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Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung, umfassend einen an einer Halterung verschiebbar geführten C-Bogen, an dem eine Strahlungsquelle und ein Strahlungsempfänger angeordnet sind, wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger mit dem C-Bogen von außerhalb zugeführten Kabeln verbunden sind.
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Mobile Röntgeneinrichtungen mit C-Bögen werden z. B. bei chirurgischen Eingriffen eingesetzt. In Folge ihrer großen Bewegungsfreiheit können diese Röntgeneinrichtungen während des operativen Eingriffs durch das Personal einfach von einem auf einem Operationstisch gelagerten Untersuchungsobjekt weg und bei Bedarf wieder zu diesem hin bewegt werden.
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Der C-Bogen, an dessen freien Enden eine Strahlungsquelle und ein Strahlungsempfänger in gegenüber liegender Anordnung angeordnet sind, wird dabei betriebsbedingt über verschiedene Versorgungsleitungen oder Versorgungskabel sowohl zur Stromversorgung als auch zum Datentransfer der aufgenommenen Röntgendetektorsignale versorgt. Diese Versorgungskabel werden häufig in einer externen Kabelführung zusammengefasst und zum C-Bogen geführt. Die Kabel sind in Form von Kabelschlaufen regelmäßig an drei Befestigungspunkten aufgenommen. Ausgehend von einer Befestigung am C-Bogen sind Kabel an der Angulation sowie dem den C-Bogen als auch die Angulation aufnehmenden Chassis gelagert. Dabei deckt die Kabelschlaufe zwischen C-Bogen und Angulation die Orbitalbewegung des C-Bogens und die Kabelschlaufe zwischen Angulation und Chassis Angulationsbewegungen, horizontale Bewegungen sowie Hubbewegungen der Röntgeneinrichtung ab.
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Zwischen diesen Befestigungsstellen muss demnach Kabellänge vorgehalten werden, um die Bewegungsfreiheit der Röntgeneinrichtung respektive des C-Bogens nicht einzuschränken. Hierbei kommt es oftmals zu dem Problem, wonach insbesondere bei der am C-Bogen angeordneten Schlaufe die Gefahr besteht, dass diese bei bestimmten Bewegungen des C-Bogens in den sterilen Bereich, d.h. den Innenradius des C-Bogens hineinragen kann. Nachteilhaft ist ferner, dass ein Bediener etwa im Rahmen einer Operation bei seinen Bewegungen darauf achten muss, nicht mit dem unsterilen Kabel in Berührung zu kommen, was ihn gegebenenfalls in seiner Bewegungsfreiheit beschränken kann.
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Eine einleitend beschriebene Röntgeneinrichtung ist aus
DE 196 30 888 A1 bekannt. Dort wird eine Röntgeneinrichtung beschriebenen, die einen C-Bogen aufweist, der an einer Halterung verschiebbar geführt ist. Vorgesehen sind ferner eine Strahlungsquelle und ein Strahlungsempfänger, die über entsprechende Kabel versorgt werden. Die Kabel sind in Form eines Kabelvorrats im Inneren der Halterung in einem Führungselement in Form einer aus einzelnen Kettengliedern gebildeten Führungskette aufgenommen. Diese Führungskette erstreckt sich zwischen der Kabeleinführung an der Halterung und der Kabeleinführung am C-Bogen, wo sie festgelegt ist. Wird der C-Bogen relativ zur Halterung verschoben, wickelt sich die Führungskette, da flexibel, auf oder ab.
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Aus
US 6 007 243 A ist eine Röntgeneinrichtung bekannt, die ebenfalls eine Kabelführung umfasst. In einem hohlen C-Arm läuft ein Kabel, das über eine Laufrolle geführt ist.
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Schließlich ist aus
US 5 450 466 A eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen und einem in Form einer Trommel ausgeführten Kabelspeicher bekannt, von welcher Trommel die Kabel ab- und auf welche sie aufgewickelt werden können.
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Der Erfindung liegt sonach das Problem zugrunde, eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen mit einer verbesserten Kabelanordnung anzugeben.
