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Röntgenzielgerät oder Kassettenwechselvorrichtung Die Erfindung betrifft
ein Röntgenzielgerät oder eine Kassettenwechselvorrichtung, z. B. bei Angiographiegefäten,
mit einer motorisch, pneumatisch oder auf ähnliche Art in das Zielfeld hineinbewegten
Kassette und einer Bremsvorrichtung für den Kassettenwagen, die durch einen in Abhängigkeit
vom erreichten Einschubweg der Kassette betätigten Kontakt eingeschaltet wird. Bei
derartigen Röntgenzielgeräten bzw. Kassettenwechselvorrichtungen lassen sich keine
definierten Stellungen der Kassette erzielen, da keine mechanischen Anschläge vorhanden
sind. In dem Augenblick nämlich, in dem die Kassette den Kontakt betätigt und damit
eine Bremsvorrichtung einschaltet, wird erst begonnen, die kinetische Energie des
Kassettenwagens durch die Bremsvorrichtung zu vernichten. Die kinetische Energie
hängt von der Größe der Kassette, d.h. deren Gewicht, sowie der Geschwindigkeit
des Kassettenwagens ab. Beide Größen können sich mit jeder Aufnahme ändern: das
Gewicht der Kassette durch Verwendung verschiedener Kassettengrößen, die Geschwindigkeit
des Kassettenwagens durch den Motoranlauf in Verbindung mit verschieden großen zurückzulegenden
Einschubwegen. Die kinetische Energie der Kassette bzw. des Kassettenwagens kann
also immer unterschiedlich sein. Da die Bremsvorrichtung stets mit der gleichen
Kraft anspricht, wird somit der Weg, den die Kassette nach Betätigung des Kontaktes
zurücklegt, von der Größe der kinetischen Energie abhängen. Bei unterschiedlicher
kinetischer Energie werden auf diese Weise also unterschiedliche Aufnahmestellungen
der Kassette erreicht.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist bereits vorgeschlagen worden,
einen Vorkontakt, der eine Vorbremsung einleitet, und einen zweiten Kontakt, der
die Kassette endgültig stillsetzt, vorzusehen.
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Konstruktive Lösungen dieses Vorschlages sind dagegen noch nicht bekanntgeworden.
Jedoch wird auf Grund der angestellten Überlegungen auch dieser Vorschlag das oben
beschriebene Problem nicht lösen können, weil auch hier die unterschiedliche kinetische
Energie der Kassette bzw. des Kassettenwagens in Erscheinung tritt. Damit nämlich
der zweite Kontakt, der die Kassette endgültig stillsetzt, bei Verwendung unterschiedlicher
Kassetten und Einschubwege auf jeden Fall erreicht wird, ist es nötig, den Abstand
zwischen den beiden Kontakten so zu wählen, daß bei Verwendung der kleinsten vorgesehenen
Kassette und des kleinsten Einschubweges die Kassette nach Betätigen der Bremsvorrichtung
und der damit einsetzenden Bremsung gerade noch den zweiten Kontakt, der die endgültige
Stillsetzung der Kassette bewirkt, erreicht, Für größere Kassetten und größere Einschubwege.
- bei einem Zielgerät werden neben Kassetten der Größe, 13 -18 auch
solche von 35,6 - 35,6 cm verwendet, wobei sich die Gewichte etwa wie
1: 4 verhalten - wird damit die Kassette den zweiten Kontakt noch
mit einer gewissen Geschwindigkeit erreichen und, falls dieser Kontakt die Kassette
nicht schlagartig festsetzt, über diesen Kontakt hinausschießen. Eine schlagartige
Festsetzung der Kassette ist aber nicht möglich, da dabei Erschütterungen auftreten,
die zu einer Verwackelung der Aufnahme führen oder, falls man das Abklingen der
Schwingungen abwartet, sich zu lange Zeiten von der Vorbereitung bis zur Auslösung
der Aufnahme ergeben.
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In einer älteren Erfindung wurde bereits vorgeschlagen, die über ihren
Bestimmungsort hinausgeschossene Kassette durch Rückstellmittel in ihre Bestimmungsstellung
zurückzuführen.
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Wie schon die Formel für die kinetische Energie
zeigt, beeinflußt die Geschwindigkeit die Größe der kinetischen Energie stärker
als die Masse bzw. das Gewicht der Kassette. Sie findet außerdem deswegen mehr Berücksichtigung,
weil sie stärkeren Schwankungen unterworfen ist als das Gewicht der zu bewegenden
Massen (Einsch.ubvbrrichtung + Kassette). Das Gewicht der Einschubvorrichtung
ist meistens im Verhältnis zum Gewicht der Kassetten nämlich groß, so daß sich das
Gewicht des gesamten bewegten Systems prozentual nur wenig ändert.
