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Die
Erfindung betrifft einen Rotor für
eine Gantry für
ein Computertomographiegerät.
Die Erfindung betrifft außerdem
ein Herstellverfahren für
einen solchen Rotor.
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Computertomographiegeräte ermöglichen die
Rekonstruktion von dreidimensionalen Schicht- oder Volumenbildern
eines Untersuchungsbereiches für
diagnostische Zwecke. Die Rekonstruktion eines Bildes erfolgt dabei
auf der Grundlage von Projektionen, die von dem Untersuchungsbereich
aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen durch Rotation einer
Aufnahmevorrichtung gewonnen werden, so dass zur Rekonstruktion
eines Bildes Messdaten für Parallelprojektionen
aus einem Winkelbereich von mindestens 180 Grad plus Fächerwinkel
vorliegen. Zur Realisierung der Rotation der Aufnahmevorrichtung
weist das Computertomographiegerät
eine Gantry auf, welche einen stationären Drehrahmen und einen über eine
Drehlagervorrichtung rotierbar angeordneten Rotor umfasst, auf welchem
die Aufnahmevorrichtung gehaltert ist. Der Rotor wird bislang als Gussteil
aus einer Aluminiumlegierung AlZn10SiMg hergestellt und weist eine
Rotorwand in Form einer Ringscheibe und einen an dessen Außenumfang
umlaufenden Halterungsring zur Halterung der Komponenten der Aufnahmevorrichtung
auf. Die Wandstärken
des Rotors variieren zwischen 15 und 20 mm.
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Zur
Vermeidung von Bewegungsartefakten in dem rekonstruierten Bild,
die aufgrund von Patienten- oder Organbewegungen entstehen können, ist man
bestrebt, das Zeitfenster zur Erfassung der zur Rekonstruktion benötigten Projektionen
durch Wahl von hohen Rotationsgeschwindigkeiten so klein wie möglich zu
wählen.
Bei den aktuellen Computertomographiegeräten werden Drehzahlen von 210 U/min
erreicht. In Zukunft sollen die Drehzahlen jedoch auf mindestens
300 U/min angehoben werden.
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Durch
Kombination von hoher Drehzahl, großem Rotationsradius und hoher
Rotationsmasse stellt der Rotor ein mechanisch hochbelastetes Bauteil
dar, das neben der Aufnahme der auftretenden Spannungen auch die
Einhaltung der Positionen von Röntgenröhren und
Detektor garantieren muss, da Positionsverschiebungen der Komponenten
von über 0,15
mm bereits zu einer signifikanten Beeinträchtigung der Bildqualität führen können.
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Wesentliche
Hauptanforderungen an den Rotor einer Gantry sind demnach nicht
nur eine hohe Festigkeit zur Übertragung
der Kräfte,
sondern auch eine hohe Steifigkeit, um Verformungen des Rotors und
somit die Positionsverschiebungen der Komponenten der Aufnahmevorrichtung
unterhalb der zulässigen
Grenzen zu halten und ein möglichst
geringes Gewicht.
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Zur
Realisierung von Drehzahlen von 300 U/min und mehr wäre ein zusätzliches
Aufdicken der bestehenden Konstruktion unter Beibehaltung des Werkstoffes
notwendig. Die Folge wäre
eine Gewichtszunahme des Rotors. Dadurch müssten auch Bauteile zum Antrieb
des Rotors und der stationäre Teil
der Gantry den größeren Gewichtskräften angepasst
werden. Dieser Ansatz hat den Nachteil, dass es zu einer empfindlichen
Gewichts- und Volumenzunahme der gesamten Gantry kommt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Rotor einer Gantry
eines Computertomographiegerätes
mit einer höheren
Steifigkeit und einer höheren
Festigkeit derart auszugestalten, dass es bei hohen Drehzahlen des
Rotors zu keiner die Bildqualität
beeinträchtigenden
Positionsverschiebung der Komponenten des Aufnahmesystems kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem,
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Rotor gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Rotors sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis
21. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computertomographiegerät mit einem
solchen Rotor gemäß den Merkmalen des
unabhängigen
Anspruchs 22 gelöst.
Außerdem wird
die Aufgabe durch ein Herstellverfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
23 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellverfahrens sind Gegenstand
der Unteransprüche
24 und 25.