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Zur Lösung des Problems ist eine Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, welche sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die Kabel an einer wenigstens abschnittsweise entlang des C-Bogens bewegbaren Kabelhalterung in Form eines Schlittens angeordnet sind und der Schlitten an einer am C-Bogen vorgesehenen Führungseinrichtung geführt ist.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine über wenigstens einen Abschnitt des C-Bogens, wobei bevorzugt ein mittiger Abschnitt in Frage kommt, bewegbare Kabelhalterung bereitzustellen, welche die Kabel aufnimmt. Derart sind die vorweg genannten Nachteile, das heißt insbesondere die Gefahr des Hineinragens eines Kabels beziehungsweise der am C-Bogen angeordneten Kabelschlaufe in den inneren Radius des C-Bogens aufgehoben.
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Erfindungsgemäß kann die zwischen C-Bogen und Angulation verlaufende Kabelschlaufe sehr kurz ausgeführt werden, so dass ein Hineinragen dieser in den inneren Radius des C-Bogens ausgeschlossen ist. Dabei ist der gesamte orbitale Verfahrweg des C-Bogens durch die Bewegbarkeit der Kabelhalterung weiterhin sichergestellt. Diese ergibt sich im Gegensatz zum Stand der Technik nicht allein aus der Länge der am C-Bogen angeordneten Kabelschlaufe, da diese erfindungsgemäß gekürzt ist, sondern zusätzlich über den entlang des C-Bogens möglichen Verfahrweg der bewegbaren Kabelhalterung.
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ein an einer Führungseinrichtung geführter Schlitten. Der Schlitten umfasst dabei grundsätzlich zwei unterschiedlich funktionale Abschnitte, das heißt einen seine Bewegbarkeit gewährleistenden Bewegungsabschnitt, welcher mit der Führungseinrichtung zusammenwirkt beziehungsweise die Anordnung des Schlittens an der Führungseinrichtung gewährleistet, und einen der Aufnahme der Kabel dienenden Aufnahmeabschnitt. Die Führung des Schlittens erfolgt dabei über die Führungseinrichtung derart, dass der Schlitten bei einer Bewegung des C-Bogens von diesem mitgeführt wird. Dies ist anhand des folgenden Beispiels zu verstehen. Der C-Bogen ist dabei etwa in einer Ausgangs- oder Nullstellung bezüglich seiner orbitalen Bewegbarkeit, das heißt die Achse zwischen beispielsweise oben liegender Strahlungsquelle und entsprechend unten liegendem Strahlungsempfänger bildet ein Lot auf die Horizontale. Der Schlitten steht z. B. in einer bezogen auf den Umfang des C-Bogens mittigen Position. Kommt es zu einer orbitalen Bewegung des C-Bogens beispielsweise im Uhrzeigersinn, bleibt der Schlitten trotz Bewegung des C-Bogens, welcher quasi unter dem Schlitten durchläuft, zunächst unbewegt. Der Schlitten kommt erst in Bewegung, wenn ihn ein am C-Bogen, insbesondere am Ende der Führungseinrichtung ausgebildeter Mitnehmerabschnitt oder dergleichen berührt und entsprechend der orbitalen Bewegung des C-Bogens mitführt. Dreht sich der C-Bogen zurück, bleibt der Schlitten zunächst wieder unbewegt, bis ihn ein zweiter, insbesondere am anderen Ende der Führungseinrichtung angeordneter Mitnehmerabschnitt berührt und mitführt. Bewegt sich der C-Bogen nicht, erfolgt auch keine Bewegung des Schlittens. Der Schlitten muss also nicht zwingend über ein eigenes Antriebsmittel verfügen.
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Es ist dabei zweckmäßig, wenn die Führungseinrichtung eine oder mehrere Schienen oder einen Führungskanal zur Führung des Schlittens aufweist. Sonach ist der Schlitten in stabiler Anordnung mit der oder den Schienen respektive dem Führungskanal verbunden. Die orbitale Länge der der Führungseinrichtung zugehörenden Schiene oder des Führungskanals definiert dabei den maximal möglichen Verfahrweg des Schlittens. Gleichermaßen wäre jedoch auch eine den Verfahrbereich des Schlittens definierende Stange oder ein Führungsdraht denkbar. Grundsätzlich ist jedes Führungsmittel verwendbar, welches am C-Bogen befestigbar ist und zugleich die Bewegbarkeit des Schlittens entlang des inneren Radius des C-Bogens sicherstellt.
