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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbindungsvorrichtungen und
im Einzelnen auf eine Verbindungsanordnung, die eine Hauptsteckvorrichtung
und eine Zusatzsteckvorrichtung aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Allgemein
weist eine Steckverbindung ein männliches
und ein weibliches Verbindungselement zum Verbinden und Trennen
der Steckverbindung auf. Beim Verbinden greifen das männliche
und das weibliche Element ineinander ein. Beim Trennen lösen sich
das männliche
und das weibliche Element voneinander. In einigen Fällen kann
entweder das männliche
oder das weibliche Element der Steckverbindung beim Verbinden und
Trennen für
einen Bediener nicht sichtbar oder nicht leicht zugänglich sein. Die
Kraft, die zum Verbinden und Trennen einer Steckverbindung erforderlich
ist, kann in einigen Fällen
groß sein.
In Situationen, in denen eine schnelle Trennung der Steckverbindung
wünschenswert
ist, wie zum Beispiel in einer Notsituation, kann es die Unzugänglichkeit
und/oder der große
Betrag der Kraft unmöglich
machen, die Steckvorrichtung schnell zu trennen.
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Im
Falle einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung wird eine Verbindungsanordnung
zum festen Verbinden einer mobilen Pati entenpositionierungsvorrichtung
mit einer Gantry während
der Dauer der medizinischen Bildgebung verwendet. In einer Notsituation
muss der Patient aus der Gantry herausgeholt werden, sogar während das
Gerät seinen
Betriebsablauf ausführt.
Um den Patienten aus der Gantry zu entfernen, muss die Positionierungseinrichtung,
auf der der Patient liegt, von der Bildgebungsvorrichtung getrennt
werden. Die Positionierungseinrichtung und die Bildgebungsvorrichtung
sind während
der Aufnahme jedoch über
eine Steckverbindung elektrisch verbunden. Daher muss zuerst die elektrische
Verbindung getrennt werden, wobei dies durch ein schnelles Trennen
der Steckverbindung erreicht werden könnte. Bei vielen Bildgebungsvorrichtungen
kann die Buchse bzw. das weibliche Verbindungselement der Steckverbindung
sich jedoch innerhalb der Bildgebungsvorrichtung befinden und für den Bediener
nicht sichtbar oder nicht zugänglich sein.
Ein sofortiges Trennen der Steckverbindung ist dadurch schwierig.
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Eine
für den
Notausstieg verwendete Lösung ist
das Trennen der Steckverbindung durch Ziehen an einem Kabel, das
an der Steckverbindung befestigt ist. Dadurch wird der Stecker bzw.
das männliche Element
der Steckverbindung von der Buchse getrennt. Die Zugkraft, die zum
Trennen der Steckverbindung aufgebracht werden muss, ist jedoch
ziemlich hoch, wodurch die Lebensdauer der Steckverbindung verringert
wird. Außerdem
ist ein erneutes Verbinden der Steckverbindung zur Wiederaufnahme des
Betriebs der Vorrichtung schwierig, weil das Buchsenelement für den Bediener
nicht sichtbar oder nicht leicht zugänglich ist. Außerdem ist
die Buchse der Steckverbindung innerhalb der Bildgebungsvorrichtung
starr befestigt. Zum Verbinden der Steckverbindung sollten der Stecker
und die Buchse der Steckverbindung vor dem Eingriff genau ausgerich tet werden,
wobei eine nicht erfolgreiche Ausrichtung zu einer Zerstörung der
Steckverbindung oder dem Scheitern des Versuches, eine Verbindung
herzustellen führen
kann.
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In
bestimmten industriellen und militärischen Anwendungen ist es
notwendig, eine Steckverbindungsanordnung zu haben, wobei die Steckverbindung
sehr häufig
verbunden und getrennt werden muss. Ein sehr häufiges Verbinden und Trennen
der Steckverbindungen kann die Lebensdauer der Steckverbindungen
verringern, die häufig
teuer sind. Beim Trennen der Steckverbindung durch Ziehen an dem damit
verbundenen Kabel kann die Steckverbindung häufig auf die Vorrichtung herunterfallen,
mit der sie verbunden ist, wodurch sich die Lebensdauer der Steckverbindung
oder der Vorrichtung verringern kann.
