DE2742642B2 - Anordnung zum Gewichtsausgleich - Google Patents
Anordnung zum GewichtsausgleichInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gewichtsausgleich eines an einem Röntgengerät bewegbar
angeordneten Geräteteils, insbesondere eines Röntgenzielgeräts, mit einem in einer horizontalen Ebene
oberhalb des Röntgengeräts verfahrbaren Wagen, an dem ein Gewichtsausgleich befestigt ist, der an einem
flexiblen Verbindungsorgan das Geräteteil trägt. Eine solche Anordnung ist bekannt (DE-PS 7 36 294).
Der Vorteil einer solchen Anordnung mit »Deckengewichtsausgleich«,
bei dem als Verbindungsorgan im allgemeinen ein Seil dient, gegenüber einem Gewichtsausgleich
am Röntgengerät selbst mittels eines in geeigneter Weise geführten Gegengewichts besteht
darin, daß die Röntgengeräte wesentlich leichter sein können und daß der Benutzer beim Verschieben des
Geräteteils weniger Masse bewegen muß. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht aber darin, daß die
Bewegung des Gerateteils im allgemeinen ruckweise erfolgt
Soll beispielsweise bei einem senkrecht stehenden Röntgenuntersuchungsgerät das Zielgerät in Kompressionsrichtung,
d. h. in horizontaler Richtung bewegt werden, dann muß der Wagen mit dem Gewichtsausgleich
auch kleineren Verschiebungen in Kompressionsrichtung folgen. Da der Gewichtsausgleich und das
Röntgenzielgerät über ein Seil miteinander verbunden sind, bleibt der Gewichtsausgleich bzw. der Wagen bei
einer Bewegung in Kompressionsrichtung zunächst zurück und erst, wenn die Reibung überwunden ist, folgt
er ruckartig in der gewünschten Richtung. Auch wenn ein derartiges Röntgenuntersuchungsgerät um eine
horizontale Achse umgelegt wird, wobei das Zielgerät im Raum eine stetige Bewegung ausführt, folgt der
Gewichtsausgleich nur ruckartig und mit viel Geräusch an der Decke.
Dieser Effekt ist um so ausgeprägter, je größer der vertikale Abstand zwischen dem zu bewegenden
Geräteteil und dem Gewichtsausgleich ist und je schwerer das Geräteteil ist (weshalb bei neueren
Röntgenuntersuchungsgeräten nur Zusatzgeräte — z. B. eine am Röntgenbildverstärker des Zielgeräts angebrachte
100-mm-Kamera — an einem Deckengewichtsausgleich befestigt sind, während der Gewichtsausgleich
für das eigentliche Röntgenzielgerät durch ein im Untersuchungsgerät angeordnetes Gegengewicht erfolgt).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art
so auszubilden, daß eine ruckfreie feinfühlige Bewegung des Geräteteils möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wagen den Bewegungen des Geräteteils in
horizontaler Richtung durch einen Motorantrieb nachführbar ist, der von einer Nachlaufsteuerung gesteuert
wird, die mit einem von der Verschiebung des Geräteteils in der horizontalen Richtung abhängigen
Signal beaufschlagt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mit dem Gewichtsausgleich eine Fühlereinrichtung verbunden
ist, die ein von der Auslenkung des Verbindungsorgans aus der lotrechten Lage abhängiges Signal erzeugt,
das zur Steuerung des Motorantriebs dient. Der Vorteil einer solchen Anordnung, bei der die Verschiebung des
Geräteteils anhand der Auslenkung des flexiblen Verbindungsorgans (im allgemeinen eines Seils) ermittelt
wird, besteht darin, daß das Signal nicht von dem Geräteteil zum Gewichtsausgleich übertragen werden
muß, so daß entsprechende Leitungen nicht erforderlich sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Gewichtsausgleich für das Röntgenzielgerät eines Röntgenuntersuchungsgerätes,
F i g. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen einer Fühlereinrichtung zur Ermittlung der Auslenkung eines
das Geräteteil mit dem Gewichtsausgleich verbindenden Seils.