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Vorteilhaft ist der Schlitten rollen- oder gleitgelagert. Es gibt hierbei grundsätzlich zwei unterschiedliche Ansätze, wobei eine entsprechende Rollen- oder Gleitlagerung am C-Bogen, das heißt bevorzugt an der Führungseinrichtung oder am Schlitten selbst vorgesehen sein kann. Beispielhaft können im zuvor genannten Führungskanal entsprechende Rollen- oder Gleitlager angeordnet sein, auf denen der Schlitten läuft, d.h. entlang derer er bewegbar ist. Dazu können in dem Führungskanal Wälzkörper beispielsweise in Gestalt Zylinderrollen vorgesehen sein. Alternativ kann der Schlitten einen rollen- oder gleitgelagerten Abschnitt aufweisen, so dass dieser beispielsweise wenigstens ein an wenigstens einer Wand des Führungskanals abwälzendes Rollen- oder Gleitlager umfasst. Selbstverständlich ist ergänzend oder alternativ eine eine Gleitbewegung ermöglichende Schmierung an den führungskanal- und/oder schlittenseitigen Wälzflächen möglich.
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In Weiterbildung der Erfindung kann die Führungseinrichtung als zumindest eine wenigstens abschnittsweise entlang des C-Bogens ausgebildete Zahnstange oder als ein Zahnriemen ausgebildet sein, mit der zumindest ein an dem Schlitten angeordnetes, über einen Motor antreibbares Zahnrad kämmt. Der Schlitten ist gemäß dieser Ausführungsform selbst antreibbar und kann grundsätzlich unabhängig von einer Bewegung des C-Bogens bewegt werden. Der Verfahrweg des Schlittens ist dabei durch die Länge der am C-Bogen angeordneten Zahnstange respektive des Zahnriemens begrenzt. Eine Steuerungseinrichtung zum Antrieb des Schlittens regelt dabei Drehrichtung und Drehzahl des den Antrieb des am Schlitten angeordneten Zahnrads ermöglichenden Motors. Die Steuerung des Motors kann automatisch oder manuell erfolgen.
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Die Kabelhalterung kann innerhalb eines hohlen Abschnitts des C-Bogens angeordnet sein. Sonach kann die Kabelhalterung respektive der Schlitten innerhalb eines beispielsweise in Leichtbauweise mit einem oder mehreren hohlen Innenräumen ausgebildeten C-Bogenprofils aufgenommen werden. Derart ragt die Kabelhalterung kaum in den Innenradius des C-Bogens hinein, weshalb dieser radial nach innen besonders wenig aufbaut. Es ist dabei sicherzustellen, dass die durch den Innenraum bereitgestellte Bogenlänge einen hinreichenden Verfahrweg der Kabelhalterung erlaubt.
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Es kann auch sein, dass die Kabelhalterung am inneren Radius des C-Bogens außenseitig angeordnet ist. In diesen Fällen muss der C-Bogen nicht zwangsweise hohl ausgebildet sein beziehungsweise ist diese Anordnungsmöglichkeit für hohle C-Bögen, deren hohle Abschnitte anderweitig genutzt werden, so dass in diesen kein oder nicht genügend Raum für die Anordnung der Kabelhalterung zur Verfügung steht, denkbar. Gleichermaßen bietet diese Art der Anordnung der Kabelhalterung Vorteile durch eine direkte Zugänglichkeit der Kabelhalterung beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturzwecken.
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Bevorzugt ist der Kabelhalterung ein Kabelvorrat zugeordnet, welcher genügend Kabellänge für die Bewegung der Kabelhalterung bevorratet. Derart ist die orbitale Bewegbarkeit der Kabelhalterung sichergestellt.