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Folglich
besteht Bedarf an der Schaffung einer Vorrichtung zum Schutz der
Steckverbindung vor schädlichen
Auswirkungen des Verbindens und Trennens und auch an einer Vorrichtung
zum schnellen und einfachen Verbinden und Trennen der Steckverbindung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
Folgende wendet sich den oben genannten Unzulänglichkeiten, Nachteilen und
Problemen zu, und wird durch das Lesen und Nachvollziehen der folgenden
Beschreibung verstanden.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Verbindungsanordnung, die mit
einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung oder einem anderen Gerät verwendet
werden kann. Die Verbindungsanordnung enthält: (i) einen Block mit einem
Verbindungselement einer Hauptsteckverbindung, das auf einer Seite
des Blocks angeord net ist, und einem ersten Verbindungselement einer
Zusatzsteckverbindung, das auf einer beliebigen Seite des Blocks
angeordnet ist, wobei das erste Verbindungselement elektrisch mit dem
Verbindungselement der Hauptsteckverbindung verbunden ist, (ii)
eine Halterung mit einem zweiten Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung, wobei
das zweite Verbindungselement dem ersten Verbindungselement gegenüberliegend
angeordnet ist, und (iii) eine Führungsvorrichtung,
die mit dem Block und der Halterung verbunden ist, wobei der Block
entlang der Führungsvorrichtung
beweglich ist und die Halterung an der Führungsvorrichtung im Wesentlichen
befestigt ist. Der Block ist entlang der Führungsvorrichtung beweglich,
um das erste und das zweite Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung
betrieblich zu verbinden und zu trennen.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird eine medizinische Bildgebungsvorrichtung geschaffen. Die medizinische
Bildgebungsvorrichtung enthält:
(i) wenigstens eine Gantry, die mit einer Bildgebungskomponente
ausgerüstet
ist, (ii) wenigstens eine Trägeranordnung,
die mit eine Spulenanordnung ausgerüstet ist und ein Patientenlagerungselement
aufweist, und (iii) eine Verbindungsanordnung zum Verbinden der
Spulenanordnung mit der Gantry. Die Verbindungsanordnung enthält: (a)
eine Hauptsteckverbindung, die elektrisch mit der Spulenanordnung
verbunden ist, (b) eine Zusatzsteckverbindung mit einem beweglichen
ersten Verbindungselement, das elektrisch mit der Hauptsteckverbindung
gekoppelt ist, und einem stationären
zweiten Verbindungselement, das elektrisch mit der Bildgebungskomponente gekoppelt
ist, und (c) eine Führungsvorrichtung,
die zum Führen
der Bewegung des ersten Verbindungselementes eingerichtet ist, um
eine Verbindung mit dem zweiten Verbindungselement herzustellen
und zu trennen. Die Spulenan ordnung ist dazu eingerichtet, bei einem
Notausstieg von der Bildgebungskomponente getrennt zu werden, indem
an einem mit der Verbindungsanordnung verbundenen Kabel gezogen wird,
um das erste und das zweite Verbindungselement voneinander zu trennen.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
enthält
eine Verbindungsanordnung mit einer geführten beweglichen Vorrichtung:
(i) einen beweglichen Block mit einem Verbindungselement eiern Hauptsteckverbindung,
das auf einer Seite des Blocks angeordnet ist, und ein bewegliches
erstes Verbindungselement einer Zusatzsteckverbindung, das auf einer
beliebigen Seite des Blocks angeordnet ist, (ii) eine Halterung,
an der unter Verwendung einer beweglichen Vorrichtung eine bewegliche
Platte angebracht ist, wobei die bewegliche Platte dazu eingerichtet
ist, ein stationäres
zweites Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung zu enthalten,
und (iii) eine Führungsvorrichtung
mit einem länglichen Element,
das an einem Ende mit dem beweglichen Block und an dem anderen Ende
mit der Halterung verbunden ist. Die bewegliche Vorrichtung ist
dazu eingerichtet, dem stationären
zweiten Verbindungselement eine axiale und radiale Beweglichkeit
zu verleihen, wenn es sich an dem beweglichen ersten Verbindungselement
ausrichtet.
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Verschiedene
weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus
den beigefügten
Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung derselben für Fachleute
ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht einer Verbindungsanordnung, die eine Führungsvorrichtung
enthält,
wie sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Verbindungsanordnung, wie sie
in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist;
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3 ist
eine schematische Darstellung einer beweglichen Vorrichtung, wie
sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist;
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4 ist
eine schematische Darstellung einer beweglichen Vorrichtung zusammen
mit einer Führungsvorrichtung,
wie sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben sind;
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Die 5A und 5B sind
schematische Darstellungen einer Verbindungsanordnung in der getrennten
bzw. verbundenen Stellung, wie sie in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
offenbart sind; und
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6 ist
ein Blockdiagramm einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, die
eine Verbindungsanordnung verwendet, wie sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschreiben ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genommen, die einen Bestandteil der Beschreibung bilden und in denen
als Beispiel spezielle Ausführungsformen
gezeigt sind, die in die Praxis umgesetzt werden können. Diese
Ausführungsbeispiele
sind in ausreichender Genauigkeit beschrieben, um Fachleute in die
Lage zu versetzen, die Ausführungsbeispiele
in die Praxis umzusetzen, und es muss erkannt werden, dass auch
andere Ausführungsformen
verwendet werden können
und logische, mechanische, elektrische und andere Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne von dem Bereich der Ausführungsformen
abzuweichen. Daher darf die folgende detaillierte Beschreibung nicht
in einem den Bereich der Erfindung beschränkenden Sinne gesehen werden.
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In
verschiedenen Ausführungsbeispielen wird
eine Verbindungsanordnung mit einer Vorrichtung zum einfachen Verbinden
und Trennen geschaffen. Die Verbindungsanordnung ist mit einer Zusatzsteckverbindung
ausgerüstet,
die im Betrieb die Funktionen der Hauptsteckverbindung erfüllt. Die
Zusatzsteckverbindung ist im Vergleich zu der Hauptsteckverbindung
leicht zu verbinden und zu trennen. Allgemein wird die Steckverbindung
in einer Notsituation durch Ziehen an einem Kabel getrennt, das
mit der Hauptsteckverbindung verbunden ist, wodurch die Zusatzsteckverbindung
getrennt wird.
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In
einem Ausführungsbeispiel
schafft die Erfindung eine Verbindungsanordnung mit einer geführten beweglichen
Vorrichtung. Dies ermöglicht dem
Bediener, die Steckverbindung durch Unterbrechen einer Zusatzsteckverbindung
zu trennen, wobei für
ein erneutes Verbinden der Zusatzsteckverbindung eine bewegliche
Vorrichtung geschaffen wird. Die bewegliche Vorrichtung erleichtert
das Ausrichten der zu verbindenden Elemente der Zusatzsteckverbindung
relativ zueinander.
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In
einem Ausführungsbeispiel
verlängert
die offenbarte Erfindung die Lebensdauer der Steckverbindung durch
die Verwendung einer Zusatzsteckverbindung zum Trennen und Verbinden
der Hauptsteckverbindung und durch eine bewegliche Vorrichtung zum
Ausrichten der zu verbindenden Elemente.
