DE2236942B2 - Verwendung von Gießharzen, die mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstärkt sind - Google Patents

Description

dungsbereiche angegeben: Flugzeugzellen, Sportge- In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann rate, künstliche Glieder, rotierende Teile an Zentri- die zwischen Längsholmen nach Art einer Krankenfugen, Rotorblätter, Behälter, Schiffsteile, selbst- trage ausgespannte Lagerfläche von Röntgengeräten schmierende Lager und Werkzeuge. aus dem eingangs genannten Kunststoffmaterial geAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es neue 60 fertigt sein. Die mechanischen Festigkeitseigenschaf-Anwendungsbereiche für diesen neuen Kunststoff zu ten des Kunststoffes eignen si-di besonders gut zur finden, für die er infolge seiner besonderen Eigen- Aufnahme von Zugkräften, die auf eine zwischen schäften prädestiniert ist. Längsholmen eingespannte Lagerfläche ausgeübt Ausgedehnte Versuche haben nun völlig neue, be- wird. Dies gilt ganz besonders, wenn die Lagerfläche sonders ausgeprägte Eigenschaften, dieses durch Kar- 65 im Bereich zwischen den Längsholmen etwas durchbonisierung von Plastikmaterial entstandenen und mit gewölbt ist. Bei einer solchen Lagerfläche wird die Gießharzen vergossenen Kohlenstoff-Fasennaterials Biegebeanspruchung zugunsten der Zugbeanspruchung ergeben, denen zufolge sich dieser Kunststoff erfin- vermindert. Infolge der besonders hohen Zugfestig-

keit des vorliegenden Kunststoffes läßt sich auf diese Längsholme eine Kerbe 14, IS, in die eine wulst-Weise eine besonders dünne Lagerfläche aus- artige Verdickung 16,17 der Ränder der Lagerfläche reichender Festigkeit herstellen. Infolge der Produkt- 18 eingespannt ist. Die ganz aus mit Kohlenstoffbildung aus der geringen spezifischen Strahlendurch- Fasermaterial verstärktem Epoxyd-Kunstharz her-Iässigkeit des Kunststoffes und der geringen erfor- 5 gestellte Lagerfläche hängt zwischen den beiden derüchen Wandstärke für die Lagerfläche ergibt sich Längsholmen leicht durch. Auch die der Röntgendie gegenüber aus anderen Baustoffen gefertigten röhre 5 zugewandte Seite des Gehäuses des Röntgen-Lagerftächen überraschend geringe Strahlenabsorption bildverstärkers ist mit einer Abdeckung 19 aus der aus diesem Kunststoff gefertigten Lagerfläche. Epoxyd-Kunstharz versehen, das mit Kohlenstoff-

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Er- xo Fasermaterial verstärkt ist.

findung kann der Kunststoff für die an einem Hart- Das mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstärkte

schaumkern haftende obere und untere Deckschicht Epoxyd-Kunstharz weist eine Zugfestigkeit auf, die

einer nach Art einer Sandwich-Platte aufgebauten der von Stahl entspricht. Bei der Einspannung der

Patientenlagerungsplatte verwendet sein. Dieser Auf- Lagerfläche 18 zwischen zwei Längsholme 8, 9 wird

bau einer Pauentenlagerungsplatte kommt sowohl 15 der Kunststoff insbesondere, wenn die Lagerfläche

hinsichtlich der Haftung am Hartschaumkern als leicht nach unten durchgewölbt ausgeführt ist, bei der

auch hinsichtlich der Zugfestigkeit den speziellen Belastung durch einen aufliegenden Patienten prak-

Eigenschaften des Kunststoffes besonders entgegen. tisch nur auf Zug beansprucht. Zugleich wird durch

Die Festigkeit einer solchen nach Art einer Sand- diese Durchwölbung den anatomischen Gegeben-

wich-Platte aufgebauten Patientenlagerstatt kann »o heiten des Patientenkörpers besser Rechnung getra-

noch weiter erhöht werden, wenn in Weiterbildung gen. Wird darüber hinaus auch noch die Zugkraft

der Erfindung die obere und die untere Deckschicht an den Längskanten der Lagerfläche 18 infolge der

zumindest an den Längsseiten der Patientenlagerungs- wulstartigen Ausbildung und Einspannung zwischen

platte miteinander verbunden sind. den Leisten und dem jeweiligen zugehörigen Längs-