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Der Kabelvorrat kann von einer Kabeltrommel gebildet sein. Dabei ist das Kabel entsprechend des Verfahrwegs der Kabelhalterung von einer der Kabeltrommel zugehörigen Welle abbeziehungsweise auf diese aufrollbar, so dass stets nur die für die aktuelle Position beziehungsweise Bewegung der Kabelhalterung notwendige Kabellänge bereitgestellt wird. Es besteht also keine Gefahr eines Hineinragens des Kabels in den inneren Radius des C-Bogens oder einer Berührung des Kabels mit dem Boden. Die Kabeltrommel ist am C-Bogen befestigt.
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Der Kabelvorrat kann auch teilweise innerhalb des C-Bogens angeordnet sein. Ein die Bewegung der Kabelhalterung entlang ihres Verfahrbereichs sicherstellendes Kabel ist demnach innerhalb des C-Bogens angeordnet. Dieses wird bei einer Bewegung der Kabelhalterung im Bedarfsfall über eine Öffnung des C-Bogens aus dem C-Bogenprofil gezogen und gleitet, wenn es in der entsprechenden Länge nicht mehr benötigt wird, in den C-Bogen zurück. Selbstverständlich ist hier ein genügend großer Aufnahmeraum für das Kabel innerhalb des C-Bogenprofils erforderlich.
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Der Kabelvorrat kann auch als eine mit der Kabelhalterung geführte Schlaufe gebildet sein. Die Schlaufe ist dabei im Radius des C-Bogens eng anliegend angeordnet beziehungsweise befestigt, so dass ein Bediener mit dieser nicht oder nur schwer in Berührung gelangen kann. Insbesondere ist die Bewegungsfreiheit des Bedieners derart nicht eingeschränkt und ein Kontakt zwischen Boden und Kabel ausgeschlossen.
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Bevorzugt ist die Schlaufe an oder in wenigstens einem mit der Kabelhalterung mittelbar oder unmittelbar verbundenen Tragelement angeordnet. Das Tragelement, welches bevorzugt als Rohr ausgebildet ist, dient sonach der Stützung respektive der Aufnahme der Schlaufe, so dass diese stets stabil gelagert ist, keinesfalls lose herumbaumeln und nicht in Kontakt mit dem Boden geraten kann.
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Das Tragelement kann direkt an der Kabelhalterung über geeignete Befestigungsmittel beispielsweise in Form von Schrauben oder dergleichen befestigt sein, so dass dieses mit der Kabelhalterung bewegt wird. Denkbar ist beispielsweise auch eine Schweiß- oder Klebeverbindung zwischen dem Tragelement und der Kabelhalterung. Es ist auch möglich, dass Tragelement nicht direkt an der Kabelhalterung, sondern über ein Verbindungsmittel beispielsweise in Form einer Verbindungsplatte oder eines an der Kabelhalterung befestigten Ansatzes mit der Kabelhalterung zu verbinden. Das Verbindungsmittel ist sonach zwischen Kabelhalterung und Tragelement geschalten. Auch hier sind alle Arten der Verbindung zwischen Tragelement und Verbindungsmittel respektive Verbindungsmittel und Kabelhalterung denkbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung,
- 2 eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines C-Bogens,
- 3 eine Seitenansicht eines Abschnitts eines C-Bogens,
- 4 eine Seitenansicht eines Abschnitts eines C-Bogens,
- 5 einen Querschnitt durch einen C-Bogen,
- 6 einen Querschnitt durch einen C-Bogen,
- 7 einen Querschnitt durch einen C-Bogen,
- 8 eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines C-Bogens, und
- 9 einen Längsschnitt durch einen C-Bogen.
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1 zeigt eine Röntgeneinrichtung 1 mit einem C-Bogen 2. Der C-Bogen 2 ist über eine Halterung 3, entlang welcher der C-Bogen 2 in orbitaler Richtung verschiebbar geführt ist, mit der Angulation 4 und dem Chassis 5 der Röntgeneinrichtung 1 verbunden. Der C-Bogen 2 könnte gleichermaßen auch an einem insbesondere über sechs Freiheitsgrade verfügenden Industrieroboter angeordnet sein. An den Enden des C-Bogens 2 sind in gegenüberliegender Anordnung eine Strahlungsquelle 6 und ein Strahlungsempfänger 7 angeordnet. Strahlungsquelle 6 und Strahlungsempfänger 7 sind mit dem C-Bogen 2 von außen zugeführten Kabeln, welche in einem Kabelschlauch 8 geführt sind, verbunden. Der Kabelschlauch 8 kann zur Erhöhung der Flexibilität als ein Zipperschlauch ausgebildet sein.