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Während die
vorliegende Vorgehensweise hierin unter Bezug auf Anwendungen in
der medizinischen Bildgebung beschrieben ist, sollte erkannt werden,
dass die Erfindung nicht auf diese oder irgendeine bestimmte Anwendung
oder Umgebung beschränkt
ist. Vielmehr kann die Vorgehensweise in einem Bereich elektrischer
und/oder mechanischer Anwendungen verwendet werden, in denen wenigstens
eines der zu verbindenden Elemente einer Steckverbindung für den Bediener
nicht zugänglich ist
und/oder bei denen in einer Notsituation eine schnelle Trennung
der Steckverbindung erforderlich ist. In elektronischen Geräten, wie
zum Beispiel Computern oder Servern, kann es zum Beispiel erforderlich
sein, zwei Leiterplatten elektrisch durch elektrische Steckverbindungen
zu verbinden, die in einer festen Position zu der jeweiligen Leiterplatte
angebracht ist. Eine Leiterplatte kann innerhalb des Gehäuses eingebaut
sein, und die andere Leiterplatte kann in der Weise gleitend an
ihren Platz gebracht werden, dass ihr Verbindungselement blind mit
dem Verbindungselement der anderen Leiterplatte in Eingriff gebracht
wird. In dieser Situation kann eines der zu verbindenden Elemente
mit einer beweglichen Vorrichtung versehen sein, um die Steckverbindungselemente
beim Ineinandergreifen auszurichten.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Verbindungsanordnung mit einer Führungsvorrichtung,
wie es in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist. Die Verbindungsanordnung 100 wird unter
Bezug auf eine medizinische Bildgebungsvorrichtung und eine Patientenpositionierungseinrichtung
erläutert.
Dies dient jedoch nur Zwecken der Erläuterung und könnte auf
andere Steckverbindungen verallgemeinert werden. Beispiele für eine medizinische
Bildgebungsvorrichtung enthalten eine Magnetresonanzbildgebungs
(MRI)-Vorrichtung, einen Computertomographie (CT)-Scanner, eine
Vaskulärbildgebungsvorrichtung
etc.. Ein Beispiel für
eine Patientenpositionierungseinrichtung enthält einen Transportwagen oder
einen Patiententisch, der dazu eingerichtet ist, einen Patienten
für einen
medizinischen Bildgebungsvorgang in einer im Wesentlichen horizontalen
Körperhaltung
zu lagern.
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In
einem Ausführungsbeispiel
enthält
die Verbindungsanordnung 100 einen Block 110,
einer Halterung 120 und eine Führungsvorrichtung 130. Der
Block 110 enthält
ein Verbindungselement einer Hauptsteckverbindung 112.
Allgemein wird das Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 112 zum
Verbinden und Trennen der Verbindungsanordnung mit der (nicht gezeigten)
Bildgebungsvorrichtung verwendet. In einer Ausführungsform der Erfindung wird
eine Zusatzsteckverbindung geschaffen, um im Betrieb die Verbindungsanordnung
mit der Bildgebungsvorrichtung zu verbinden und von dieser zu trennen.
Die Zusatzsteckverbindung weist ein erstes Verbindungselement 114 und
ein zweites Verbindungselement 122 auf. Das erste Verbindungselement 114 ist
in dem Block 110 angeordnet. Das erste Verbindungselement 114 ist
elektrisch mit der Hauptsteckverbindung 112 verbunden und
könnte
an einer beliebigen Seite des Blocks 110 angeordnet sein,
wobei es in 1 auf der Seite des Blocks 110 gezeigt ist,
die dem Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 112 im
Wesentlichen gegenüber
liegt. Anstelle der Hauptsteckverbindung 112 wird zum
Verbinden und Trennen das erste Verbindungselement 114 betätigt.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist der Block 110 mit einem abgeschrägten Abschnitt zur Aufnahme
des Verbindungselementes der Hauptsteckverbindung 112 und
einem Längsschnitt
zur Aufnahme des ersten Elementes der Zusatzsteckverbindung 114 versehen.
Der Block 110 ist mit Nuten oder Vorsprüngen versehen, um eine Bewegung
des Blocks 110 entlang einer Führungsschiene der Führungsvorrichtung 130 zu
ermöglichen.
Der Block 110 könnte jedoch
eine beliebige Struktur aufweisen, die das Verbindungselement der
Hauptsteckverbindung 112 sowie das erste Verbindungselement
der Zusatzsteckverbindung 114 aufnehmen kann, und sollte
in der Lage sein, sich zum Verbinden und Trennen der Verbindungsanordnung
durch eine Bewegung des ersten Verbindungselementes 114 und
des zweiten Verbindungselementes 122 zueinander hin oder
voneinander weg zu bewegen. Die Gestaltung, Größe und Form des Blocks 110 kann
von der Anwendung der Erfindung abhängen. Das Verbindungselement der
Hauptsteckverbindung 112 ist in einem Ausführungsbeispiel
die Buchse der Hauptsteckverbindung, die dazu eingerichtet ist,
den Stecker der Hauptsteckverbindung aufzunehmen, der an einem (nicht
gezeigten) Kabel angebracht ist. In einer anderen Ausführungsform
ist das Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 112 der
Stecker der Hauptsteckverbindung, der dazu eingerichtet ist, in
die Buchse der Hauptsteckverbindung einzugreifen, die an einem (nicht
gezeigten) Kabel angebracht ist. Die Zusatzsteckverbindung ermöglicht es,
dass die Verbindung hergestellt oder getrennt wird, ohne dass die
Hauptsteckverbindung verbunden oder getrennt zu werden braucht.
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Die
Halterung 120 ist dazu vorgesehen, das zweite Verbindungselement 122 der
Zusatzsteckverbindung aufzunehmen. Das zweite Verbindungselement 122 ist
dem ersten Verbindungselement 114 gegenüber liegend und auf dieses
ausgerichtet angeordnet, so dass diese Elemente ineinander greifen, wenn
sie durch eine Bewegung des Blocks 110 entlang der Führungsvorrichtung 130 in
Berührung
gebracht werden. Die Halterung 120 könnte eine beliebige Struktur
sein, die das zweite Verbindungselement 122 aufnimmt, und
könnte
mit einem Ende der Führungsvorrichtung 130 im
Wesentlichen fest verbunden sein.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist das zweite Verbindungselement 122 mit einer beweglichen
Platte 124 versehen. Die bewegliche Platte 124 ist
durch eine bewegliche Vorrichtung 126 mit der Halterung 120 verbunden.
