DE102013220207B4 - Device for contactless transmission or reception of electrical power between moving parts of an X-ray imaging system - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum kontaktlosen Senden oder Empfangen elektrischer Leistung zwischen relativ zueinander bewegten Teilen (6, 11) einer Röntgenbildgebungsanlage (1), mit
- einem Trägerring (12),
- mindestens einem im oder am Trägerring (12) ohne Verguss angeordneten Leiterelement (13) zum Senden oder Empfang der elektrischen Leistung und
- einer auf dem Trägerring (12) angeordneten Kunststofffolie (17), die ausgebildet ist, den Trägerring (12) deckelartig derart zu verschließen, dass das Leiterelement (13) zwischen der Kunststofffolie (17) und dem Trägerring (12) eingeschlossen ist,
- wobei die Kunststofffolie (17) eine Isolationsspannung von > 0,5 kV aufweist
Device for contactless transmission or reception of electrical power between relatively moving parts (6, 11) of an X-ray imaging system (1), with
a carrier ring (12),
- At least one in or on the support ring (12) arranged without potting conductor element (13) for transmitting or receiving the electrical power and
- a plastic film (17) arranged on the carrier ring (12) and configured to cover the carrier ring (12) in such a way that the conductor element (13) is enclosed between the plastic film (17) and the carrier ring (12),
- Wherein the plastic film (17) has an insulation voltage of> 0.5 kV
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontaktlosen Senden oder Empfangen elektrischer Leistung zwischen relativ zueinander bewegten Teilen einer Röntgenbildgebungsanlage mit einem Trägerring und mit einem im oder am dem Trägerring angeordneten Leiterelement zum Senden oder Empfang der elektrischen Leistung. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Leistung zwischen einer feststehenden und einer um eine Rotationsachse rotierbaren Trägereinheit einer Computertomographieanlag mit dieser Vorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Computertomografieanlage mit einer derartigen Anordnung.The invention relates to a device for contactless transmission or reception of electrical power between relatively moving parts of an X-ray imaging system with a support ring and with a arranged in or on the support ring conductor element for transmitting or receiving the electrical power. The invention also relates to an arrangement for contactless transmission of electrical power between a stationary and a rotatable about a rotation axis carrier unit of a computed tomography system with this device. Moreover, the invention relates to a computed tomography system with such an arrangement.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bei vielen derzeit verfügbaren Computertomografieanlagen wird ein so genanntes Schleifring-System zur Datenübertragung eingesetzt, wie es beispielsweise aus
Zusätzlich zu den Daten muss auch vom stationären Teil zum rotierenden Teil elektrische Leistung zur Stromversorgung, beispielweise der Röntgenröhre, übertragen werden. Die Offenlegungsschrift
Bekannter Weise sind die Leiterelemente zur kontaktlosen Leistungsübertragungen bei Computertomografieanlagen aus Gründen der Isolation bzw. Spannungsfestigkeit und zum Schutz gegen Veränderung mittels einer Gießmasse, auch als Vergussmasse bezeichnet, in den Trägerringen eingebettet. Die kontaktlose Leistungsübertrag erfolgt wie oben beschrieben nach dem Prinzip eines Ringtransformators, dessen Primär- und Sekundärseite durch einen Luftspalt getrennt sind, wobei eine Ringhälfte rotierbar und die andere feststehend ist. Die elektrischen Leistungen für die Hilfsspannungsversorgung und für die Spannungsversorgung der Röntgenröhre werden derart induktiv übertragen.Known manner, the conductor elements for contactless power transmission in computed tomography systems for reasons of isolation or dielectric strength and protection against change by means of a casting compound, also referred to as potting, embedded in the carrier rings. The contactless power transfer is carried out as described above according to the principle of a ring transformer whose primary and secondary sides are separated by an air gap, with one half of the ring being rotatable and the other stationary. The electrical power for the auxiliary power supply and for the power supply of the X-ray tube are transmitted so inductively.
Der Verguss der Leiterelemente bietet eine guten Isolation, eine kompakte Bauweise und eine hohe Zuverlässigkeit durch den Schutz gegen äußere Einflüsse, wie Verschmutzung, die die Parameter der Leistungsübertragung negativ beeinflussen können. Eigene Erfahrungen zeigen, dass das Vergießen mit einer Vergussmasse erhebliche Kosten verursacht.The encapsulation of the conductor elements provides a good insulation, a compact design and a high reliability by the protection against external influences, such as pollution, which can adversely affect the parameters of power transmission. Our own experience shows that casting with a potting compound causes considerable costs.
Die Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
Die Patentschrift
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstigere Vorrichtung und Anordnung zur kontaktlosen Leistungsübertragung bei Röntgenbildgebungsanlagen anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a less expensive device and arrangement for contactless power transmission in X-ray imaging systems.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Vorrichtung, der Anordnung und der Computertomografieanlage der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, the stated object is achieved with the device, the arrangement and the computed tomography system of the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Die grundlegende Idee der Erfindung besteht darin, für den Schutz der Leistungsübertragung die bekannte Vergussmasse durch eine Kunststofffolie, d.h. durch ein dünnes aber hinreichend stabiles Gebilde, zu ersetzen. Eine Lösung ohne Verguss ist möglich, wenn die elektrischen Spannungen bei der Leistungsübertragung reduziert werden. Die Leiterelemente im Ringtransformator sind vorteilhaft selbsttragend ausgeführt. Die Kunststofffolie muss hinreichend dünn aber ausreichend stabil sein.The basic idea of the invention is to replace the known potting compound by a plastic film, ie by a thin but sufficiently stable structure, for the protection of the power transmission. A solution without Potting is possible if the electrical voltages during power transmission are reduced. The conductor elements in the ring transformer are advantageously carried out self-supporting. The plastic film must be sufficiently thin but sufficiently stable.