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Der Kabelschlauch 8 ist mit einer als Schlitten 9 ausgebildeten, im inneren Radius des C-Bogens 2 außenseitig angeordneten Kabelhalterung verbunden und verläuft weiter als eine als Kabelvorrat am C-Bogen 2 dienende Schlaufe 10, bis er in eine Öffnung 11 des C-Bogens 2 mündet, von wo er zu der Strahlungsquelle 6 und dem Strahlungsempfänger 7 verläuft. Das andere Ende des Kabelschlauchs 8 ist über Befestigungspunkte an der Angulation 4 sowie dem Chassis 5 der Röntgeneinrichtung 1 befestigt.
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Der Schlitten 9 ist abschnittsweise entlang des C-Bogens 2 bewegbar. Dabei ist der Schlitten 9 entlang eines durch eine Führungseinrichtung in Form von außenseitig am C-Bogen 2 verlaufenden Drähten 12 definierten Verfahrbereichs bewegbar (vgl. Doppelpfeil 24). Dabei führen die am Ende der Drähte 12 angeordneten Anschläge 25, 26 den Schlitten 9 in orbitaler Richtung mit. Gemäß 1 liegt der Anschlag 26 am Schlitten 9 an, weshalb eine Drehung des C-Bogens 2 entgegengesetzt des Uhrzeigersinns eine Bewegung des Schlittens 9 herbeiführte (vgl. hierzu die strichliert gezeichnete Darstellung). Erfolgte indes eine Bewegung des C-Bogens 2 im Sinne des Uhrzeigers bliebe der Schlitten 9 solange unbewegt, bis der Anschlag 25 am Schlitten 9 anliegt und diesen entsprechend mitführte.
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Die Länge des die Schlaufe 10 bildenden Kabelschlauchs 8 ist nicht ausreichend, um den gesamten Verfahrweg des C-Bogens 2 in orbitaler Richtung auszuführen. Dies wird erst durch die Orbitalbewegung des Schlittens 9, welcher den Kabelschlauch 8 mitführt, möglich. Der Schlitten 9 verfügt dabei über keinen eigenen Antrieb, sondern wird durch die Bewegung des C-Bogens 2 mitgeführt. Dabei greift wie beschrieben einer der am C-Bogen 2 ausgebildeten Anschläge 25, 26 an dem Schlitten 9 an und schiebt diesen entlang der Drähte 12. Der Schlitten 9 wird vom C-Bogen 2 sonach nur mitgeführt, wenn einer der Anschläge 25, 26, wovon bevorzugt jeweils einer im Bereich der Enden der Führungseinrichtung respektive der Drähte 12 angeordnet ist, an dem Schlitten 9 anliegt.
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Durch die eng anliegende, das heißt platzsparende Anordnung des Kabelschlauchs 8 am C-Bogen 2 und der Kürze des Kabelschlauchs 8 ist es nicht möglich, dass dieser in den Innenradius des C-Bogens 2 hineinragt, respektive den Boden berührt oder einem Bediener störend im Wege steht.
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2 zeigt eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines C-Bogens 2. Ersichtlich sind am C-Bogen 2 jeweils außenseitig Führungsdrähte 12 über geeignete Befestigungsabschnitte z. B. in Form von Klemmen 13 angebracht. Der Schlitten 9, welcher einen Teil des Kabelschlauchs 8 aufnimmt, ist entlang der Führungsdrähte 12 und somit über einen durch die Länge der Führungsdrähte 12 definierten Weg innerhalb des Innenradius des C-Bogens 2 bewegbar (vgl. Doppelpfeil 27).