Die bewegliche Vorrichtung 126, die zu der beweglichen
Platte 124 gehört,
ermöglicht dem
zweiten Verbindungselement 122 der Zusatzsteckverbindung,
beweglich zu sein, und dies hilft beim Ausrichten der Stellung des
zweiten Verbindungselementes 122 bezogen auf das erste
Verbindungselement 114, wenn der Block 110 zu
der Halterung 120 hin bewegt wird.
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Die
Führungsvorrichtung 130 ist
für die
Bewegung des Blocks 110 zum Verbinden und Trennen der Steckverbindung
vorgesehen. Die Führungsvorrichtung 130 nimmt
auch die Halterung 120 auf. In einer Ausführungsform
ist die Führungsvorrichtung 130 ein
längliches
Element, das Nuten oder Vorsprünge
aufweist. In einem Ausführungsbeispiel
wird als Führungsvorrichtung
eine Schiene oder Laufbahn mit einem T- oder I-Profil geschaffen.
Die Führungsvorrichtung
braucht jedoch nicht auf diese beschränkt zu sein. Die Führungsvorrichtung
kann eine beliebige Führung
sein, die dem Block ermöglicht, sich
an ihr entlang zu bewegen, um die Verbindungsvorrichtung in Eingriff
zu bringen und zu trennen.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Verbindungsanordnung, wie sie
in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist. Der Block 210 ist mit einem
Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 212 und einem
ersten Verbindungselement 214 der Zusatzsteckverbindung
versehen. Der dargestellte Block 210 weist auf einer Seite
einen sich verjüngenden
Abschnitt und auf der anderen Seite einen längs verlaufenden Abschnitt
auf. Der sich verjüngende
Abschnitt enthält
das Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 212, das
in dem Ausführungsbeispiel
in 2 die Buchse der Hauptsteckverbindung 212 ist,
die mit dem Stecker der Hauptsteckverbindung zusammen passt, wenn die
Hauptsteckverbindung 212 verbunden wird. Das erste Element
der Zusatzsteckverbindung 214 kann an der anderen Seite
desselben Blocks angeordnet sein oder als ein separater Anschluss
an dem Block ausgebildet sein, der das erste Verbindungselement der
Zusatzsteckverbindung enthält.
Es sollte erkannt werden, dass das erste Verbindungselement der
Zusatzsteckverbindung an einer beliebigen Seite des Blocks angeordnet
sein könnte.
Das zweite Verbindungselement sollte jedoch zum Verbinden oder Trennen
der Steckverbindung dem ersten Verbindungselement gegenüberliegend
angeordnet sein. In 2 ist das erste Verbindungselement 214 der
Zusatzsteckverbindung der Hauptsteckverbindung 212 allgemein
gegenüber
liegend angeordnet, so dass die Zusatzsteckverbindung getrennt wird,
wenn an dem an der Hauptsteckverbindung angebrachten Kabel mit einer
Kraft gezogen wird, die zum Überwinden der
Haltekraft der Zusatzsteckverbindung ausreicht. Zum Aufnehmen des
zweiten Verbindungselementes 222 der Zusatzsteckverbindung
ist eine Halterung 220 vorhanden. Das zweite Verbindungselement 222 ist
an einer beweglichen Platte 224 angebracht, die eine bewegliche
Vorrichtung 226 verwendet. Die bewegliche Vorrichtung gibt
dem zweiten Verbindungselement 222 eine axiale Beweglichkeit
sowie eine Beweglichkeit in Längsrichtung.
Der Block 210 und die Halterung 220 sind an einer
Führungsvorrichtung 230 angebracht.
Die Halterung 220 ist an einem Ende der Führungsvorrichtung 230 befestigt,
während
der Block 210 ist dazu eingerichtet, sich entlang der Führungsvorrichtung
zu bewegen, um die Verbindungsanordnung zu verbinden und zu trennen.
Der Block 210 ist mit Nuten oder Vorsprüngen versehen, die zu den Vorsprüngen oder
Nuten passen, die an der Führungsvorrichtung
ausgebildet sind. Dieses Ausführungsbeispiel
dient nur dem Zweck der Darstellung, und die genannten strukturellen
Beschränkungen
sind für
die Funktion der Erfindung nicht entscheidend.
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In
einem Ausführungsbeispiel
kann die Verbindung eine elektrische oder mechanische Steckverbindung
sein. Die Hauptsteckverbindung und die Zusatzsteckverbindung können in
einem Beispiel Spulen- bzw. Polverbindungen oder speziell Hochfrequenzverbindungen
sein.
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3 ist
eine detaillierte Ansicht einer beweglichen Vorrichtung, wie sie
in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist. Das mechanische Zusammenfügen/Verbinden
von zwei Körpern,
wie zum Beispiel eines ersten und eines zweiten Verbindungselements
von elektrischen Steckverbindungen, erfordert allgemein, dass die
zwei zu verbindenden Teile innerhalb gegebener räumlicher Toleranzen aufeinander
ausgerichtet sind. Jede Fehlausrichtung zwischen den beiden zu verbindenden
Elementen kann den Versuch des Zusammenfügens erschweren oder die zu
verbindenden Elemente sogar beschädigen. In einem Ausführungsbeispiel ist
die Verbindungsanordnung mit einer beweglichen Vorrichtung ausgestattet,
der zu einer Ausrichtung des zweiten Verbindungselementes in mehreren Freiheitsgraden
in der Lage ist, um das Zusammenfügen des ersten und zweiten
Verbindungselementes einer Steckverbindung zu ermöglichen.