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Der Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, daß für die Erreichung
einer definierten Stellung der
Kassette hauptsächlich die Geschwindigkeit
maßgeblich ist. Erftadungsgemäß wird daher vorgeschlagen, Mittel vorzusehen, die
die Kassette bzw. den Kassettenträger immer auf eine vorgegebene Geschwindigkeit
einregeln, ehe die Breinsvorrichtung einsetzt. In Ausbildung der Erfindung wird
dabei ein Meßglied vorgesehen, welches.dieGeschwindigkeit derKassette mißt und in
Abhängigkeit von der Meßgröße selbsttätig für die Einhaltung der vorgegebenen Geschwindigkeit
sorgt. Als Meßglied läßt sich vorteilhaft ein Dynamo verwenden, dessen Ausgangsspannung
ein Maß für die Geschwindigkeit der Kassette bzw. des Kassettenträgers ist.
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Um nun die Abbremswege nicht zu groß werden zu lassen, wird in Fortführung
der Erfindung vorgeschlagen, die vorgegebene Geschwindigkeit klein gegenüber der
Höchstgeschwindigkeit bzw. Dauergeschwindigkeit der Kassette bzw. des Kassettenwagens
zu wählen und Vorkontakte vorzusehen, die bei ihrer Betätigung die Einschaltung
des Meßgliedes bewirken. Diese Anordnung hat außer kleineren Abbre-inswegen den
Vorteil, daß bei Einschubwegen z. B. im Zielbetrieb bei einer Weiterbewegung der
Kassette um nur eine Tubusbreite von 8 cm der Motor die Kassette nicht erst
in einer sehr kurzen Zeit auf eine hohe vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigen
muß, bevor die Abbremsung einsetzt (für eine stoßfreie Abbremsung werden etwa
6 cm Weg benötigt), sondern daß bei Betätigung des Vorkontaktes schon während
des Motorarilaufs die definierte Geschwindigkeit erreicht und eingehalten wird.
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In Röntgenzielgeräten und Kassettenwechselvorrichtungen ist die Unterbringung
der Antriebseleinente aus Platzgründen sehr oft schwierig. Wenn nun das Gewicht
der Transportvorrichtung zusammen mit der Kassette verhältnismäßig groß ist, der
Motor außerdem ein hohes Beschleunigungsmoment haben soll, um die Kassette möglichst
rasch aus der Vorbereitungsste,Ihing in die Aufnahmestellung zu bringen, ist ein
starker Motor mit damit verbundenen großen Abmessungen erforderlich. Gemäß der Erfindung
wird hingegen vorgeschlagen, als Antrieb für den Kassettentransport zwei Elektromotoren
zu verwenden und den einen davon nach Betätigung des Vorkontaktes als Dynamo,
d. h. als Meßglied, zu schalten, während der andere weiter die Kassette bzw.
den Kassettenträger antreibt.
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Wie vorher erläutert, ist der Einfluß des Gewichtes der Kassette für
die Abbremsung auf definierte Aufnahmestellungen dann nicht von zu berücksichtigendem
Einfluß, wenn das Gewicht der Einschubvorrichtung groß ist gegenüber dem Gewicht
der verwendeten Kassetten. Weist jedoch die Einschubvorrichtung ein kleines Gewicht
auf, so muß man, um zu gleich guten Ergebnissen zu kommen, das Gewicht der jeweils
verwendeten Kassette auch noch berücksichtigen, d. h. mit anderen Worten,
aus einer definierten kinetischen Energie heraus die Abbremsung vornehmen. Dieses
läßt sich in Ausbildung der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklichen, daß die
vorgegebene Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Gewicht bzw. drr Größe der eingelegten
Kassette vorzugsweise selbsttätig eingestellt wird.
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Die vorstehend geschilderten Anordnungen benutzen ein e-lektrisches
Meßglied für die Kontrolle und Einlialtung der vorgegebenen Geschwindigkeit der
Kassette. Eine andere konstruktive Ausbildung der Erfindung bestehc daxin, daß für
die Einhaltung der vorgegebenen Geschwindigkeit ein Flichkraftregler sorgt. Dieser
wird- vorteilhaft über eine Magnetkupplung mit der Antriebsvorrichtung gekuppelt,
wobei die Magnetkupplung über einen Vorkontakt eingeschaltet wi.rd. Als Flichkraftregler
können dabei sowohl auf mechanischer wie auf elektrischer Grundlage arbeitende Konstruktionen
verwendet werden.
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Es wurde schon erwähnt, daß der Erfindung die Überlegung zugrunde
liegt, daß die Erreichung einer definierten Aufnahniestellung der Kassette hauptsächlich
von der Geschwindigkeit der Kassette abhängt. Nun wird aber die Geschwindigkeit
außer den anfangs erwähnten Gründen noch durch andere Größen beeinflußt, die bei
den bisherigen Geräten mit mechanischen Anschlägen überhaupt noch nicht in Erscheinung
treten. Es sind dies die Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Speisespannung
(überspannung, Unterspannung) des Antriebsmotors und die sich im Laufe der Zeit
ändernden Reibungsverhältnisse. Bei den anfangs erwähnten bekannten Vorschlägen,
bei denen mit einer Vorbremsung gearbeitet werden soll, finden beide Größen Eingang.