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Der
Rotor für
eine Gantry eines Computertomographiegerätes ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass der Rotor zumindest abschnittsweise aus einem
mit Fasern verstärkten
Verbundwerkstoff mit Polymermatrix hergestellt ist.
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Fasernverstärkte Verbundwerkstoffe
mit einer Polymermatrix weisen hohe spezifische Festigkeitskennwerte
und Steifigkeitskennwerte auf, so dass die Verformung des Rotors
auch bei hohen Drehzahlen von 300 U/min bei gleichzeitig geringem Bauvolumen
im Vergleich zu einem aus einer Aluminiumlegierung hergestellten
Rotor wesentlich geringer ausfällt.
Auch bei hohen Drehzahlen werden somit die Verformungsgrenzen zur
Erzielung einer hinreichend guten Bildqualität nicht überschritten. Der Einsatz einer
mit Fasern verstärkten
Polymermatrix ist zudem auch mit einer Gewichtsersparnis verbunden,
was die Kosten für
beispielsweise einen Transport verringert. Darüber hinaus kann aufgrund der
geringeren Rotationsmasse auch der Antrieb geringer dimensioniert
werden, was ebenfalls zu einer Kostenersparnis führt.
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Die
zur Verstärkung
eingesetzten Fasern sind vorzugsweise Kohlenstofffasern, welche
ein geringes Gewicht und gleichzeitig eine hohe Festigkeit aufweisen.
Die Fasern sind industriell aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien
herstellbar und können
durch Einsatz von Textiltechniken zu Faserhalbzeuge weiterverarbeitet
werden.
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Der
Rotor verfügt über eine
besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit, wenn die Fasern aus Carbon-Nanotubes
hergestellt werden. Carbon-Nanotubes weisen eine über 40%
höhere
Steifigkeit und über
600% höhere
Festigkeit auf, so dass sich mit dem Einsatz einer auf Basis dieses
Materials hergestellten Faser das Bauvolumen und das Gewicht des Rotors
weiter minimieren lassen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Fasern
zumindest abschnittsweise im Wesentlichen unidirektional in Richtung
von bei Rotation des Rotors entstehenden Kräftepfaden ausgerichtet. Insbesondere
Bereiche des Rotors, in denen Kräfte
mit einer Vorzugsrichtung vorliegen, können durch die eingebrachte
Faser besonders gut stabilisiert werden. Räumliche Kräftepfade und die mit den Pfaden
verbundene Ausrichtung der Faser können experimentell oder unter
Einsatz entsprechender mathematischer Modelle numerisch in Form
einer Simulation ermittelt werden.
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Als
Faser wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
eine Endlosfaser verwendet. Als Endlosfaser wird insbesondere eine Faser
verstanden, welche länger
als 5 cm ist. Endlosfasern sind in einfacher Form mittels entsprechender Textiltechniken
wie Weben, Flechten oder Stricken zu flächigen oder dreidimensionalen
Textilien leicht weiterverarbeitbar. Somit lassen sich auch komplexe Kräfteverteilungen
im Rotor durch entsprechend gefertigte Textilien abbilden. Die zur
Verstärkung
eingesetzte Faser im Rotor weist dabei zumindest abschnittsweise
eine Textilstruktur auf.
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In
Bereichen ohne Vorzugsrichtung der auftretenden Kräfte bietet
es sich an, dass die Fasern zumindest abschnittsweise eine Schichtstruktur
bilden.
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Eine
besonders hohe Festigkeit des Rotors wird weiterhin erzielt, wenn
die Polymermatrix eine Epoxymatrix ist. Die Aushärtung des Harzes erfolgt durch
Zugabe eines Härters
in wenigen Minuten bzw. Stunden, so dass durch den Einsatz von Epoxyharz auch
die Herstellungszeit in einem erheblichen Maße herabgesetzt wird.
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Der
Rotor weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
eine Rotorwand in Form einer Ringscheibe und einen an dessen Außen- oder Innenumfang
vorgesehenen umlaufenden Halterungsring zur Halterung von Komponenten
einer Aufnahmevorrichtung und einer Drehlagervorrichtung auf.
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Die
Fasern des Verbundwerkstoffes sind in der Rotorwand vorzugsweise
radial, also in Richtung der bei Rotation entstehenden Zentrifugalkräfte in Bezug
zu dem Rotorwandmittelpunkt orientiert.