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin- as holmen gleichmäßig übertragen, so sind alle Vorausdung kann der Kunststoff für die der Röntgenstrah- Setzungen geschaffen, um mit diesem Material, das lenquelle zugewandte Seite eines Röntgenbildver- ohnehin eine geringe Röntgenstrahlenabsorption Stärkergehäuses verwendet werden. Für diesen Ver- aufweist, zusätzlich auch noch sehr geringe Wandwendungszweck eignet er sich wegen seiner mit einer stärken einzuhalten und damit eine zusätzliche Redurelativ hohen Steifigkeit verbundenen Durchlässigkeit 30 zierung der Röntgenstrahlenabsorption zu erreichen, für Röntgenstrahlen sowie des sehr geringen durch Hand in Hand mit der Reduzierung der Röntgenihn erzeugten Streustrahlenanteils besonders gut. Aus Strahlenabsorption geht auch die weitere Reduziedem gleichen Grunde eignet sich der Kunststoff in rung der im Material der Lagerfläche erzeugten weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung Streustrahlung. Infolge der Ausführung der der auch für die der Röntgenstrahlenquelle zugewandte 35 Röntgenröhre zugewandten Seite des Röntgenbild-Seite eines Röntgenzielgerätegehäuses und für die der Verstärkergehäuses aus Epoxyd-Kunstharz, das mit Röntgenstrahlenquelle zugewandte Seite von Rönt- Kohlenstoff-Fasermaterial verstärkt ist, kann auch genfilmkassetten. an dieser Stelle bei Verwendung von Wandstärken,

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den wie sie aus Festigkeitsgründen, etwa bei Stahl, erfor-

Figuren anhand von fünf Ausführungsbeispielen er- *o derlich wären, mit einer gegenüber der konventionel-

läutert. Es zeigt len Bauweise minimalen Röntgenstrahlenabsorption

Fi g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Rönt- und Streustrahlung gerechnet werden,

gengerätes mit einer Patientenlagerstatt und einem Die F i g. 2 zeigt eine als sogenannte Drehmulde

Röntgenbildverstärker, 20 ausgebildete Patientenlagerungsplatte, die um

F i g. 2 eiue um ihre Längsachse drehbare Patien- *S ihre Längsachse 21 an einem Lagerbock 22 schwenk-

tenlagerungsplatte, bar gelagert ist. Sie kann an den Leisten 12, 13 eines

F i g. 3 eine schaubildliche teilweise durchbrochene Röntgengerätes entsprechend der Darstellung in

Darstellung einer Patientenlagerungsplatte mit einem F i g. 1 mittels Feststellschrauben 23, 24 nachträg-

Schaumstoffkern, Hch angebracht werden. Infolge der gewölbten Form

F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Röntgen- 5° gibt der Muldenkörper 25 dem Patienten nicht nur

Untersuchungsgerätes mit einem Röntgenzielgerät und in geschwenkter Lage einen seitlichen Halt, sondern

F i g. 5 eine Röntgenfilmkassette. erhält auch eine natürliche Formsteifigkeit. Die

Die F i g. 1 zeigt ein Röntgengerät, wie es Vorzugs- Festigkeit des Muldenkörpers wird im Bereich der weise in der medizinischen Diagnostik verwendet als Träger für das Lager (nicht dargestellt) ausgebilwird. Über eine Patientenlagerstatt 1 mit einer auf 55 deten Fußplatte 26 erhöht, wenn die Wölbung des zwei Fußgestellen 2, 3 ruhenden zweidimensional Muldenkörpers ohne Kerbe fortlaufend in die Fußverschiebbaren Patientenlagerungsplatte 4 ist eine platte übergeht. Durch die Verwendung von Epoxyd-Röntgenröhre 5 an einem längs der Patientenlager- Kunstharz, das mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstatt fahrbaren Stativ 6 gehaltert. Als Aufnahmeein- stärkt ist, läßt sich eine Drehmulde mit extrem niedrichtung ist bei diesem Röntgengerät ein in einem 60 riger Röntgenstrahlenabsorption erstellen,
unter die Patientenlagerungsplatte verschiebbaren Die F i g. 3 zeigt in teilweise durchbrochener Dar-Gehäuse 7 untergebrachter Röntgenbildverstärker stellung eine Patientenlagerungsplatte 27 in Ververwendet. Die Patientenlagerungsplatte weist zwei bundbauweise, bei der der Raum zwischen einer Längsholme 8, 9 auf, auf denen zur Befestigung von oberen und einer unteren Deckschicht 28, 29 mit Zubehörteilen je eine mit einer Nut 10, 11 versehene 65 Hartschaum 30 ausgefüllt ist. Die obere und die Leiste 12, 13 geschraubt ist. An den aufeinander- untere Deckschicht sind an den Längskanten der mit liegenden Seiten der Längsholme und der zugehörigen einem nahezu dreieckigen Querschnitt versehenen Nutenleisten verläuft jeweils in Längsrichtung der Patientenlagerungsplatte miteinander verbunden. Der

