bereich der Magnetresonanzeinrichtung ohnehin erhöht) verlängert werden.
Helium als äußerst kleines Molekül kann durch
den nichtmetallischen Verbundwerkstoff, beispielsweise CFK oder
GFK, diffundieren. Infolge der überlappenden
Anordnung der Metallbauteile jedoch verlängert sich der Diffusionsweg für das Helium,
das nicht durch die Metallbauteile diffundieren kann, beträchtlich.
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Handelt
es sich bei dem zu erstellenden Verbundbauteil um die zylindrische
Innenwand, so sind die Metallbauteile bevorzugt länglich und
streifenförmig
ausgeführt.
Sie können
dabei in Längsrichtung des
Verbundwerkstoff-Rohres verlaufen, alternativ können sie auch radial umlaufen.
Sie sind bevorzugt in entsprechende am Verbundwerkstoff-Bauteil
vorgesehene Eintiefungen eingelegt und einlaminiert.
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Im
Falle der Ausbildung einer Stirnwand ist es denkbar, Metallbauteile
in Form von Kreisringsegmenten zu verwenden, die also nach außen hin
immer breiter werden. Auch diese können in entsprechende Eintiefungen
an dem Verbundwerkstoff-Bauteil eingelegt und einlaminiert werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind
die unterschiedlichen Bauteile in ihrer Dicke gleich, bevorzugt
auch in ihrer Geometrie. Soll beispielsweise unter Verwendung der
Bauteile und Metallbauteile eine im Wesentlichen zylindrische Innenwand
aufgebaut werden, so sind die Bauteile länglich und streifenförmig ausgebildet
und parallel zur Längsachse
der Innenwand angeordnet. Alternativ ist auch eine kreisringförmige Ausgestaltung
der Bauteile, die dann axial hintereinander angeordnet sind, denkbar.
Im Falle der Ausbildung einer kreisringförmigen Stirnwand sind die Bauteile
und die Metallbauteile segmentartig ausgebildet und radial aneinander
anschließend
angeordnet und miteinander verbunden.
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Die
Verbindung der unterschiedlichen Bauteilarten kann nach einer ersten
Erfindungsausgestaltung durch explosive-bonding folgen. Bei dieser Verbindungstechnik
werden die miteinander zu verbindenden Bauteile durch eine extrem
starke Druckwelle, die die Metallbauteile im Grenzflächenbereich zu
den Verbundwerkstoff-Bauteilen in den plastischen Zustand zumindest
für extrem
kurze Zeit überführt, miteinander
verbunden. Hierzu wird das zu erstellende Wandbauteil, beispielsweise
ein Innenrohr, zunächst
aus den einzelnen Bauteilen aufgebaut, beispielsweise indem die
einzelnen unterschiedlichen Bauteile radial nebeneinander angeordnet
werden. Dies geschieht in einer Rohrform, die den Aufbau gegenlagert.
Die Anordnung wird anschließend unter
Wasser stirnseitig geschlossen, wonach im Inneren dieses geschlossenen
Körpers
eine kontrollierte Explosion und damit eine Druckwelle erzeugt wird, die
auf den Verbundaufbau wirkt und die Verbindung der unterschiedlichen
Bauteilarten erwirkt. Bevorzugt überlappen
die unterschiedlichen, nebeneinander angeordneten Bauteile am Rand,
es sind also ineinander greifende randseitige Geometrien vorgesehen, die
eine relativ große,
senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Druckwelle stehende Oberfläche bilden.
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Alternativ
oder gegebenenfalls zusätzlich können die
Bauteile und die Metallbauteile auch miteinander verklebt sein.
Eine weitere Alternative oder zusätzliche Möglichkeit sieht den Einsatz
mechanischer Verbindungsmittel, insbesondere von Nieten oder Schrauben,
zur Bauteilverbindung vor.
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Wie
ausgeführt
kann Helium durch den nichtmetallischen Verbundwerkstoff – wenngleich schlecht – diffundieren.
Um dem entgegenzuwirken sieht eine besondere zweckmäßige Erfindungsausgestaltung
vor, dass das oder die Bauteile aus dem nichtmetallischen Verbundwerkstoff
zumindest abschnittsweise mit einer diffusionsdichten Schicht, insbesondere
einer Metallschicht bedampft oder überzogen sind. Diese Schicht,
vorzugsweise eine Metallschicht, ist nur wenige μm dick, was jedoch ausreichend
ist, als Diffusionssperre zu wirken. Grundsätzlich kann ein Verbundwerkstoff-Bauteil
vollflächig bzw.
an allen freien Flächen
mit beispielsweise der Metallschicht bedampft oder überzogen
sein. Im Hinblick darauf, dass diese Metallschicht extrem dünn ist,
weist sie einen hohen Widerstand auf, so dass dort nur sehr geringe
Wirbelströme
induziert werden können
bzw. dort fließen
können.
Zu einem daran anschließenden
Metallbauteil, das wesentlich dicker ist, ergibt sich ein hoher
Widerstandsgradient, der vermeidet, dass in den dickeren Metallbauteilen
induzierte Wirbelströme
in den dünnen
Schichtbereich abfließen.