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Der
Bereich zwischen Rotorwand und Halterungsring weist insbesondere
dann eine hohe Steifigkeit auf, wenn die Fasern von der Rotorwand
auf den Halterungsring geführt
und in dem Halterungsring parallel zur Rotationsachse des Rotors
orientiert sind.
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Eine
zusätzliche
Stabilisierung des Rotors wird dann erzielt, wenn die Fasern zusätzlich in
Umlaufrichtung der Rotorwand und/oder des Halterungsrings orientiert
sind.
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Da
durch eine spanende Bearbeitung des Verbundwerkstoffes die Fasern
beschädigt
und somit die Festigkeit und Steifigkeit des Rotor beeinträchtigt werden
können,
werden bei Herstellung des Rotors in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung Halterungselemente integriert, welche zur Halterung von
Komponenten der Aufnahmevorrichtung dienen.
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Die
Halterungselemente sind vorzugsweise aus einem Metall, vorzugsweise
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt, so dass
eine spanende Bearbeitung zur Einbringung von zum Beispiel Gewinden
leicht möglich
ist.
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Der
Rotor ist in Bereichen der Halterungselemente durch zusätzlich eingebrachte
Fasern vorzugsweise aufgedickt, so dass der Rotor lokal in dem Bereich
der hergestellten Punktverbindungen mit den Komponenten verstärkt ist.
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Die
Rotorwand ist vorteilhaft mit Rippen versehen, wobei die Rippen
mit dem Halterungsring verbunden sind. Damit kann weiter die Steifigkeit
des Rotors verbessert werden.
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Die
Rotorwand, der Halterungsring und die Rippen sind vorzugsweise einstückig hergestellt.
Es wäre
selbstverständlich
auch denkbar, dass die Einzelteile zunächst getrennt hergestellt und
anschließend
beispielsweise mittels Nasslaminierung zusammengefügt werden.
Die Rotorwand, der Halterungsring und die Rippen können darüber hinaus
auch miteinander verklebt werden.
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Eine
zusätzliche
Verstärkung
kann dann erzielt werden, wenn in dem Verbundwerkstoff neben den
Fasern auch Sandwichelemente integriert sind. Die Sandwichelemente
sind dabei vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlich festen
Werkstoffen aufgebaut. Durch eine entsprechende Wahl der Werkstoffkombination
sind der Steifigkeitsgrad und der Festigkeitsgrad an die lokal vorliegenden
Erfordernisse des Rotors adaptierbar.
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Erfindungsgemäß kann ein
derartiger Rotor durch ein Verfahren hergestellt werden, welches
die folgenden Merkmale aufweist:
- a) Die Fasern
werden in ein Werkzeug eingelegt,
- b) anschließend
wird die Polymermatrix über
zumindest eine Öffnung
in das Werkzeug injiziert, wobei über zumindest eine weitere Öffnung in dem
Werkzeug entlüftet
wird und
- c) es erfolgt eine Aushärtung
durch Aufheizen des Verbundwerkstoffes.
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Das
Aufheizen des Verbundwerkstoffes wird vorzugsweise mittels einer
in dem Werkzeug integrierten Heizung durchgeführt. Alternativ dazu wäre es ebenso
denkbar, zum Aufheizen des Verbundwerkstoffes eine Mikrowellentechnologie
einzusetzen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind in
den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 in
einer ersten perspektivischen Ansicht einen Rotor für eine Gantry
eines Computertomographiegerätes
mit Komponenten einer Aufnahmevorrichtung,
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2 in
einer zweiten perspektivischen Ansicht der Rotor für eine Gantry
eines Computertomographiegerätes
mit Komponenten einer Aufnahmevorrichtung,
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3 in
perspektivischer Ansicht einen Rotor für eine Gantry mit einem mit
Fasern verstärkten Verbundwerkstoff
mit Polymermatrix,
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4 in
perspektivischer Teilansicht zwei Ausführungsbeispiele einer Verrippung
einer Rotorwand mit einem Halterungsring,
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5 in
einer ersten perspektivischen Teilansicht ein in den Rotor integriertes
Halterungselement,
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6 in
einer zweiten perspektivischen Teilansicht das in den Rotor integrierte
Halterungselement und
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7 in
perspektivischer Teilansicht einen Rotor, welcher als Rotorwand
eine Ringscheibe umfasst, an dessen Innenumfang Aussparungen zur Aufnahme
von Komponenten der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind.