Die Erfindung beansprucht eine Vorrichtung zum kontaktlosen Senden oder Empfangen elektrischer Leistung zwischen relativ zueinander bewegten Teilen einer Röntgenbildgebungsanlage. The invention claims a device for contactless transmission or reception of electrical power between relatively moving parts of an X-ray imaging system.
Die Vorrichtung umfasst einen Trägerring, mindestens ein im oder an dem Trägerring ohne Vergussmasse angeordnetes Leiterelement zum Senden oder Empfang der elektrischen Leistung und eine auf dem Trägerring angeordnete Kunststofffolie. Die Kunststofffolie ist ausgebildet, den Trägerring deckelartig derart zu verschließen, dass das Leiterelement zwischen der Kunststofffolie und dem Trägerring eingeschlossen ist. Die Kunststofffolie hat eine Isolationsspannung von > 0,5 kV.The device comprises a carrier ring, at least one arranged in or on the carrier ring without potting compound conductor element for transmitting or receiving the electrical power and arranged on the support ring plastic film. The plastic film is designed to cover the carrier ring such that the conductor element is enclosed between the plastic film and the carrier ring. The plastic film has an insulation voltage of> 0.5 kV.
Durch den Schutz und den deckelartigen Verschluss mittels der Kunststofffolie kann auf den Verguss als Schutz und Isolation verzichtet werden. Dies ermöglicht eine deutliche Kosteneinsparung im Vergleich zu kontaktbehafteten Leistungsübertragungsstrecken bei gleicher Zuverlässigkeit und Schutzfähigkeit gegen Umwelteinflüsse.Due to the protection and the lid-like closure by means of the plastic film can be dispensed with the potting as protection and isolation. This allows a significant cost savings compared to contact-based power transmission lines with the same reliability and environmental protection.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Folie < 1 mm dick sein.In a further embodiment, the film may be <1 mm thick.
Des Weiteren kann die Vorrichtung einen Ferrit, der in dem Trägerring ausgebildet ist, umfassen.Furthermore, the device may comprise a ferrite formed in the carrier ring.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Leiterelement aus metallenen Litzen ausgebildet sein.In a further embodiment, the conductor element may be formed from metal strands.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung einen Isolationskäfig, in dem mehrere Leiterelemente zueinander beabstandet angeordnet sind, umfassen.In a further embodiment, the device may comprise an insulation cage, in which a plurality of conductor elements are arranged spaced apart from each other.
Außerdem kann der Trägerring eine Vertiefung aufweisen, in der das Leiterelement angeordnet ist.In addition, the support ring may have a recess in which the conductor element is arranged.
Die Erfindung beansprucht auch eine Anordnung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Leistung zwischen einer feststehenden und einer um eine Rotationsachse rotierbaren Trägereinheit einer Computertomographieanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Trägerring an oder in der rotierbaren Trägereinheit um die Rotationsachse konzentrisch angeordnet ist.The invention also claims an arrangement for contactless transmission of electrical power between a stationary and a rotatable about a rotation axis carrier unit of a computed tomography system with a device according to the invention, wherein the support ring is arranged concentrically on or in the rotatable support unit about the axis of rotation.
Des Weiteren beansprucht die Erfindung auch eine Anordnung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Leistung zwischen einer feststehenden und einer um eine Rotationsachse rotierbaren Trägereinheit einer Computertomographieanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Trägerring an oder in der feststehenden Trägereinheit um die Rotationsachse konzentrisch angeordnet ist.Furthermore, the invention also claims an arrangement for contactless transmission of electrical power between a stationary and a rotatable about a rotation axis carrier unit of a computed tomography system with a device according to the invention, wherein the support ring is arranged concentrically on or in the fixed support unit about the rotation axis.
Außerdem beansprucht die Erfindung eine Computertomographieanlage mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.In addition, the invention claims a computed tomography system with an inventive arrangement.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of an embodiment with reference to schematic drawings.
Es zeigen:
-
1 : eine räumliche Ansicht eine Computertomografieanlage und -
2 : einen Querschnitt durch einen Trägerring mit Leiterelementen zur Leistungsübertragung.
-
1 : a spatial view of a computed tomography system and -
2 a cross section through a carrier ring with conductor elements for power transmission.
Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment
Zur Untersuchung wird ein Patient
Insbesondere bei der Übertragung der Detektordaten aus dem mindestens einen Detektor auf der rotierbaren Trägereinheit
Auf dem Trägerring
Eine Vorrichtung nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Röntgenbildgebungsanlage / ComputertomografieanlageX-ray imaging system / computed tomography system
- 22
- RöntgenröhreX-ray tube
- 33
- RöntgendetektorX-ray detector
- 44
- RöntgenröhreX-ray tube
- 55
- RöntgendetektorX-ray detector
- 66
- feststehende Trägereinheitfixed carrier unit
- 77
- Patientpatient
- 88th
- Patientenliegepatient support
- 99
- Geräteachse / RotationsachseDevice axis / rotation axis
- 1010
- Steuer-und RecheneinheitControl and computing unit
- 1111
- rotierbare Trägereinheitrotatable carrier unit
- 1212
- Trägerringsupport ring
- 1313
- Leiterelementconductor element
- 1414
- Isolationskäfigisolation cage
- 1515
- Ferritferrite
- 1616
- Litzebraid
- 1717
- Schutzvorrichtung / FolieProtective device / foil
Claims (9)
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US20100102915A1 (en) | 2008-10-29 | 2010-04-29 | Mark Rhodes | Electrical connector system |
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