In F i g. 1 ist mit 1 ein mit dem Zielgerät 2 und einem Röntgenbildverstärker 3 mit angeschlossener Fernsehkamera
4 ausgestattetes Röntgenuntersuchungsgerät dargestellt. Das Röntenuntersuchungsgerät umfaßt eine
Patientenlagerungsplatte 5 mit einer Fußstütze 6 für den Patienten.
In dem Röntgenuntersuchungsgerät ist unterhalb der Patientenlagerungsplatte 5 ein Röntgenstrahier 7
angeordnet, der in einer zur Patientenlagerungsplatte 5 parallelen Ebene verschoben werden kann. Der
Gewichtsausgleich für den Röntgenstrahier 7 erfolgt '> durch ein nicht näher dargestelltes, im Röntgenuntersuchungsgerät
angebrachtes Gegengewicht, das gegensinnig zum Röntgenstrahier 7 verschoben wird. Der
Röntgenstrahier 7 ist mit einem sogenannten Zielgeräteturm 8 gekoppelt, mit dem auch das Zielgerät 2 bzw. ι ti
der Bildvei stärker 3 gekoppelt ist Dadurch werden Röntgenstrahier und Röntgenzielgerät bzw. Röntgenbildverstärker
immer gleichsinnig und um die gleiche Strecke in einer zur Tischplatte 5 parallelen Ebene
verschoben, so daß das vom Röntgenstrahier 7 π emittierte Strahlenbündel immer auf den Eingangsleuchtschirm
des Röntgenbildverstärkers zentriert bleibt. Das Zielgerät 2 ist an dem Zielgeräteturm 8 in
Richtung senkrecht zur Tischplatte geführt, so daß mit dem Zielgerät Kompressionsbewegungen ausgeführt
werden können. Das Ganze wird von einem Gerätefuß 9 getragen und ist um eine horizontale Achse um bis zu
90° schwenkbar, so daß die Tischplatte 5 eine vertikale Position einnimmt und die Fußstützen sich unten,
gegebenenfalls aber auch oben (Kopftieflage) befinden, r,
Insoweit ist das Röntgenuntersuchungsgerät bekannt. Während bei den neueren Röntgenuntersuchungsgeräten
jedoch auch das Gewicht des Röntgenzieigerätes und des Bildverstärkers von einem im Röntgenuntersuchungsgerät
1 geführten Gegengewicht ausgeglichen j» wird und nur Zusatzgeräte — z. B. eine an den
Bildverstärker 3 anzuschließende Filmkamera — an einem Deckengewichtsausgleich befestigt sind, wird bei
dem Gerät nach F i g. 1 das gesamte Zielgerätegewicht (inklusive Bildverstärker 3 und Fernsehkamera 4) von r>
einem Deckengewichtsausgleich 10 getragen, der über ein Seil 11 mit dem Zielgerät 2 bzw. dem Bildverstärker
3 verbunden ist (Es ist aber auch grundsätzlich möglich, daß ebenfalls nur ein Teil des Zielgerätegewichts vom
Deckengewichtsausgleich und der Rest von einem 4» Gegengewicht im Röntgenuntersuchungsgerät 1 getragen
wird.) Der Deckengewichtsausgleich 10 ist — um eine Achse 12 schwenkbar — an einem Wagen 13
befestigt, der in Schienen 14 verfahrbar ist, die parallel zur Längsrichtung der Tischplatte 5 verlaufen. is
Der Deckengewichtsausgleich kann in bekannter Weise Federsysteme enthalten, die so vorgespannt sind,
daß die Federkraft dem Gewicht des Röntgenzielgeräts entspricht. Er kann auch einen Stellmotor enthalten, der
das Seil 11 auf- oder abwickelt und so eingestellt ist, daß er das Zeilgerät 2, den Bildverstärker 3 und die
Fernsehkamera 4 gerade in der Schwebe hält. Die vom Benutzer auf diese Teile in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung
ausgeübte Kraft führt dann zu einer Verstellung. Es kann jedoch auch die auf das Seil 11 ausgeübte Kraft
gemessen werden (z. B. mittels eines Dehnungsmeßstreifens) und jede Abweichung von einem Sollwert (der
dem Gewicht der Teile 2, 3 und 4 entsprechen müßte) zur Verstellung des Motors benutzt werden.