Hartschaumkern ist mit den beiden Deckschichten verklebt. Dieser Aufbau einer Patientenlagerungsplatte ergibt einen außerordentlich steifen Körper, der infolge der Verwendung von Hartschaum und infolge der hohen Zugfestigkeit der sehr dünnen oberen und unteren Deckschichten aus mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstärktem Epoxyd-Kunstharz eine außerordentlich geringe Röntgenstrahlenabsorption aufweist. Dies ist gleichermaßen günstig für die Verwendung in der Röntgendiagnostik und in der Strahlentherapie, und zwar gleichermaßen bei Röntgenstrahlung und der Gammastrahlung von Radioisotopen.

Die F j g. 4 zeigt ein herkömmliches Röntgenuntersuchungsgerät 31, bei dem auf der einen Seite einer kippbaren Patientenlagerungsplatte 32 eine Röntgenröhre 33 und auf der anderen Seite der Patientenlagerungsplatte ein Röntgenzielgerät 34 gemeinsam verschiebbar gelagert sind. Auf der der Patientenlagerungsplatte zugewandten Seite des Röntgenzielgerätes ist der Teil 35 der Gehäusewandung des Röntgenzielgerätes, der gegenüber dem im Röntgenzielgerät eingelassenen Leuchtschirm (nicht dargestellt) liegt, und infolgedessen von der Röntgenstrahlung getroffen wird, aus einer Platte aus Epoxyd-Kunstharz gefertigt, die mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstärkt ist. Auf diese Weise ist die durch die rückwärtige Abdeckung des Zielgerätes bedingte Röntgenstrahlenabsorption deutlich gegenüber der konventionellen Bauweise verringert.

Die F i g. 5 schließlich zeigt eine Röntgenfilmkassette 36, die aus zwei zusammenklappbaren Hälften 37, 38 besteht. Die der Röntgenstrahlenquelle zugewandte und durch ein Kreuz gekennzeichnete Hälfte 38 ist aus Epoxyd-Kunstharz, das mit Kohlenstoff-Fasermaterial verstärkt ist, hergestellt. Eine solche Röntgenfilmkassette weist bei gleicher mechanischer Festigkeit wie bei einer konventionell hergestellten Röntgenfilmkassette wesentlich günstigere

ao Durchstrahlungseigenschaften auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 dungsgemäß als Material für die Herstellung von Patentansprüche- röntgenstrahlendurchlässigen und zugleich mechanisch beanspruchten Teilen von Untersuchungs- und

1. Verwendung von durch Karbonisierung von Therapiegeräten, die mit Röntgen- oder Gammastrah-Plastikmaterial entstandenem und mit Gießharz 5 len arbeiten, eignet Dieser Verwendung des Kohlenvergossenem Kohlenstoff-Fasermaterial, als Ma- stoff-Fasermaterials Hegt die Erkenntnis zugrunde, terial für die Herstellung von röntgenstrahlen- daß sich bei Bauelementen gegebener Festigkeit eine durchlässigen und zugleich mechanisch bean- um mehr als eine Zehnerpotenz geringere Röntgenspruchten Teilen (18, 19, 25, 28, 29, 35, 38) von strahlen- bzw. Gammastrahlenabsorption als mit AIu-Untersuchungs- und Therapiegeräten, die mit io minium ergibt. So entspricht beispielsweise die Rönt-Röntgen- oder Gammastrahlen arbeiten. genstrahlenabsorption einer 2,5 mm starken Platte

2. Verwendung nach Anspruch 1 für Patien- aus durch Karbonisierung von Plastikmaterial enttenlagerungsplatten (4, 20, 27) von Röntgengerä- standenem und mit Epoxyd-Gießharz vergossenem ten. Kohlenstoff-Fasermaterial, einer 0,2 mm starken AIu-

3. Verwendung nach Anspruch 1, für die zwi- 15 miniumplatte. Die Zugfestigkeit pro mm² dieses sehen Längsholmen nach Art einer Krankentrage Kunststoffes ist aber nicht geringer, sondern um etwa ausgespannte Lagerfläche von Röntgengeräten. den Faktor 2 größer als diejenige von Aluminium.

