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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Traggestell für einen Computertomographen
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich
weiterhin auf einen Computertomographen mit einem solchen Traggestell.
Ein Computertomograph ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines dreidimensionalen
Bildes eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines, Patienten,
mittels röntgendiagnostischer
Methoden.
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Ein üblicher
Computertomograph, wie er beispielsweise aus der
EP 0 292 690 A1 bekannt
ist, umfasst einen Drehwagen mit einer zentralen Öffnung,
in welche das Untersuchungsobjekt hineingeschoben wird. Der Drehwagen
enthält
einen Röntgenstrahler
zur Durchleuchtung des Untersuchungsobjektes mit Röntgenstrahlung
sowie einen dem Röntgenstrahler
gegenüber
angeordneten Röntgendetektor
zur Aufnahme eines Röntgenbildes.
Der Drehwagen ist drehbar an einem Traggestell gelagert, so dass
unter Drehung des Drehwagens das Untersuchungsobjekt aus einer Vielzahl
von Richtungen durchleuchtet werden kann. Aus der Information der
hierbei jeweils aufgenommenen Röntgenbilder wird
anschließend
mittels elektronischer Datenverarbeitung das dreidimensionale Bild
des Untersuchungsobjektes erzeugt.
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Problematisch
bei einem solchen Computertomographen ist insbesondere die Ableitung
der in dem Röntgenstrahler
und dem Röntgendetektor
anfallenden Wärme.
Eine lokale Luftkühlung,
z. B. mittels eines Ventilators, ist bei einem Computertomographen
nicht oder nur eingeschränkt
einsetzbar, zumal die dadurch zwangsweise erzeugte Zugluft aus hygienischen
Gründen
unerwünscht
ist. Auch die Zuführung
und Abführung
eines gasförmigen
oder flüssigen
Kühlmittels
mittels starrer oder flexibler Kühlmittelleitungen
ist nicht oder nur in aufwändiger
Weise realisierbar, zumal solche Leitungen die erfor derliche Drehbeweglichkeit
des Drehwagens nicht behindern dürfen.
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Ein
Computertomograph ist aus diesem Grund häufig mit einem komplexen Kühlsystem
ausgestattet. So ist aus der oben genannten
EP 0 292 690 A1 ein Computertomograph
bekannt, bei dem ein erster Kühlkreislauf
zur Kühlung
des Röntgenstrahlers
vorgesehen ist. Der erste Kühlkreislauf tauscht
die aufgenommene Wärme
mit einem zweiten Kühlkreislauf
aus, der zumindest teilweise in einem zwischen dem Drehwagen und
dem Traggestell gebildeten Ringraum verlegt ist. Der Ringraum wird von
Kühlluft
durchströmt,
wobei diese Kühlluft
wieder mittels eines vierten, insbesondere wassergetriebenen Kühlkreislaufs
gekühlt
wird.
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Aus
der
DE 42 17 874 A1 ist
weiterhin eine mobile Röntgendiagnostikeinrichtung
bekannt, bei welcher ein Röntgenstrahler
und ein Röntgendetektor
in Gegenüberstellung
an einem einen C-Bogen umfassenden Traggestell befestigt sind. Zur
Kühlung des
Röntgenstrahlers
ist hierbei eine Doppelschlauchleitung vorgesehen, die teilweise
im Inneren des Traggestells geführt
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Traggestell für einen
Computertomographen mit einer geeigneten und dabei gleichzeitig
einfach zu realisierenden Kühlmittelführung anzugeben.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Computertomographen
mit einer geeigneten und gleichzeitig einfach zu realisierenden
Kühleinrichtung anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird bezüglich
des Traggestells erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist ein Traggestell für den Drehwagen
eines Computertomographen zumindest teilweise als Hohlprofil ausgebildet.
Der im Traggestell ausgebildete Hohlraum wird als Kanal zur Zuführung oder
Abführung
eines Kühlmittels
herangezogen. Bezüglich
des Computertomographen wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 10.
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Durch
die Integrierung zumindest eines Teils des Leitungssystems der Kühleinrichtung
im Traggestell für
einen Computertomographen ist eine kompakte und vorteilhafte Leitungsführung realisiert.