Der Wagen 13 wird mittels eines daran befestigten bo
Motors 15, der in eine prallet zu den Schienen 14 verlaufende Zahnstange 16 eingreift, je nach Drehrichtung
nach rechts oder nach links verschoben. Es sind auch andere Kraftübertragungsglieder, z. B. Kettenantriebe,
Spindeln usw, möglich.
Der Motor 15 wird so gesteuert, daß der Wagen 13 bzw. der Deckengewichtsausgleich 14 jeder horizontalen
Bewegung des Zielgeräts 2 in Richtung parallel zu den Schienen 14 nachgefühlt wird, so daß das Seil stets
lotrecht verläuft
Einige der Möglichkeiten, den Motor 15 entsprechend zu steuern, werden nachstehend anhand der schematischen
Darstellungen der F i g. 2 bis 4 erläutert.
Der durch die Bewegungen des Zielgeräts 2 in horizontaler Richtung ausgelenkte Teil des Seils 11 ist
durch die Öffnung 17 einer horizontal angeordneten Gabel 18 geführt, die an einem vertikalen am Gehäuse
des Deckengewichtsausgleichs 10 angebrachten Zapfen 19 schwenkbar befestigt ist An dem von der öffnung 17
abgewandten Ende der Gabel 18 sind zwei Mikroschalter 20a bzw. 206 angeordnet die auf nicht näher
dargestellte Weise am Gehäuse des Deckengewichtsausgleichs 10 befestigt sind. In der Ruhestellung steht
die Längsrichtung der Gabel senkrecht zur Längsrichtung der Tischplatte 5. Wird das Zielgerät daher in
Tischlängsrichtung verschoben, dann wird das Seil 11 in
Richtung des Pfeiles 21a bzw. 216 ausgelenkt, und diese
Auslenkung überträgt sich auf die Gabel, deren anderes Ende in diesem Fall in Richtung auf die Pfeile 22a bzw.
226 bewegt wird, wobei der Mikroschalter 20a bzw. 2Od betätigt wird. Die Mikroschalter 20a und 2Od sind so in
den Steuerkreis des Antriebsmotors 15 aufgenommen, daß dadurch die Drehrichtung dieses Motors festgelegt
wird.
Wird also beispielsweise das Seil 11 in Richtung des
Pfeils 21a ausgelenkt und somit der Mikroschalter 20a betätigt, wird der Motor 15 mit der Drehrichtung
eingeschaltet, in der der Wagen 13 ebenfalls in Richtung des Pfeiles 21a verschoben wird. Der Wagen folgt also
den Bewegungen des Zeilgerätes. Beim Anhalten des Zielgerätes wird der Wagen noch etwas nachgeführt.
Danach befindet sich auch die Gabel 18 wieder in einer Mittelstellung und betätigt nicht mehr den Mikroschalter
20a, so daß auch der Antrieb stoppt.
Gemäß Fig. 3 kann das Seil 11 auch durch ein Loch
23 in einer »schwimmend« horizontal geführten Platte
24 verlaufen. Wird das Zielgerät dabei in Richtung der
Schienen bewegt, dann wird das Seil 11 in dieser Richtung ausgelenkt, wobei die Platte 24 mitgenommen
und in einer der beiden Mikroschalter 2Oo bzw. 20a betätigt wird, der den Motorantrieb steuert, wie in
Verbindung mit F i g. 2 beschrieben.
Es ist auch möglich, daß bei den Ausführungsformen nach Fi g. 2 und 3 die Seilauslenkung auf einen Abgriff
eines nicht dargestellten Potentiometers übertragen wird, und daß die abgegriffene Spannung zur Geschwindigkeitssteuerung
des Motors benutzt wird, derart, daß die Geschwindigkeit mit der Seilauslenkung zunimmt.