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In 1 und 2 ist
in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten ein Rotor 1 für eine Gantry
eines Computertomographiegeräts
gezeigt gemäß dem Stand
der Technik gezeigt. Der Rotor 1 weist eine Rotorwand 3 in
Form einer Ringscheibe und einen an dessen Außenumfang umlaufenden Halterungsring 4 zur
Halterung von Komponenten 5, 6 einer Aufnahmevorrichtung
auf. Die Aufnahmevorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Röntgenstrahler
in Form einer Röntgenröhre 6 und einen
dem Strahler gegenüberliegend
angeordneten Detektor 5. Die Rotorwand 3 weist
darüber
hinaus an dessen Innenumfang Komponenten einer Drehlagervorrichtung 11 auf,
die mit entsprechend angeordneten Komponenten einer Drehlagervorrichtung
auf einem stationären
Teil der Gantry so zusammenwirken, dass der Rotor 1 drehbar
angeordnet ist. Die Rotationsgeschwindigkeiten des Rotors 1 betragen
derzeit ca. 210 U/min. und sollen in Zukunft auf mindestens 300
U/Min. gesteigert werden. Durch die Kombination von hoher Drehzahl,
großem
Rotationsradius und hoher Rotationsmasse der auf dem Halterungsring 4 angeordneten
Komponenten 5, 6 der Aufnahmevorrichtung stellt
der Rotor 1 ein hoch belastetes Bauteil dar. Der Rotor 1 muss
dabei nicht nur über
eine hohe Festigkeit zur Aufnahme der bei einer Rotationsbewegung
des Rotors 1 auftretenden Spannungen verfügen. Es
muss zusätzlich
gewährleistet
werden, dass sich die Positionen von Röntgenröhre 6 und Detektor 5 in
Bezug zur Scanebene nicht wesentlich ändern. Bereits ab einer Positionsverschiebung
von über
0,15 mm würde
es nämlich
zu einer Beeinträchtigung
der Bildqualität
kommen, da die bei der Rekonstruktion eines Bildes zugrunde gelegten
Projektionsbedingungen nicht eingehalten werden.
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Die 3 zeigt
in einer perspektivischen Sicht einen erfindungsgemäßen Rotor 1.
Um eine hohe Steifigkeit und Festigkeit des Rotors 1 bei gleichzeitig
geringem Bauvolumen und geringem Gewicht zu gewährleisten, ist der Rotor 1 daher
aus einem mit Fasern 2 verstärktem Verbundwerkstoff mit Polymermatrix
hergestellt. Somit ist es möglich,
ein Computertomographiegerät
auch bei sehr hohen Drehzahlen des Rotors 1 zu betreiben,
ohne dass die Bildqualität
beeinträchtigt
wird. Aufgrund der Gewichtseinsparung muss der Antrieb des Rotors 1 darüber hinaus
nicht stärker
dimensioniert werden. Die Herstellung der faserverstärkten Polymermatrix
ist mittels zahlreicher unterschiedlicher Fertigungsverfahren möglich. Die älteste und
einfachste Form ist dabei das Nasslaminieren mit anschließender Heißaushärtung. Dabei
werden zunächst
die Verstärkungstextilien,
die aus Langfasern hergestellt werden, in eine vordefinierte Form
gelegt. Anschließend wird
mit einem Pinsel ein duroplastisches Harzsystem aufgetragen. Wird
für die
Aushärtung
das Laminat mit einer Vakuumfolie verpackt, spricht man von einer
autoklaven Technik. Mit dieser Technik ist es möglich, beliebig geformte Bauteile
zu gestalten.
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Als
Verstärkungsstoff
werden Fasern 2 in Form von Kohlenstofffasern verwendet.
Kohlenstofffasern sind einfach herstellbar und lassen sich zu zwei
oder dreidimensionalen Textilien auf einfache Weise weiterverarbeiten.