Insbesondere ist durch die Führung
des Kühlmittels
im Inneren des Traggestells eine frei hängende Leitung vermieden, wodurch
die Handhabbarkeit des Computertomographen verbessert und die Fehleranfälligkeit
der Kühleinrichtung
verringert ist. Die Integrierung der Kühlmittelführung im Traggestell ist zudem konstruktiv
einfach und unaufwändig
zu realisieren. Ein zumindest teilweise als Hohlprofil ausgebildetes Traggestell
ist schließlich
im Hinblick auf sein vergleichbar geringes Gewicht bei hoher Stabilität vorteilhaft.
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Das
Traggestell ist derart ausgebildet, dass in seinem Inneren zwei
im Wesentlichen parallel geführte
und fluidisch voneinander getrennte Hohlräume ausgebildet sind. Hierbei
wird ein erster dieser Hohlräume
als Kanal zur Zuführung
des Kühlmittels herangezogen,
während
der zweite Hohlraum als Kanal zur Abführung des Kühlmittels ausgebildet ist.
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Zweckmäßigerweise
umfasst das Traggestell einen Standfuß mit zwei Vertikalstützen. Zusätzlich umfasst
das Traggestell zweckmäßigerweise
einen Tragring, der zwischen den Vertikalstützen um eine horizontale Querachse
drehbar gelagert ist. Der Tragring des aufgrund der beidseitigen
Aufhängung auch
als "Gantry" bezeichneten Aufbaus
dient wiederum zur Lagerung eines Drehwagens.
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Der
Standfuß des
Traggestells umfasst zweckmäßigerweise
eine als Hohlprofil ausgebildete Grundplatte, in der mindestens
ein, bevorzugt aber zwei in Querrichtung verlaufende und voneinander fluidisch
getrennte Hohlräume
ausgebildet sind, die als Querkanäle für das Kühlmittel herangezogen werden. Über diese
Querkanäle
ist auf besonders zweckmäßige Weise
eine Gebläse-
und Kühleinheit anschließbar, die
Platz sparend bevorzugt auf der Grundplatte angeordnet ist.
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Der
Tragring des Traggestells ist als Hohlprofil ausgebildet, so dass
im Inneren des Tragrings zwei voneinander getrennte ringförmige Hohlräume als
Ringkanal für
das Kühlmittel
ausgebildet sind.
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In
einer stabilen und konstruktiv einfachen Geometrie weist der Tragring
ein im Wesentlichen L-förmiges
Profil auf, wobei in jedem Schenkel des L-förmigen Profils jeweils ein
Ringkanal angeordnet ist.
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Die
Zuführung
oder Abführung
des Kühlmittels
aus einem Ringkanal des Tragrings erfolgt zweckmäßigerweise über die Querachse, um welche der
Tragring drehbar gelagert ist, so dass die Zu- und Abführung des
Kühlmittels
von der Drehstellung des Tragrings unabhängig ist. Zum Zweck der Kühlmittelführung ist
dabei ein am Umfang des Tragrings befestigtes Achsenstück hohl
ausgebildet und mit dem korrespondierenden Ringkanal des Tragrings
verbunden.
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Jeder
Ringkanal korrespondiert über
eine Anzahl von Öffnungen,
die entlang des jeweiligen Kanalverlaufs in eine an den Drehwagen
angrenzende Innenwand des Tragrings eingebracht sind, mit dem Spalt
zwischen dem Drehwagen und dem Tragring oder mit einem korrespondierenden
Leitungssystem innerhalb des Drehwagens. Das Kühlmittel gelangt also aus dem
ersten Ringkanal durch zumindest eine der genannten Öffnungen
in den besagten Spalt oder in eine Kühlmittelzuleitung des Drehwagens.
Das erwärmte
Kühlmittel
wird, gegebenenfalls über
eine Kühlmittelableitung
des Drehwagens, an die Innenwand des Tragrings geleitet und durch
zumindest eine weitere der genannten Öffnungen in den zweiten Ringkanal
des Tragrings abgeleitet. Falls die Ableitung des erwärmten Kühlmittels
aus einer Kühlmittelableitung
des Drehwagens erfolgt, sind die Öffnungen des Tragrings zweckmäßigerweise
zur Kühlmittelableitung
korrespondierend über
den Umfang des Tragrings verteilt. Es wird somit auf besonders einfache
Weise eine Kühlmittelzuführung aus
dem Tragring zu dem Drehwagen bzw. eine Kühlmittelabführung von dem Drehwagen in
den Tragring erzielt, die unabhängig
von der aktuellen Drehstellung des Drehwagens ist.