Die zugelassene Bewegung enthält
eine Linear- und eine Drehbewegung in bis zu 6 Freiheitsgraden,
die von dem, verwendeten Aufbau der Erfindung abhängt. Die
bewegliche Vorrichtung wirkt mit der in 1 oder 2 gezeigten
Führungsvorrichtung
zusammen, um die Steckverbindung während des Verbindens sogar
in solchen Situationen auszurichten, in denen der Bediener außer Stande
ist, die Positionen der zu verbindenden Elemente zu sehen oder manuell
zu justieren.
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Eine
Zusatzsteckverbindung mit einem ersten Verbindungselement und einem
zweiten Verbindungselement ist dazu vorgesehen, die Hauptsteckverbindung
betrieblich zu verbinden und zu trennen, was der Verbindungsanordnung
die Möglichkeit
gibt, die Funktionen des Verbindens und Trennens zu auszuführen, auch
wenn die Hauptsteckverbindung selbst verbunden bleibt. Das zweite
Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung 322 kann an
einer Halterung 320 im Wesentlichen fest angebracht sein, die
innerhalb des Gerätes
angeordnet sein kann, das die Verbindung umfasst. In einem Ausführungsbeispiel
ist das zweite Element 322 an einer beweglichen Platte 324 angebracht
und unter Verwendung einer beweglichen Vorrichtung 325, 326 mit
der Halterung 320 verbunden. Die bewegliche Platte 324 ist an
wenigstens einer Ecke der beweglichen Platte 324 mit einer
oder mehreren Scheiben 325 versehen. Die Scheiben 325 können sich
in der Ecke der beweglichen Platte 324 frei drehen, wodurch
sie eine freie Drehung in alle Richtungen ermög lichen und dadurch der beweglichen
Platte 324 eine radiale Beweglichkeit geben. In einem Beispiel
sind sphärische
Scheiben vorhanden. Die bewegliche Vorrichtung enthält auch
mehrere Federn 326, die an der beweglichen Platte 324 angeordnet
sind, um die bewegliche Platte 324 an der Halterung 320 zu
befestigen. Die Federn 326 gewähren der beweglichen Platte
eine axiale Beweglichkeit. Dies ermöglicht der beweglichen Platte 324 eine
freie Bewegung in Längsrichtung,
um das zweite Verbindungselement 322 bezogen auf das erste
Verbindungselement auszurichten. Unter Verwendung der axial und
rotatorisch beweglichen Vorrichtung richtet die bewegliche Platte
demnach das zweite Verbindungselement auf das erste Verbindungselement
aus, während
die Verbindungsanordnung in Eingriff gebracht wird.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung 320 an einer Führungsvorrichtung, wie zum
Beispiel der Führungsvorrichtung 130 in 1 oder
der Führungsvorrichtung 230 in 2 befestigt.
Allgemein ist die Halterung 320 an einem Ende der Führungsvorrichtung
angebracht, das dem Ende gegenüber
liegend angeordnet ist, an dem sich das erste Verbindungselement
der Steckverbindung befindet. Die Halterung 320 ist mit
einer Nut oder einem Vorsprung 328 versehen, um die Führungsvorrichtung aufzunehmen.
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In
einem Ausführungsbeispiel
braucht die Halterung 320 nicht an der Führungsvorrichtung
befestigt zu sein. Stattdessen könnte
die Halterung 320 nahe bei der Führungsvorrichtung angeordnet
sein, so dass das erste Verbindungselement, das durch die Führungsvorrichtung
geführt
ist, und das zweite Verbindungselement, das an der Halterung angebracht
ist, ge nau in Eingriff gebracht werden können, wenn das erste Verbindungselement
betätigt
wird.
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4 ist
eine detaillierte Ansicht einer beweglichen Vorrichtung zusammen
mit der Führungsvorrichtung,
wie sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben sind. Die konstruktiven und funktionalen
Merkmale der beweglichen Vorrichtung sind im Zusammenhang mit 3 erläutert worden. Die
Zusatzsteckverbindung mit einem ersten Verbindungselement und einem
zweiten Verbindungselement ist zum betrieblichen Trennen und Verbinden der
Hauptsteckverbindung vorgesehen. Das zweite Verbindungselement der
Zusatzsteckverbindung 422 kann an einer Halterung 420 im
Wesentlichen fest angebracht sein, die innerhalb des Gerätes angeordnet
sein kann, in dem die Verbindung enthalten ist. In einem Ausführungsbeispiel
ist das zweite Element 422 an einer beweglichen Platte 424 angebracht
und unter Verwendung einer beweglichen Vorrichtung mit der Halterung 420 verbunden.
Die bewegliche Platte 424 weist weiterhin eine oder mehrere
Scheiben 425 an wenigstens einer Ecke der beweglichen Platte 424 auf.
Jede Scheibe 425 kann sich in der Ecke frei drehen, wodurch
der beweglichen Platte 424 eine Freiheit zur Drehung in
allen Richtungen gegeben wird, und der beweglichen Platte 424 dadurch
eine radiale Beweglichkeit ermöglicht
wird. Die bewegliche Vorrichtung enthält auch mehrere Federn 426,
die zum Befestigen der beweglichen Platte 424 an der Halterung 420 an
der beweglichen Platte 424 angebracht sind. Die Federn 426 geben
der beweglichen Platte 424 eine axiale Beweglichkeit. Dies
gibt der beweglichen Platte 424 eine Freiheit zur Bewegung
in Längsrichtung,
um das zweite Verbindungselement 422 bezogen auf das erste
Verbindungselement auszurichten. Durch Nutzung der Längs- und
Drehbeweglichkeit richtet die bewegliche Platte 424 demnach
das zweite Verbindungselement 422 auf das erste Verbindungselement
aus, während
die Verbindungsanordnung in Eingriff gebracht wird.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung 420 an einer Führungsvorrichtung 430 befestigt. Allgemein
ist die Halterung 420 an dem Ende der Führungsvorrichtung 430 angebracht,
das demjenigen Ende gegenüber
liegend angeordnet ist, an dem das erste Verbindungselement der
Steckverbindung angeordnet ist. In einem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Führungsvorrichtung 430 ein
längliches
Element, das Nuten oder Vorsprüngen
aufweist. Die Führungsvorrichtung 430 ist
an wenigstens einem Teil der Führungsvorrichtung 430 mit
Nuten oder Vorsprüngen
versehen, um eine Bewegung des ersten Verbindungselements zu ermöglichen.