In Fig.4 ist eine Möglichkeit skizziert, die Auslenkung
des Seils U optisch zu erfassen. Dabei wird das von einer Strahlenquelle 25 emittierte Licht über eine
Linsenanordnung 26 auf eine Blendenplatte 27 geworfen, die einen Strahl 28 mit geringem Querschnitt
ausblendet Im Ruhezustand werden die Fotodioden 29a und 29d gleichmäßig durch das Seil abgeschirmt. Wird
das Seil jedoch ausgelenkt, dann beleuchtet der Strahl 28 eine der beiden Fotodioden 29a bzw. 29b stärker,
wodurch der Antriebsmotor mit einer Drehrichtung eingeschaltet wird, in der der Wagen 10 dem Zielgerät
nachgeführt wird. Auch hier kann die Amplitude der Differenzsspannung an den beiden Dioden in der
beschriebenen Weise zur Geschwindigkeitssteuerung
herangezogen werden. — Es ist nicht erforderlich, daß die Position des Seils direkt abgetastet wird. Es kann
beispielsweise auch die Position eines Übertragungsgliedes abgetastet werden, das — ähnlich wie die Gabel
18 in F i g. 2 oder die Platte 24 in F i g. 3 — mil dem Seil
gekoppelt ist und bei einer Auslenkung des Seils in einer horizontalen Ebene verschoben wird. Die Strahlenquelle
25, die Linsenanordnung 26, die Blendenplatte 27 und die Dioden 29a und 29b können am Gehäuse des
Deckengewichtsausgleichs 10 in einigem Abstand vom Umlenkpunkt des Seils 11 angeordnet sein. Sie könnten
grundsätzlich auch am Zielgerät bzw. am Bildverstärker angebracht sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Auslenkung des Seils zur Steuerung
des Nachlaufs herangezogen, und das Seil bildete einen Teil einer Nachlaufsteuerung für den Motor. Diese
Ausfiihrup.gsforrn hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen
Signalleitungen zwischen dem Zielgerät und dem Deckengewichtsausgleich erforderlich sind.
Es ist jedoch auch eine rein elektrische Nachlaufsteuerung möglich, bei der die Bewegungen des
Zielgeräteturms 8 in Tischlängsrichtung auf einen Potentiometerabgriff übertragen werden und bei der
die an diesem im Untersuchungsgerät angeordneten Potentiometer abgegriffene, die Position des Zielgeräts
repräsentierende Spannung mit einer Spannung verglichen wird, die von einem vom Motor 15 verstellten
Potentiometer geliefert wird und die Stellung des Wagens an der Decke repräsentiert. Bei Abweichungen
zwischen diesen beiden Spannungen wird der Wagen 13 durch den Antriebsmotor solange verschoben und das
damit gekoppelte Potentiometer solange nachgestellt, bis beide Spannungen übereinstimmen.
Bei einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Untersuchungsgerät genügt im allgemeinen nicht ein
Potentiometer allein zur Erzeugung einer Spannung, die der Verschiebung des Zielgeräts in einer horizontalen
Ebene entspricht. Die Verschiebung des Zielgeräts in horizontaler Richtung hängt nämlich nicht nur von der
Verschiebung des Zielgeräteturms in bezug auf die Patientenlagerungsplatte 5 ab, sondern auch von der
Neigung der Lagerungsplatte in bezug auf die Horizontale. Diese kann dadurch berücksichtigt werden,
daß die die Position des Zielgeräts darstellende Spannung über ein sogenanntes Kosinus-Potentiometer
zugeführt wird, das zusammen mit der Schwenkbewegung verstellt wird und ein vom Kosinus des
Neigungswinkels der Tischplatte abhängiges Signal liefert. Ebenso geht der Abstand des Röntgenzielgerät?
von der Tischplatte 5 ein. Eine diesen Abstand repräsentierende Spannung liegt bei modernen Untersuchungsgeräten,
die mit einer sogenannten automatischen Tiefenblende ausgestattet sind, ohnehin an. Diese
) Spannung wird über ein ebenfalls durch die Schwenkbewegung verstellbares Sinuspotenliometer, das ein dem
Sinus des Neigungswinkels der Tischplatte proportionales Signal liefert, zu dem Spannungswert addiert, der der
Stellung des Zielgeräteturms 8 in bezug auf die
in Tischplatte 5 unter Berücksichtigung der Neigung
entspricht.