Eine besonders hohe Steifigkeit und Festigkeit der Fasern wird dann
erzielt, wenn die Fasern aus Carbon-Nanotubes (CNT) hergestellt
werden. Ihre Eigenschaften liegen nah an den theoretischen Eigenschaften
von Kohlenstofffasern. Im Vergleich zu den Kohlenstofffasern wird
mit den Carbon-Nanotubes eine über
40% höhere
Steifigkeit und eine über
600% höhere
Festigkeit in Verbindung mit einer 10-fach höheren Bruchdehnung erzielt.
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Die 3 zeigt
den Verlauf der Fasern 2 innerhalb der Polymermatrix. Die
Fasern 2 verlaufen dabei zumindest abschnittsweise im Wesentlichen unidirektional
in Richtung von bei Rotation des Rotors 1 entstehenden
Kräftepfaden.
Dabei sind die Fasern 2 insbesondere auf der Rotorwand
radial nach außen
hin orientiert und weisen in Richtung der Zentrifugalkräfte. Die
Fasern 2 werden von der Rotorwand 3 auf den Halterungsring 4 geführt und
verlaufen in dem Halterungsring 4 parallel zur Rotationsachse 8 des
Rotors 1. Es wäre
ebenso denkbar, den Rotor 1 durch Fasern 2 zu
verstärken,
die zusätzlich in
Umlaufrichtung der Rotorwand 3 orientiert sind. Zwischen
der Rotorwand 3 und dem Halterungsring 4 sind
zusätzlich
Rippen 10 angeordnet, die die Steifigkeit des Rotors 1 zusätzlich erhöhen. Rotorwand 3, Halterungsring 2 und
Rippen 10 können
dabei vorteilhaft aus einem einzigen Stück hergestellt werden. Es wäre ebenso
denkbar, die Rotorwand 3, den Halterungsring 4 und
die Rippen 10 zunächst
separat herzustellen und anschließend miteinander zu verkleben.
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Die
Fasern 2 sind vorzugsweise aus Endlosfasern, d. h. aus
Fasern 2 hergestellt, die länger als 5 cm sind. Diese Fasern 2 lassen
sich in einfacher Form zu zwei- oder dreidimensionalen Textilien
weben, flechten oder spinnen. Auf diese Weise kann dem Umstand Rechnung
getragen werden, dass innerhalb des Rotors 1 sehr komplexe
Kräftepfade
auftreten, entlang derer die Fasern 2 auszurichten sind.
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Je
nach lokaler Beanspruchung können
Fasern 2 unidirektional ausgerichtet sein oder eine Textil-
oder Schichtstruktur bilden.
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Als
Polymermatrix wird in der Regel eine Epoxymatrix verwendet. Epoxyharz
ist ein leicht härtendes
Material, das bei Zugabe eines Härters
innerhalb weniger Sekunden oder Stunden aushärten kann. Auf diese Weise
werden die Herstellungszeiten eines Rotors 1 erheblich
herabgesetzt. Für
eine weitere lokale Verstärkung
ist es ebenso denkbar, dass neben den Fasern 2 so genannte „Sandwichkerne” in die Polymermatrix
eingebracht werden. Bei den Sandwichkernen handelt es sich um aus
einer Mehrzahl von Schichten, die aus unterschiedlich festen Werkstoffen
aufgebaut und die miteinander verklebt sind. So wäre es beispielsweise
denkbar, Aluminiumbleche mit Kunststoffkernen zu verkleben. Auf
diese Weise kann gezielt eine lokale Stabilisierung des Rotors 1 erfolgen.
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In 4 ist
in einer perspektivischen Ansicht ein Ausschnitt des Rotors 1 im Übergangsbereich zwischen
der Rotorwand 3 und dem Halterungsring 4 gezeigt,
wobei die Rotorwand 3 und der Halterungsring 4 über zwei
Rippen 10 miteinander verbunden sind. In der Figur sind
zwei unterschiedliche Methoden zur Integration dieser Rippen 10 beispielhaft
gezeigt. Auf der linken Seite ist eine Rippe dargestellt, die bereits
bei der Herstellung der Rotorwand 3 und des Halterungsrings 4 in
die Polymermatrix mit eingebracht wurde. Auf der rechten Seite ist
eine Rippe zu sehen, die auf die beiden Strukturen lediglich geklebt wurde.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
so wie in 5 und 6 in zwei
unterschiedlichen perspektivischen Teilansichten ge zeigt, in die
Polymermatrix weitere Metallinserts bei der Herstellung einzubringen.