Diese Geräte werden also außer den anfangs erwähnten Gründen auch aus den hier geschilderten
Überlegungen heraus keine definierten Stellungen der Kassette, zulassen. Bei dem
Gegenstand der Erfindung werden dagegen diese Störgrößen automatisch mit berücksichtigt
und so eine definierte Stellung der Kassette gewährleistet.
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In den Figuren ist prinzipiell die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Anordnung und ein Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Zunächst sei das Schaltbild (Fig. 3) erläutert. Die Motoren
M 1 und M 2, die über die Kontakte 10, 11
an Spannung gelegt werden,
treiben den Kassettenwagen an. In den Verschiebeweg des Wagens ragen ein Vorkontakt
und ein Hauptkontakt, wobei in der Schaltung der Vorkontakt mit 12, der Hauptkontakt
mit 16 bezeichnet ist. Bei Betätigung des Vorkontaktes 12 durch den Kassettenwagen
wird der Motor M 2 von der Spannung abgetrennt und als Dynamo geschaltet, dessen
Spannung ein Maß für die Geschwindigkeit der Kassette ist, welche über ein Meßrelais
14 gemessen wird. Bei zu hoher Geschwindigkeit, d. h. immer dann, wenn die
Kassette ihre Höchstgeschwindigkeit innehat, zieht das Relais 14 an und öffnet den
Kontakt 15. Damit ist auch der Motor Ml von der Spannung abgetrennt, und
der Kassettenwagen läuft aus, wobei der MotorM1 durch Schaltung von Ankerkurzschluß
als zusätzliche Bremse wirken kann. Nach Unterschreiten einer gewissen Spannung
am Meßrelais 14 schaltet dieses den Motor M 1 wieder an Spannung und sorgt
durch laufendes Ein- und Ausschalten des Motors. M 1 für die Einhaltung einer
definierten Geschwindigkeit. Bei Erreichen des Hauptkontaktes 16 wird eine
Bremse 17, die gegen die Kraft einer Feder arbeitet, von der Spannung abgetrennt,
so daß die Festsetzung des Kassettenwagens erfolgt. Der im Meßkreis liegende verstellbare
Widerstand 13 kann entsprechend der Größe der jeweils eingelegten Kassette
verändert werden, wodurch der Meßbereich des Relais 14 und damit die von diesem
ausgesteuerte definierte Geschwindigkeit verändert wird. Es ist damit praktisch
eine Abbremsung aus einer ganz bestimmten kinetischen Energie heraus möglich.
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In den Fig. 1 und 2 ist an Diagrammen die Anlauf-und Breinscharakteristik
der erfindungsgemäßen Anordnung
gezeigt. Nach einer gewissen Zeit
bzw. nach einem gewissen Weg erreicht der Kassettenwagen entsprechend der
Anlaufkennlinie 7 eine Endgeschwindigkeit 8. Nach Betätigung des Vorkontaktes
tritt eine Bremsung auf, die die Geschwindigkeit bis in den Meßbereich der durch
Linie 9 angedeuteten Geschwindigkeit absenkt. Bei Betätigung des Hauptkontaktes
HX wird der Kassettenwagen bis auf die Geschwindigkeit 0 abgebremst. In Fig.
2 ist gezeigt, daß bei sehr kleinen Verschiebewegen die Endgeschwindigkeit jetzt
gar nicht erreicht zu werden braucht, sondern daß die Anlaufkennlinie
7 nach überschreiten der vorgegebenen Geschwindigkeit 9
bereits unterbrochen
und ein Einspielen aufdie vorgegebene Geschwindigkeit 9 vorgenommen wird.
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Nicht gezeigt ist in den Diagrammen, daß durch Beeinflussung des Widerstandes
13 die Linie 9 parallel zur Abszisse verschoben werden kann, um die
unterschiedlichen Gewichte der jeweils verwendeten Kassette berücksichtigen. zu
können.
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Das Pendeln um die vorgegebene Geschwindigkeit 9 muß selbstverständlich
so gering gehalten werden, es ist letztlich nur eine Frage des Ansprechbereiches
des Relais 14, daß der Abbremsweg nach Betätigung des Hauptkontaktes HX immer gleich
groß ist. Das hier gezeigte Pendeln um die vorgegebene Geschwindigkeit
9 ist selbstverständlich größer gezeichnet, als es in Wirklichkeit sein darf,
und dient hier nur zur Veranschaulichung des Prinzips. Mit einer regelbaren Brernsvorrichtung
wird der Idealfall erreicht, wenn nach Abbrernsung aus einer Endgeschwindigkeit
heraus oder schon während des Anlaufvorganges die vorgegebene Geschwindigkeit konstant
eingehalten wird.