Der Führungsbereich,
an dem die Halterung angebracht ist, braucht jedoch keine Nuten
oder Vorsprünge
aufzuweisen. In einem Beispiel ist eine Schiene oder Laufbahn mit
einem T- oder I-Querschnitt als Führungsvorrichtung vorhanden.
Die Führungsvorrichtung braucht
jedoch nicht auf diese beschränkt
zu sein. Die Führungsvorrichtung
kann eine beliebige Führung
sein, die es ermöglicht,
dass sich der Block an ihr entlang bewegt, um die Verbindungsanordnung zu
verbinden und zu trennen. Die Größe, Form,
Gestaltung etc. der Halterung und der Führungsvorrichtung können in
Abhängigkeit
von der Verwendung der Erfindung variieren.
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Die 5A und 5B zeigen
eine schematische Darstellung einer Verbindungsanordnung in der
getrennten bzw. verbundenen Stellung, wie es in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung offenbart ist. Die konstruktiven und funktionalen
Aspekte der Verbindungsanordnung sind in dem vorangegangenen Teil
der Beschreibung erläutert.
Ein Fachmann sollte erkennen, dass die bauliche Gestaltung des gezeigten
Ausführungsbeispiels
nur einem darstellenden Zweck dient und abgewandelt werden kann, wie
etwa durch die Anforderungen der jeweiligen Anwendung. In einem
Ausführungsbeispiel
weist die Verbindungsanordnung einen Block 510, eine Halterung 520 und
eine Führungsvorrichtung 530 auf,
die sowohl mit dem Block 510 als auch mit der Halterung 520 verbunden
ist. Eine Zusatzsteckverbindung ist zusammen mit der Hauptsteckverbindung
vorhanden, um den Betrieb der Hauptsteckverbindung durchzuführen. Der
Block 510 umfasst ein Verbindungselement einer Hauptsteckverbindung 512 und ein
erstes Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung 514.
Eine Halterung 520 ist dazu vorgesehen, ein zweites Verbindungselement 522 der
Zusatzsteckverbindung zu enthalten.
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5A zeigt
die Verbindungsanordnung in einer getrennten Stellung. Zum Verbinden
wird der Block 510, der das Verbindungselement der Hauptsteckverbindung 512 und
das erste Element der Zusatzsteckverbindung 514 trägt, entlang
der Führungsvorrichtung 530 bewegt.
Die gezeigte Führungsvorrichtung 530 ist
mit Nuten versehen, um den Block 510 aufzunehmen, während an
dem Block 510 entsprechende Vorsprünge vorhanden sind. Um die Verbindungsanordnung
zu in Eingriff zu bringen, kann ein Bediener den Block 510 zu
der Halterung 520 hin drücken. Der Block 510 bewegt
sich entlang der Führungsvorrichtung 530.
Wenn das erste Verbindungselement 514 sich dem zweiten
Verbindungselement 522 nähert, ermöglicht die mit dem zweiten
Verbindungselement versehene bewegliche Vorrichtung 526 dem
zweiten Verbindungselement 522, seine Lage bezogen auf
das erste Verbindungselement 514 auszurichten, so dass
das Zusammenfügen
genau erfolgen kann. Wie zuvor beschrieben ist das zweite Verbindungselement
an einer beweglichen Platte 524 angebracht, die die bewegliche
Vorrichtung 526 verwendet, und richtet die Stellung des zweiten
Verbindungselementes 522 bezogen auf das erste Verbindungselement 514 aus,
während
die Verbindung hergestellt wird. In einem Beispiel ermöglichen
die sphärischen
Scheiben, die an den Ecken der beweglichen Platte 524 angeordnet
sind, der beweglichen Platte 524 innerhalb eines kleinen
Bereiches eine Drehbewegung, und mehrere an der beweglichen Platte 524 und
der Halterung 520 angebrachte Federn ermöglichen
innerhalb eines festgelegten Bereiches eine Längsausrichtung des zweiten Verbindungselementes 522.
Die bewegliche Vorrichtung 526 verleiht dem zweiten Verbindungselement 522 ein
axiales und radiales Spiel, das innerhalb eines begrenzten Bereiches
eine Bewegung der beweglichen Platte 524 in sechs Freiheitsgraden
zulässt.
Demnach drückt
der Bediener das erste Verbindungselement 514 der Zusatzsteckverbindung
gegen das zweite Verbindungselement 522 der Zusatzsteckverbindung,
und die Verbindungsanordnung wird verbunden. 5B zeigt
die Steckverbindung in dem verbundenen Zustand.
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Zum
Trennen kann die Verbindungsanordnung, insbesondere bei einer Notunterbrechung, durch
Ziehen an einem Kabel 516 getrennt werden, das an der Hauptsteckverbindung 512 angeordnet ist.
Durch Anwenden der Zugkraft bewegt sich der Block, der das erste
Verbindungselement der Zusatzsteckverbindung trägt, von dem zweiten Element weg
und wird von dem zweiten Verbindungselement getrennt. Es sollte
jedoch erkannt werden, dass die aufgebrachte Zugkraft und die Zusatzsteckverbindung
so gewählt
sind, dass sich der Block durch das Ziehen an dem Kabel nach hinten
bewegen und die Verbindungsanordnung trennen und unterbrechen wird,
während
die Hauptsteckverbindung in ihrem verbundenen Zustand gehalten wird.