Gegebenenfalls kann die Schicht, insbesondere die Metallschicht
auch lokal geschlitzt sein, um Wirbelstrompfade in diesem Bereich
zusätzlich zu
unterbrechen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines Teils einer Magnetresonanzeinrichtung im
Bereich des Vakuumgehäuses,
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2 eine
Schnittansicht durch die Innenwand des Vakuumgehäuses aus 1,
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3 eine
Schnittansicht durch eine zweite Bauform einer Innenwand eines Vakuumgehäuses aus 1,
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4 eine
Seitenansicht der Innenwand aus 3,
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5 eine
Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Innenwand
eines Vakuumgehäuses
aus 1,
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6 eine
Prinzipdarstellung einer Stirnwand des Vakuumgehäuses aus 1,
und
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7–9 verschiedene
Teilansichten des Verbindungsbereichs zweier verschiedener Bauteiltypen.
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1 zeigt
in Form einer Prinzipdarstellung einen Teil einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 1,
hier des Vakuumgehäuses 2,
das von einer Innenwand 3, hier einem zylindrischen Rohr,
einer Außenwand 4,
ebenfalls in Form eines zylindrischen Rohres, und zwei Stirnwänden 6, 7,
die allesamt gasdicht miteinander verbunden sind, gebildet ist.
Im Inneren dieses Vakuumgefäßes 2 ist
zum einen der das Grund- und Hauptmagnetfeld erzeugende Magnet,
hier in Form dreier separater supraleitender Spulen 8 dargestellt,
wie auch eine Kühleinrichtung 9,
in der flüssiges
Helium zirkuliert, angeordnet.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Vakuumgefäß 2 ist
die zylindrische Innenwand 3 in besonderer erfindungsgemäßer Weise
aufgebaut. Sie besteht aus einem zylindrischen Bauteil 10 aus
einem nichtmetallischen Verbundwerkstoff, vornehmlich CFK oder GFK.
An den Stirnkanten sind zwei Metallringe 11 einlaminiert, über die
die Verbindung, beispielsweise eine Schweißverbindung, zu den daran anschließenden Stirnwänden 6, 7,
die beispielsweise wie üblich aus
Edelstahl gefertigt sind, erreicht werden kann. Alternativ könnte auch
eine O-Ring- oder eine ähnliche Dichtung
zur Erzielung einer gasdichten Verbindung in diesem Übergangsbereich
verwendet werden.
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An
dem nichtmetallischen Verbundwerkstoff-Bauteil 10 sind
mehrere der mechanischen Armierung dienende Metallbauteile 12 verteilt
angeordnet, siehe insbesondere 2. Die Metallbauteile 12 sind
in entsprechenden Eintiefungen, die in ihrer Form und Geometrie
der der Metallbauteile 12 entsprechen, aufgenommen und
dort einlaminiert. Insgesamt ergibt sich, siehe 3,
eine bündige
Innen- und Außenfläche.
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Wie 2 deutlich
zeigt, sind die Metallbauteile 12 innen- und außenseitig am Verbundwerkstoff-Bauteil 10 angeordnet.
Sie sind dabei so platziert und bemessen, dass sich zwei benachbart
zueinander liegende Metallbauteile 12 überlappen, wie in 2 dargestellt
ist. Hierdurch vergrößert sich
der Diffusionsweg 4 von in der Luft enthaltenem Helium durch
das Verbundwerkstoff-Bauteil 10, nachdem das Helium durch
die Metallbauteile 12 nicht diffundieren kann. Zur weiteren
Verbesserung der Diffusionsfestigkeit kann insbesondere die Innenseite
des Verbundwerkstoff-Bauteils 10 in dem Bereich, wo sie freiliegt,
also nicht mit Metallbauteilen 12 abgedeckt ist, mit einer
diffusionsdichten Schicht, insbesondere einer Metallschicht, bedampft
oder überzogen
sein, beispielsweise in Form einer extrem dünnen Metallfolie oder einer
Metallbedampfung. Durch die geringe Schichtdicke dieser Metallschicht,
die im Bereich weniger μm
liegt, ist die elektrische Leitfähigkeit
dieser Schicht vernachlässigbar,
mithin bildet diese Schicht also keine Wirbelstromfläche bzw.
mithin können
in diese Schicht keine nennenswerten Wirbelströme induziert werden. Dies ist
lediglich in den Metallbauteilen 12 möglich. Diese sind jedoch, siehe 1,
gegeneinander und bevorzugt auch gegen die Metallringe 11 über das
Verbundwerkstoff-Bauteil 10 isoliert,
so dass sich relativ auf die gesamte Oberfläche der Innenwand (sowohl innen-
als auch außenwandseitig)
gesehen nur relativ kleine Wirbelstromflächen ergeben. Selbst wenn die
Metallbauteile 12 beispielsweise direkt an den Metallringen 11 anschließen würden, ergäbe sich
trotz allem eine deutliche Verbesserung gegenüber einer Innenwand aus Edelstahl-Vollmaterial,
da auch dann die effektive Wirbelstromfläche deutlich erniedrigt wäre bzw.
etwaige Wirbelströme
wesentlich längere
Pfade zurücklegen
müssen.