Bei dem in Fig. I skizzierten Gerät wird der Deckengewichtsausgleich dem Röntgenzielgerät nur in
Richtung parallel zu den Schienen 14 nachgeführt. Wird
ι > das Zielgerät senkrecht dazu verschoben, dann zieht das
Seil das linke Ende des Deckengewichtsausgleichs mit, wobei dieser um den Zapfen 12 geschwenkt wird. Da die
Verschiebung eines Zielgeräts in Richtung senkrecht zu den Schienen 14, d. h. senkrecht zur Tischlängsrichtung,
2(i im allgemeinen klein ist, ergeben sich dabei keine
Schwierigkeiten. Bei größeren Verschiebungen in dieser Richtung ist es zweckmäßig, den Deckengewichtsausgleich
starr mit dem Wagen 13 zu verbinden und eine zweite Nachlaufsteuerung vorzusehen, die senkrecht
.'■> zur Richtung der ersten Nachlaufsteuerung wirkt. Zu
diesem Zweck dürften die Schienen 14 nicht direkt an der Decke befestigt sein, sondern müßten von einem
weiteren Wagen getragen werden, der in an der Decke befestigten Schienen senkrecht zu den Schienen 14 läuft
!" und der von einem weiteren Motor mit einer
entsprechenden Nachlaufsteuerung angetrieben wird.
In diesem Fall müßten die Seilauslenkungen nicht nur in der einen horizontalen Richtung, sondern auch
senkrecht dazu erfaßt werden. Dies könnte z. B. dadurch
J> erfolgen, daß bei der Anordnung nach Fig. 2 eine zweite Gabel 18 benutzt würde, die zu der gezeichneten
Gabel um 90° versetzt angeordnet sein müßte und zwei weitere Mikroschalter für die Steuerung des weiteren
Motors betätigen müßte. — Bei der Anordnung nach
w F i g. 3 müßten lediglich an den freien Stirnflächen der
Platte 24 zwei weitere Mikroschalter zur Steuerung des weiteren Antriebsmotors vorgesehen sein. — Bei der
Anordnung nach F i g. 4 müßte dann die Seilauslenkung mit 4 Fotodioden — insbesondere einer sogenannten
4ϊ Vierquadrantendiode — abgetastet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Anordnung zum Gewichtsausgleich eines an einem Röntgengerät bewegbar angeordneten Geräteteils,
insbesondere eines Röntgenzielgerätes mit einem in einer horizontalen Ebene oberhalb des
Röntgengeräts verfahrbaren Wagen, an dem ein Gewichtsausgleich befestigt ist, der an einem
flexiblen Verbindungsorgan das Geräteteil trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen
(13) den Bewegungen des Geräteteils (2 ... 4) in horizontaler Richtung mittels eines Motorantriebs
(15) nachführbar ist, der von einer Nachlaufsteuerung gesteuert wird, die mit einem von der
Verschiebung des Geräteteils (2 ... 4) in der horizontalen Richtung abhängigen Signal beaufschlagt
wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Gewichtsausgleich eine Fühlereinrichtung verbunden ist, die ein von der
Auslenkung des Verbindungsorgans (U) aus der lotrechten Lage abhängiges Signal erzeugt, das zur
Steuerung des Motorantriebs (15) dient.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung ein in einer
horizontalen Ebene geführtes, von dem flexiblen Verbindungsorgan bei einer horizontalen Auslenkung
mitgenommenes Glied (18 bzw. 24) enthält.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (18 bzw. 24) mit wenigstens
zwei Schaltern (20a, 20b) gekoppelt ist, von denen der eine die Einschaltung des Motorantriebs in der
einen Drehrichtung und der andere die Einschaltung in der anderen Drehrichtung bewirkt.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Seils optisch
abgetastet wird und daß die Abtastsignale zur Steuerung des Motorantriebs (15) dienen.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Geräteteils in
bezug auf das Röntgengerät von einer Potentiometerspannung die Nachlaufsteuerung beaufschlagt.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit
des Motorantriebs in Abhängigkeit von der Auslenkung des flexiblen Verbindungsorgans
Steuer- bzw. regelbar ist.
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