Die Metallinserts können
dabei Halterungselemente 9 bilden, an denen die Komponenten 5, 6 des Aufnahmesystems
befestigt werden. Derartige Halterungselemente 9 können beispielsweise
aus einer Aluminiumlegierung hergestellt werden. Auf diese Weise
ist es möglich,
dass durch eine spanende Bearbeitung Bohrungen in die Halterungselemente 9 eingebracht
werden, ohne dass die Struktur der Polymermatrix oder der Fasern 2 zerstört wird.
Die Halterungselemente 9 können durch extra in diesem
Bereich vorgesehene Textilstrukturen oder Schichtstrukturen der
Faser 2 zusätzlich
gehaltert werden. Es wäre
ebenso denkbar, dass an den Positionen der Metallinserts der gesamte
Verbundwerkstoff aufgedickt ist. Auf diese Weise wird der Situation Rechnung
getragen, dass an den vorhandenen Punktverbindungen zwischen Komponenten 5, 6 und Rotor 1 starke
Spannungen auftreten.
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In 7 ist
in perspektivischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 1 gezeigt, welcher
aus einem mit Fasern 2 verstärkten Verbundwerkstoff mit
Polymermatrix hergestellt ist. Im Unterschied zu dem bereits beschriebenen
Ausführungsbeispielen
weist der Rotor 1 eine Rotorwand 3 in Form einer
Ringscheibe auf, an dessen Innenumfang und nicht Außenumfang
der Halterungsring 4 zur Halterung der Komponenten 5, 6 der
Aufnahmevorrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, durch
den innen angeordneten Halterungsring einen Teil der Fliehkräfte lagerungsnah
in den stationären Teil
der Gantry einzuleiten. Ein Nachteil dieses Aufbaus besteht darin,
dass beispielsweise durch ein Versagen der Verschraubungen oder
durch ein Versagen des Werkstoffs die Komponenten 5, 6 bei
Rotation aus dem Bereich der Gantry herausgeschleudert werden. In
dem Ausführungsbeispiel,
bei dem der Halterungsring 4 an dem Außenumfang der Rotorwand 3 angeordnet
ist, kann dieses Problem nicht auftreten, da der Halterungsring 4 gleichzeitig
als Schutz vor herausschleudernden Teilen dient.
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Um
dieser Gefahr zu begegnen, werden die Komponenten 5, 6 durch
dafür vorgesehene
Aussparungen 12 vom Radiusinneren zum Radiusäußeren hin
durchgesteckt. Die Komponenten weisen dabei ein Anschlagmittel auf,
mittels dem die Komponente 5, 6 mit dem Halterungsring 4 formschlüssig verbindbar
ist.
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Für die Fertigung
eines großflächigen Bauteils,
wie den Rotor 1 in kleinen und mittleren Serien, hat sich
das Harzinjektionsverfahren etabliert. Dabei werden zur Herstellung
die Fasern 2 zunächst
in ein Werkzeug eingelegt, anschließend wird die Polymermatrix
zumindest über
eine Öffnung
in das Werkzeug injiziert, wobei über zumindest eine weitere Öffnung in
dem Werkzeug entlüftet
wird und wobei eine Aushärtung
durch Aufheizen des Verbundwerkstoffs erfolgt. Das Aufheizen kann
auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. In vorteilhafter
Form wird das Aufheizen des Verbundwerkstoffs mittels einer in dem
Werkzeug integrierten Heizung durchgeführt. Alternativ dazu wäre es auch
denkbar, dass das Aufheizen des Verbundwerkstoffs mittels Mikrowellentechnologie
erfolgt.
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Zusammengefasst
kann Folgendes gesagt werden:
Die Erfindung betrifft einen
Rotor 1 für
eine Gantry eines Computertomographiegerätes sowie ein Herstellverfahren
für einen
solchen Rotor 1. Der erfindungsgemäße Rotor 1 ist zumindest
abschnittsweise aus einem mit Fasern 2 verstärkten Verbundwerkstoff mit
Polymermatrix hergestellt. Der Rotor 1 weist somit eine
hohe Festigkeit und Steifigkeit auf, so dass auch bei hohen Drehzahlen
die Verformungsgrenzen zur Erzielung einer hinreichend guten Bildqualität bei gleichzeitig
geringem Bauvolumen und geringem Gewicht nicht überschritten werden.