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Eine
alternative Ausgestaltung einer Innenwand 3 ist in 3 gezeigt.
Die dort dargestellte Innenwand 3 besteht aus mehreren
nichtmetallischen Verbundwerkstoff-Bauteilen 10 und mehreren
Metallbauteilen 12, die ersichtlich einander abwech selnd angeordnet
und miteinander verbunden sind. Randseitig sind formschlüssig ineinander
greifende Verbindungsgeometrien vorgesehen, worauf in Bezug auf
die 7–9 noch
eingegangen wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige
Dicke der Bauteile 10, 12 gleich, auch ihre gesamte
Geometrie ist gleich, sowohl was die Länge als auch die Breite angeht.
Sie erstrecken sich alle parallel zur Rohrlängsachse, sind also, siehe 4,
achsparallel angeordnet. Eine solche Innenwand bzw. ein solches Innenrohr
kann ebenfalls unter Verwendung geeigneter Befestigungsmittel oder
Dichtmittel ohne weiteres mit einer üblichen Edelstahlstirnwand
verbunden werden.
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Eine
Alternative zur radialen Nebeneinanderordnung der unterschiedlichen
Bauteiltypen 10 und 12 ist in 5 dargestellt.
Dort sind ebenfalls mehrere nichtmetallische Verbundwerkstoff-Bauteile 10 und
Metallbauteile 12 vorgesehen, die hier jedoch axial hintereinander
angeordnet sind. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die
jeweils in den 2–5 dargestellten
Ausgestaltungen lediglich exemplarischer Natur sind und insbesondere
nicht auf die Geometrie und Anzahl der jeweils eingesetzten Bauteile
beschränkt
sind.
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6 zeigt
exemplarisch den Aufbau beispielsweise der Stirnwand 6 in
der erfindungsgemäßen Weise.
Auch diese besteht aus mehreren Metallbauteilen 12 und
mit diesen abwechselnd angeordneten mehreren nichtmetallischen Verbundwerkstoff-Bauteilen 10.
Diese sind hier, nachdem die Stirnwand 6 einen Kreisring
bildet, als Kreisringsegmente ausgebildet.
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Die 7–9 zeigen
unterschiedliche Verbindungsmöglichkeiten,
vornehmlich für
Ausgestaltungen, wie in den 3, 4, 5 und 6 gezeigt.
Dargestellt ist jeweils der Verbindungsbereich eines Metallbauteils 12 mit
einem Verbundwerkstoff-Bauteil 10. Ersichtlich weisen die
Randbereiche dieser Teile zueinander komplementäre Geometrien auf, sie können also
formschlüssig
ineinander greifen und stoßen
nicht nur mit ihren verti kalen Stirnkanten aneinander. Es ergibt
sich also eine großflächige Anlagefläche beider
Teile aneinander, was insbesondere bei einer Verbindung durch explosive-bonding
von Vorteil ist, als eine große
Fläche
für einen
Angriff der Druckwelle gegeben ist und sich mithin ein großer Bereich
plastischer Verformung im Grenzflächenbereich seitens des Metallbauteils 12 erzielen
lässt.
Ersichtlich ist hier auf das Verbundwerkstoff-Bauteil 10 innenwandseitig
eine diffusionsdichte Schicht 13 aufgebracht. Diese kann
aufgedampft sein, es kann sich aber auch um eine Metallfolie handeln.
Diese aufgedampfte oder aufgezogene diffusionsdichte Schicht 13 erstreckt
sich bevorzugt auch bis in den Verbindungsbereich hinein. Sie dient als
Diffusionssperre für
Helium. Wie in den 7–9 gezeigt,
kann sich diese diffusionsdichte Schicht 13, insbesondere
bei Verwendung einer dünnen
Metallfolie, auch außenseitig über das
Metallbauteil 12 erstrecken, was jedoch nicht zwingend erforderlich
ist.
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Während 7 eine
quasi wellenförmige Struktur
der Randbereiche zeigt, zeigt 8 eine Schrägflächenstruktur. 9 zeigt
schließlich
eine Art Sägezahnstruktur
im Bereich der übereinander liegenden
Randabschnitte.
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Eine
solche Beschichtung mit einer diffusionsdichten Schicht 13,
wie sie in den 7–9 dargestellt
ist, kann selbstverständlich
bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen
vorgesehen sein, wobei es prinzipiell ausreichend ist, lediglich
das oder die nichtmetallischen Verbundwerkstoff-Bauteile an einer
Seite zu beschichten.
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Anstelle
einer Bauteilverbindung durch explosive-bonding wäre es – gegebenenfalls
auch zusätzlich – denkbar,
die Bauteile miteinander zu verkleben oder gegebenenfalls auch zusätzlich miteinander
durch Nieten oder Schrauben mechanisch zu verbinden.