4. Verwendung nach Anspruch 2 für die an Die gefundene geringer Röntgenstrahlen- bzw. Gameinem Hartschaumkern (30) haftende obere und mastrahlenabsorption von Bauelementen, die aus soluntere Deckschicht (28, 29) einer nach Art einer ao chem Kunststoffmaterial erstellt sind, läßt sich daher Sandwich-Platte aufgebauten Patientenlagerungs- nicht mehr bloß mit der durch die beachtlichen platte (27). mechanischen Festigkeitswerte ermöglichten gerin-

5. Verwendung nach Anspruch 1 für die der geren Wandstärke erklären. Vielmehr wirken sich Röntgenstrahlenquelle (5) zugewandte Seite (19) hier diesen Effekt vervielfachend die besonders geeines Röntgenbildverstärkergehäuses (7). »5 ringe Dichte dieses Kunststoffes und die relativ ge-

6. Verwendung nach Anspruch 1 für die der ringe Ordnungszahl aller verwendeten Elemente aus. Röntgenstrahlenquelle (33) zugewandte Seite (35) Darüber hinaus haben die Versuche einen wohl wegen eines Röntgenzielgerätegehäuses. der niedrigen Ordnungszahl der in diesem Kunststoff

7. Verwendung nach Anspruch 1 für die der enthaltenen Elemente bedingten besonders geringen Röntgenstrahlenquelle zugewandte Seite (38) von 30 induzierten Streustrahlenanteil ergeben. Letztendlich Röntgenfilmkassetten (36) sind es die sich gegenseitig unterstützenden Wirkungen all dieser Eigenschaften, die die gefundene ganz

besondere Tauglichkeit dieses Kunststoffes für den

genannten Anwendungsbereich ergeben. Dabei dient

35 das Epoxyd-Gießharz lediglich zur Einbettung des

Es ist ein Kunststoff auf Epoxyd-Kunstharzbasis Kohlenstoff-Fasermaterials, das für die besondeicn bekannt, dessen mechanische Festigkeit durch Ein- mechanischen und elektrischen Eigenschaften Verlagerung von Kohlenstoff-Fasermaterial beträchtlich antwortlich ist. Statt des Epoxyd-Gießharzes könerhöht worden ist. Dieser Kunststoff wird durch Kar- nen daher auch andere Gießharze verwendet werbonisierung von Plastikmaterial insbesondere von 40 den, sofern sie nur hinreichend aushärten.
Polyacrylnitril-Fasern und anschließendem Vergie- Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße ßen des verbliebenen Kohlenstoff-Skeletts mit einem Verwendung des Kunststoffes ist die Verwendung für aushärtenden Kunstharz gewonnen Dabei ist außer Patientenlagerungsplatten von Röntgengeräten. Eine Polyacrylnitril auch anderes vernetzendes, auf Koh- solche Patientenlagerungsplatte soll die Röntgenlenstoffbasis aufgebautes Plastikmaterial und außer 45 strahlung bei gegebener Festigkeit so wenig wie mög-Fasern auch Folien als zu karbonisierendes Aus- lieh schwächen. Außerdem ist die Erzeugung von gangsmaterial denkbar. Für die Anwendung dieses Streustrahlen in der Röntgendiagnostik unerwünscht, neuen Kunststoffes bzw. dieser neuen Kunststoff- weil sie den Kontrast auf der Bildschicht und damit gruppe werden laut Prospekt der Firma Fothergill die Detailfci*- t^iibarkeit vermindert. In der Strahlen-& Harvey Ltd., Composite Materials Division, Little- 50 therapie ^:M Sireustrahlung ebenfalls unerwünscht, borough, Lancashire, England (Publication Nr. 27 B/ weil sie die Dosisverteilung im Behandlungsbereich 1971/Printed in England), wegen der damit verbun- verändert. Beiden Anwendungsbereichen von Patiendenen Gewichtsersparnis, der Resistenz gegenüber tenlagerungsplatten kommen daher die gefundenen chemischen Angriff und wegen des geringen Rei- ausgeprägten Eigenschaften dieses neuen Kunststoffes bungskoeffizierenden unter anderem folgende Anwen- 55 besonders entgegen.