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Am Schlitten 9 ist über eine Verbindungsplatte 14 ein Tragelement in Form eines Rohrs 15 angebracht, welches der Stützung des Kabelschlauchs 8 dient (vgl. 3). Gleichermaßen könnte der Kabelschlauch 8 auch innerhalb des Rohrs 15 aufgenommen sein (vgl. die strichlierte Darstellung in 4). In beiden Fällen ist das Rohr 15 mit dem Schlitten 9 bewegungsgekoppelt verbunden, so dass das Rohr 15 bei Bewegung des Schlittens 9 von diesem mitgeführt wird.
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Die 5 bis 8 betreffen Ausführungsformen, in denen die Kabelhalterung, das heißt der Schlitten 9 innerhalb eines Führungskanals 16, das heißt im Inneren des C-Bogens 2 angeordnet ist und folglich innerhalb eines hohlen Abschnitts des C-Bogens 2 bewegt wird. Dies hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu den zuvor gezeigten Ausführungsformen der C-Bogen 2 bedingt durch den Schlitten 9 bezüglich des Innenradius des C-Bogens 2 weniger radial nach innen aufbaut. Innerhalb des Schlittens 9 ist ein Volumen 23 zur Aufnahme der im C-Bogen 2 verlaufenden Kabel, das heißt im Wesentlichen der Versorgungskabel der Strahlungsquelle 6 sowie des Strahlungsempfängers 7 vorgesehen.
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Aus 5 geht hervor, dass am Schlitten 9 oberseitig Rollenlager 17 angeordnet sein können, welche an entsprechend als Laufflächen 18 ausgebildeten Abschnitten des Führungskanals 16 abwälzen und derart eine Bewegbarkeit des Schlittens 9 innerhalb des C-Bogens 2 ermöglichen. Im C-Bogen 2 ist entsprechend des Verfahrwegs des Schlittens 9 abschnittsweise eine schlitzartig umlaufende Öffnung 18 vorgesehen, durch welche der Kabelschlauch 8 nach außen und weiter zur Angulation 4 geführt wird (vgl. hierzu 8, die eine lineare Anordnung der Rollenlager 17 auf dem Schlitten 9 zeigt, wobei die Rollenlager 17 direkt an den Innenwänden der schlitzartigen Öffnung 18 abwälzen). Es ist dabei möglich, dass an allen reibungsaktiven Flächen eine Schmierung z. B. in Form eines Schmierfetts aufgebracht ist.
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6 zeigt als wesentlichen Unterschied zu der Rollenlagerung des Schlittens 9 innerhalb des C-Bogens 2, dass die Rollenlager 17 hier nicht am Schlitten 9, sondern an den Wänden des Führungskanals 16 ausgebildet sind.
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Selbstverständlich sind grundsätzlich anstelle oder zusätzlich zu den Rollenlagern 17 Gleitlager oder Gleitabschnitte, z. B. aus Teflon (nicht gezeigt), verwendbar.
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Die Ausführungsform gemäß 7 zeigt einen innenseitig des Führungskanals 16 angeordneten Zahnriemen 19, mit welchem ein am Schlitten 9 ausgebildetes Zahnrad 20, das z. B. über einen nicht gezeigten Elektromotor antreibbar ist, kämmt. Der Betrieb des Motors, das heißt im Wesentlichen dessen Drehzahl und Richtung des Drehmoments ist über eine geeignete Steuerungseinrichtung steuerbar. In diesem Fall verfügt der Schlitten 9 über einen eigenständigen Antrieb und muss nicht zwangsläufig vom C-Bogen 2 respektive einem an diesem ausgebildeten Anschlag mitgeführt werden.
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9 zeigt eine weitere Möglichkeit der Kabelbevorratung für den Schlitten 9. Hier ist ein Kabelvorrat direkt innerhalb des C-Bogens 2 vorgesehen, das heißt, der Kabelschlauch 8 wird von der Angulation 4 kommend direkt in das Innere des C-Bogens 2 geleitet. Es ist ferner ersichtlich, dass die zu der Strahlungsquelle 6 respektive dem Strahlungsempfänger 7 führenden Kabel 21, 22 am Schlitten 9 in den Kabelschlauch 8 münden und von diesem aufgenommen werden.