Die zum Ziehen oder Trennen aufgebrachte Kraft ist ausreichend,
um die Zusatz steckverbindung zu trennen, und dies trennt die Hauptsteckverbindung
betrieblich von dem Gerät.
In einem Beispiel beträgt
die Maximalkraft, die auf diese Weise durch Ziehen aufgebracht werden kann,
75,6 bis 89,0 Newton (17–20
lbs). Die zum Trennen der Zusatzsteckverbindung benötigte Zugkraft
ist kleiner als die zum Trennen der Hauptsteckverbindung benötigte Kraft.
Zum Trennen der Verbindungsanordnung braucht der Block jedoch nicht
vollständig
von der Führungsvorrichtung
entfernt zu werden, sondern es sollte ausreichen, dass das erste und
zweite Verbindungselement nicht mehr in Berührung sind. Nachdem die Verbindungsanordnung
getrennt worden ist, kann sie leicht wieder in Eingriff gebracht
werden, wie es in Verbindung mit 5A beschrieben
worden ist. Folglich kann die Verbindungsanordnung leicht und schnell
verbunden und erneut verbunden werden, selbst wenn die Hauptsteckverbindung
verbunden bleibt.
-
6 ist
ein Blockdiagramm einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, die
eine Verbindungsanordnung verwendet, wie sie in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung 600 ist
mit einer Bildaufnahmevorrichtung 610, einer Trägeranordnung 620 und
einer Verbindungsanordnung 630 versehen, um die Bildaufnahmevorrichtung 610 mit der
Trägeranordnung 620 zu
verbinden. Die Bildaufnahmevorrichtung 610 ist mit einer
Gantry 612 ausgestattet, die eine Bildgebungskomponente
enthält. Beispiele
für eine
medizinische Bildgebungsvorrichtung enthalten eine Magnetresonanzbildgebungs (MRI)-Vorrichtung,
einen Computertomographie (CT)-Scanner, eine Vaskulärbildgebungsvorrichtung etc..
Die Trägeranordnung 620 enthält eine
Patientenlagerungskomponente 622, wobei ein Beispiel für eine Patientenlagerungskomponente
einen Wagen oder einen Patienten tisch enthält, die zum Tragen eines Patienten
in einer im Wesentlichen horizontalen Lage für einen medizinischen Bildgebungsvorgang eingerichtet
sind. Die Trägeranordnung 620 ist
mit einer Spulenanordnung 624 versehen, die als eine Schnittstelle
zwischen der Bildaufnahmevorrichtung 610 und der Trägeranordnung 620 wirkt.
Die Spulenanordnung 624 ist mit einer Hauptsteckverbindung 632 verbunden,
die ein Teil der Verbindungsanordnung 630 ist und die Trägeranordnung 620 elektrisch mit
der Bildaufnahmevorrichtung 610 verbindet. Um den Betrieb
der Hauptsteckverbindung auszuführen, ist
eine Zusatzsteckverbindung vorhanden. Das erste Element der Zusatzsteckverbindung 633 ist
elektrisch mit der Hauptsteckverbindung 632 verbunden. In
einem Beispiel können
das erste Element der Zusatzsteckverbindung und ein Verbindungselement der
Hauptsteckverbindung in einem Block 634 angeordnet sein.
Das zweite Element 635 der Zusatzsteckverbindung kann innerhalb
der Bildaufnahmevorrichtung 610 befestigt sein und kann
zusammen mit der Gantry 612 angeordnet sein. Das zweite
Element 635 ist in Verbindung mit einer beweglichen Vorrichtung 636 angeordnet,
die dem zweiten Verbindungselement eine radiale Beweglichkeit sowie
eine Längsbeweglichkeit
verleiht, während
es mit dem ersten Verbindungselement 633 in Eingriff gebracht wird.
Das zweite Element kann zusammen mit der beweglichen Vorrichtung
als eine Halterung 637 ausgebildet sein, die in elektrischer
Verbindung mit der Gantry 612 angeordnet sein könnte. Eine
Führungsvorrichtung 638 ist
vorhanden, um den Block 634 und die Halterung 637 zu
verbinden. Der Block 634 ist dazu eingerichtet, sich entlang
der Führungsvorrichtung 638 zu
bewegen, um die Spulenanordnung mit der Gantry zu verbinden und
von dieser zu trennen. Um die Spulenanordnung 624 mit der
Bildaufnahmevorrichtung 610 zu verbinden, wird der Block 634 entlang
der Führungsvorrichtung 638 zu
dem zweiten Verbindungselement 635 hin bewegt. Das zweite Verbindungselement 635,
das die bewegliche Vorrichtung 636 verwendet, justiert
die Lage des zweiten Verbindungselementes 635 bezogen auf
das erste Verbindungselement 633. Beim Trennen wird der Block 634 unter
Verwendung eines Kabels, das an der Hauptsteckverbindung 632 befestigt
ist, herausgezogen. Beim Herstellen der Verbindung wird das zweite
Verbindungselement bezogen auf das erste Verbindungselement unter
Verwendung der beweglichen Vorrichtung ausgerichtet. Die bewegliche
Vorrichtung kann dem zweiten Verbindungselement in einem Beispiel
sowohl eine radiale Beweglichkeit als auch eine Beweglichkeit in
Längsrichtung
verleihen.
-
Die
medizinische Bildgebungsvorrichtung ist eine der möglichen
Anwendungen der hierin beschriebenen Verbindungsanordnung. Die Verwendung
der Verbindungsanordnung kann jedoch auch auf beliebige andere elektrische,
Hochfrequenz- oder mechanische Verbindungen ausgeweitet werden.