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Für eine gute
Trennung zwischen der Zuführung
und der Abführung
des Kühlmittels
und eine konstruktiv einfache Leitungsführung ist es vorteilhaft, wenn
der erste Ringkanal über
die besagten Öffnungen
axial bezüglich
des Tragrings in den Drehwagen mündet,
während
der zweite Ringkanal radial bezüglich
des Tragrings in den Drehwagen mündet, oder
wenn umgekehrt der zweite Ringkanal axial bezüglich des Tragrings in den
Drehwagen mündet, während der
erste Ringkanal radial in den Drehwagen mündet.
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Die
beschriebenen Quer- und Ringkanäle eignen
sich, z. B. infolge des großen
erreichbaren Kanalquerschnitts, besonders gut zur Realisierung einer
Luftkühlung.
Alternativ kann als Kühlmittel
jedoch auch eine Flüssigkeit
herangezogen werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen
Patentansprüchen.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung ein aus einem Standfuß und einem Tragring gebildetes
Traggestell und einen an dem Tragring drehbar gelagerten Drehwagen
sowie eine Kühleinrichtung
für einen im
Drehwagen angeordneten Röntgenstrahler,
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2 in
perspektivischer Darstellung den Standfuß,
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3 in
einer gegenüber 2 gedrehten perspektivischen
Ansicht den Standfuß gemäß 2,
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4 in
einer perspektivischen Darstellung den Tragring gemäß 1 und
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5 einen
schematischen Querschnitt V-V durch den Tragring gemäß 4 sowie
einen darin montierten Drehwagen.
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Einander
entsprechende Teile und Größen sind
in den Figuren stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Computertomograph 1 in einer schematischen Skizze dargestellt.
Kernstück
des Computertomographen 1 ist ein Drehwagen 2.
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Der
Drehwagen 2 ist von einer zentralen Öffnung 3 durchsetzt,
in die ein (nicht näher
dargestelltes) Untersuchungsobjekt eingeschoben werden kann. In
der üblichen
medizinischen Anwendung eines Computertomographen ist das Untersuchungsobjekt
ein zu untersuchender Patient.
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Der
Drehwagen 2 enthält
einen Röntgenstrahler 4 und
einen entgegengesetzt zu diesem angeordneten Röntgendetektor 5. Der
Röntgenstrahler 4 ist
derart angeordnet, dass das in der Öffnung 3 befindliche
Untersuchungsobjekt mit Röntgenstrahlung R
durchleuchtet werden kann. Ein mittels des Röntgendetektors 5 dabei
aufgenommenes Röntgenbild wird
im Betrieb des Computertomographen 1 einer (nicht dargestellten)
Auswerteelektronik, insbesondere einem Computer, zugeführt.
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Zur
Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes des Untersuchungsobjekts
ist der Drehwagen 2 um eine zur Darstellungsebene der 1 senkrechte Achse 6,
und damit in Richtung des Pfeils 7, drehbar. Auf diese
Weise kann das Untersuchungsobjekt aus einer Vielzahl von Richtungen
durchleuchtet werden. Aus den für
unterschiedliche Durchleuchtungsrichtungen aufgenommenen Röntgenbildern
wird anschließend
in der Auswerteelektronik mittels mathematischer Methoden ein dreidimensionales
Bild des Untersuchungsobjekts erzeugt.
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Der
Drehwagen 2 wird von einem Traggestell 8 getragen.
Das Traggestell 8 umfasst einen Standfuß 9 und einen Tragring 10.
Der Standfuß 9 umfasst eine
horizontale Grundplatte 11, von der zwei in einer Querrichtung 12 beabstandete
Streben 13 etwa senkrecht, und damit vertikal abragen.
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Der
Tragring 10 ist mit zwei miteinander fluchtend angeordneten
und jeweils vom Außenumfang 14 des
Tragrings 10 abstehenden Achsenstücken 15a, 15b versehen.
Jedes Achsenstück 15a, 15b liegt
dabei in einer korrespondierenden Führung 16. (2 und 3)
am Freiende der zugehörigen Strebe 13 ein,
so dass der Tragring 10 an dem Standfuß 9 um eine horizontale
Querachse 17 drehbar gelagert ist. Der Tragring 10 lagert
wiederum den Drehwagen 2 drehbar um die gemeinsame Achse 6.