-
Einige
der Vorteile der Erfindung enthalten die Schaffung einer einfachen
Vorrichtung zum leichten Verbinden und Trennen einer Steckverbindung. Die
Verwendung einer Zusatzsteckverbindung vermeidet das direkte Verbinden
und Trennen der Hauptsteckverbindung, wodurch die Lebensdauer der
Hauptsteckverbindung verlängert
wird. Die geschaffene bewegliche Vorrichtung schafft die Flexibilität eines
einfachen Zusammenfügens
der Steckverbindung, selbst wenn wenigstens eines der zu verbindenden
Elemente der Steckverbindung für
den Bediener nicht zugänglich
ist. Dies verringert die menschlichen Eingriffe in das Verbinden
und Trennen der Steckverbindung. Die bewegliche Vorrichtung, die
in den Ausführungsbeispielen
der Erfindung offenbart ist, ist einfach und ziemlich kostengüns tig. Die
axiale bewegliche Vorrichtung stellt den vollständigen Eingriff der zu verbindenden
Elemente sicher, und die Drehbeweglichkeit schafft erzeugt eine
rotatorische Freiheit beim Ausrichten der zu verbindenden Elemente.
Es sollte jedoch erkannt werden, dass die Beweglichkeit unter Verwendung
verschiedener beweglicher Vorrichtungen erreicht werden kann. Weiterhin
können
der Block und die Halterung an einer Führungsvorrichtung angebracht
sein, die es ermöglicht,
dass die Verbindungsanordnung als eine einzige Einheit aufgebaut
oder montiert wird.
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Die
verschiedenen Ausführungsbeispiele
der Verbindung beschreiben eine Verbindungsanordnung mit einer Zusatzsteckverbindung
zum Verbinden und Trennen der Hauptsteckverbindung. In einem Ausführungsbeispiel
ist auch eine Verbindungsanordnung mit einer beweglichen Vorrichtung
offenbart, die zum Ausrichten der Lage der zu verbindenden Elemente
der Steckverbindung relativ zueinander vorgesehen ist.
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Eine
Verbindungsanordnung 100 mit einer Haupt- und einer Zusatzsteckverbindung
ist hierin offenbart. Die Verbindungsanordnung 100 enthält: eine Hauptsteckverbindung,
die mit einer Zusatzsteckverbindung zum betrieblichen Verbinden
und Trennen der Hauptsteckverbindung versehen ist. Die Zusatzsteckverbindung
ist mit einem ersten Verbindungselement 114, das mit der
Hauptsteckverbindung elektrisch verbunden ist, und einem zweiten
Verbindungselement 122 versehen, das im Wesentlichen fest
an einer Halterung 120 angebracht ist. Das erste Verbindungselement 114 ist
zusammen mit einer Führungsanordnung 130 angeordnet,
so dass es sich an der Führungsanordnung 130 entlang
bewegen kann, um mit dem zweiten Verbindungselement 122 in
Eingriff gebracht und von diesem getrennt werden kann. In einem
Ausführungsbeispiel
weist das zweite Verbindungselement 122 eine bewegliche Vorrichtung 126 auf,
um seine Lage bezogen auf das erste Verbindungselement 114 während des
Vorgangs des Verbindens auf das erste Verbindungselement 114 auszurichten.
Die Verbindungsanordnung 100 kann durch Unterbrechen der
Zusatzsteckverbindung getrennt werden, indem an einem zu der Hauptsteckverbindung
gehörenden
Kabel gezogen wird.
-
Während die
Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschreiben
worden ist, werden Fachleute erkennen, dass bestimmte Ersetzungen,
Abwandlungen und Auslassungen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen
werden können,
ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist
die vorangegangene Beschreibung nur in einem beispielhaften Sinne
gemeint und soll nicht den Bereich der Erfindung beschränken, wie
er in den folgenden Ansprüchen
festgelegt ist.
-
1
- 100
- Verbindungsanordnung
- 110
- Block
- 120
- Halterung
- 130
- Führungsvorrichtung
- 112
- Verbindungselement
- 114
- Erstes
Verbindungselement
- 122
- Zweites
Verbindungselement
- 124
- Bewegliche
Platte
- 126
- Bewegliche
Vorrichtung
-
2
- 210
- Block
- 220
- Halterung
- 230
- Führungsvorrichtung
- 212
- Verbindungselement
- 214
- Erstes
Verbindungselement
- 222
- Zweites
Verbindungselement
- 224
- Bewegliche
Platte
- 226
- Bewegliche
Vorrichtung
-
3
- 320
- Halterung
- 322
- Verbindungselement
- 324
- Bewegliche
Platte
- 325
- Scheibe
- 326
- Feder
- 328
- Nut
oder Vorsprung
-
4
- 420
- Halterung
- 422
- Verbindungselement
- 424
- bewegliche
Platte
- 425
- Scheibe
- 426
- Feder
- 428
- Nut
oder Vorsprung
- 430
- Führungsvorrichtung
-
5A und 5B
- 510
- Block
- 520
- Halterung
- 530
- Führungsvorrichtung
- 512
- Verbindungselement
- 514
- Erstes
Verbindungselement
- 516
- Kabel
- 522
- Zweites
Verbindungselement
- 524
- Bewegliche
Platte
- 526
- Bewegliche
Vorrichtung
-
6
- 600
- Bildgebungsvorrichtung
- 610
- Bildaufnahmevorrichtung
- 620
- Trägeranordnung
- 630
- Verbindungsanordnung
- 612
- Gantry
- 622
- Patientenlagerungskomponente
- 624
- Spulenanordnung
- 632
- Hauptsteckverbindung
- 633
- Erstes
Verbindungselement
- 634
- Block
- 635
- Zweites
Verbindungselement
- 636
- Bewegliche
Vorrichtung
- 637
- Halterung
- 638
- Führungsvorrichtung