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Im
Betrieb des Computertomographen wird insbesondere der Röntgenstrahler 4 sehr
heiß.
Weitere Verlustwärme
entsteht in geringerem Maße
auch in dem Röntgendetektor 5.
Zur Abführung
dieser Verlustwärme
aus dem Drehwagen 2 ist der Computertomograph mit einer
Kühleinrichtung 18 ausgerüstet. Die
Kühleinrichtung 18 umfasst
eine Gebläse-
und Kühleinheit 19,
die gekühlte
Luft L als Kühlmittel
in eine (durch einen gestrichelten Pfeil angedeutete) Zuleitung 20 einbläst. Die
Zuleitung 20 ist in nachfolgend näher beschriebener Weise zunächst durch
die Grundplatte 11 des Standfußes 9 geführt. Von
einem Querende 21 der Grundplatte 11 ist die Zuleitung über eine
(nicht dargestellte) Schlauchverbindung od. dgl. und ein hohles
Achsenstück 15a in
das Innere des Tragrings 10 geführt. Von dort aus wird die
zugeführte
Luft L einer Zuleitung 20' des
Drehwagens 2 zugeführt,
die in einen in dem Drehwagen 2 angeordneten Wärmetauscher 22 mündet.
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Im
Wärmetauscher 22 wird
die zugeleitete Luft L in thermischen Kontakt mit einem primären Kühlkreislauf 23 gebracht,
in dessen Verlauf der Röntgenstrahler 4 (sowie
optional in nicht explizit dargestellter Weise auch der Röntgendetektor 5)
angeordnet ist. Der Kühlkreislauf 23 beinhaltet
eine Kühlflüssigkeit
F, die den Röntgenstrahler 4 umspült oder teilweise
durchspült.
Die im Röntgenstrahler 4 erwärmte Kühlflüssigkeit
F wird im Wärmetauscher 22 durch
die kühle
zugeführte
Luft L gekühlt.
Die hierbei erwärmte
Luft L wird über
eine (durch einen gestrichelten Pfeil dargestellte) Ableitung 24 an
die Gebläse-
und Kühleinheit 19 zurückgeführt.
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Ausgehend
vom Wärmetauscher 22 wird
die erwärmte
Luft L im Verlauf der Ableitung 24 dem Tragring 10 zugegleitet
(der dem Drehwagen 2 zugeordnete Teil der Ableitung 24 ist
hierbei mit 24' bezeichnet).
Innerhalb des Tragrings 10 wird die Luft L auf nachfolgend
näher dargestellte
Weise dem Achsenstück 15b zugeführt. Von
hier aus wird die Luft L über
eine (nicht näher
dargestellte) Schlauchverbindung o. dgl. an das dem Querende 21 gegenüberliegende
Querende 25 der Grundplatte 11 herangeführt. Durch
das Innere der Grundplatte 11 wird die Luft L dann wiederum
der Gebläse-
und Kühleinheit 19 zugeführt.
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Der
durch die Zuleitung 20, 20' und die Ableitung 24, 24' gebildete Luftkreislauf
ist somit geschlossen, so dass eine aus hygienischen Gründen unerwünschte Zugluftbildung
infolge der Umwälzung der
Luft L vermieden ist.
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Die 2 und 3 zeigen
den Standfuß 9 des
Computertomographen 1 in perspektivischer Darstellung aus
unterschiedlichen Blickwinkeln. Insbesondere aus 3 ist
dabei erkennbar, dass die Grundplatte 11 als Hohlprofil,
insbesondere aus Blech, ausgebildet ist. Im Inneren der Grundplatte 11 sind
eine Reihe von Hohlräumen 26a bis 26d gebildet,
die sich in Längsrichtung 12 erstrecken.
Der Hohlraum 26a wird hierbei als Kanal 27 zur
Ableitung der Luft L aus der Gebläse- und Kühleinheit 19, und somit
als Teil der Zuleitung 20 verwendet. Der Hohlraum 26a ist
hierfür
mit dem (nicht dargestellten) Auslassstutzen der Gebläse- und
Kühleinheit 19 verbunden.
In gleicher Weise wird der Hohlraum 26d als Querkanal 28 zur
Rückführung der
erwärmten
Luft L an die Gebläse-
und Kühleinheit 19,
und somit als Teil der Ableitung 24, herangezogen. Der
Querkanal 28 ist hierzu mit dem (nicht dargestellten) Einlassstutzen der
Gebläse-
und Kühleinheit 19 verbunden.
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In 4 ist
der Tragring 10 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Ein
schematischer und insbesondere nicht maßstabsgetreuer Querschnitt
entlang V-V durch den Tragring 10 sowie den darin montierten
Drehwagen 2 ist in 5 dargestellt.
Wie aus 4 und 5 erkennbar
ist, ist der Tragring 10 als ringförmig geschlossenes Hohlprofil
ausgebildet. Die L-förmige Profilform
des Tragrings 10 weist einen Radialschenkel 29 auf,
von dessen radial äußerem Ende
ein Axialschenkel 30 etwa senkrecht absteht. In jedem der
beiden Schenkel 29 und 30 befindet sich je ein
Hohlraum 31a bzw. 31b, die fluidisch voneinander
getrennt sind und als Ringkanäle 32 bzw. 33 für die Zuführung und
Abführung
der Luft L herangezogen werden. Der im Bereich des Radialschenkels 29 angeordnete
Ringkanal 32 dient zur Zuführung der Luft L zu dem Drehwagen 2 und
ist somit Bestandteil der Zuleitung 20.
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Der
Ringkanal 32 ist zur Zuführung der Luft L mit einer
Durchführung 34 des
hohlen Achsenstücks 15a verbunden. Über eine
Anzahl von Öffnungen 35, die
in der dem Drehwagen 2 zugewandten Innenwand 36 des
Tragrings 10 im Bereich des Ringkanals 32 eingebracht
sind, korrespondiert der Ringkanal 32 mit der Zuleitung 20' des Drehwagens 2.
Der Ringkanal 32 mündet
somit in axialer Richtung in die Zuleitung 20' des Drehwagens 2.
Die Öffnungen 35 sind kreisförmig um
die Achse 6 angeordnet, so dass für jede Drehstellung des Drehwagens 2 bezüglich des Tragrings 10 mindestens
eine Öffnung 35 mit
einem Einlass 37 der Zuleitung 20' überlappt und auf diese Weise
die Luftzuführung
in den Drehwagen 2 unabhängig von dessen Drehstellung
gewährleistet
ist.
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Der
Ringkanal 33 dient zur Rückführung der Luft L aus dem Drehwagen 2 und
ist somit Bestandteil der Ableitung 24. Die Rückführung der
Luft L aus dem Drehwagen 2 in den Ringkanal 33 erfolgt über eine
Anzahl von Öffnungen 38,
die im Bereich des Ringkanals 33 in den axial ausgerichteten
Teil der Innenwand 36 eingebracht sind. Der Ringkanal 33 mündet somit
in radialer Richtung in die Ableitung 24' des Drehwagens 2.
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Die Öffnungen 38 sind
auf gleicher axialer Höhe
des Tragrings 10 über
dessen Innenumfang verteilt angeordnet, so dass für jede Drehstellung
des Drehwagens 2 bezüglich
des Tragrings 10 mindestens eine Öffnung 38 mit einem
Auslass der Ableitung 24' überlappt,
und somit auch die Ableitung der Luft L aus dem Drehwagen 2 unabhängig von
der Drehstellung des Drehwagens 2 gewährleistet ist. Der Ringkanal 33 öffnet sich
zur Ableitung der Luft L zu einer Durchführung 40 des hohlen
Achsenstücks 15b.
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In
einer alternativen, vorteilhaft vereinfachten Ausführungsform
weist der Drehwagen 2 keine eigene Kühlmitteleinrichtung in Form
einer Zuleitung für
kaltes und einer Ableitung für
erwärmtes
Kühlmittel
auf. Stattdessen wird das Kühlmittel
durch den Spalt zwischen dem Drehwagen 2 und dem Tragring 10 geleitet.
Eine Kühlung
des Drehwagens 2 findet in dieser Ausführungsform über die radiale Außenseite des
Drehwagens 2 statt, die zu diesem Zweck gute Wärmetausch-Eigenschaften besitzt
oder mit Wärmetausch-Einrichtungen
ausgestattet ist.