DE2821319A1

DE2821319A1 - Vorrichtung zur fuehrung von transportkabeln

Info

Publication number: DE2821319A1
Application number: DE19782821319
Authority: DE
Inventors: Myles Stephan Gansfried
Original assignee: US Philips Corp
Current assignee: US Philips Corp
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2391143A1; GB1603546A; DE2821319C3; FR2391143B1; JPS5818856B2; IT7823527A0; US4114043A; DE2821319B2; JPS53143993A; IT1096228B

Description

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cupp/deen/ms

2-5-1978

"Vorrichtung zur Führung von Transportkabeln."

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit

einem in einem Gestell um eine horizontale Achse und in einer vertikalen Ebene drehbaren ersten plattenförmigen Organ, das mit einer Führung für ein in bezug auf das erste plattenförmige Organ in einer vertikalen Ebene verschiebbares zweites plattenförmiges Organ versehen ist, auf dem sich ein Energieverbraucher befindet, der mit einer Energiequelle mittels zumindest eines biegsamen Transportkabels verbunden ist, das nahe seinem Ende mit dem Energieverbrauclier und nahe seinem anderen Ende mit dem Gestell verbunden ist, welche beiden plattenförmigen Organe mit einer Öffnung zum Positionieren eines zu untersuchenden Objekts versehen ist.

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Die eingangs erwähnte Vorrichtung ist insbesondere für die Führung und Unterstützung mehrerer Transportkabel in Röntgenapparaten ausgelegt, wie beispielsweise für einen axialen Tomographieröntgenabtaster. Derartige Abtaster werden in grossem Umfang zu.r Anfertigung von Absorptionsbildern von zu untersuchenden Patienten verwendet. Diese Absorptionsbilder werden mit Hilfe eines Rechners zusammengesetzt, der Absorptionsmesswerte eines gegenüber einem Röntgenstrahier angeordneten Strahlungsdetektors verarbeitet. Diese Bilder beziehen sich oft auf die Gewebestruktur scheibenförmiger Körperquerschnitte, die senkrecht auf der Körperachse eines Patienten stehen. Dazu wird ein flaches fächerförmiges Strahlungsbündel benutzt. Sowohl der Strahler als auch der Strahlungsdetektor müssen eine rotierende und translatorische Bewegung ausführen können, um den Patienten aus einer Vielzahl von Richtungen durchstrahlen zu können.

Zum Zuführen unter anderem elektrischer Energie zum Strahler und zum Strahlungsdetektor werden biegsame Transportkabel benutzt, die nahe ihrem einen Ende mit einer fest angeordneten Energiequelle und nahe ihrem anderen Ende mit dem Strahler bzw. mit dem Strahlungsdetektor (Energieverbraucher) verbunden sind. Die Transportkabel können auch zum Zuführen von Kühlwasser zum Strahler dienen. Der Begriff Transportkabel sei hier also in weitem Sinne aufzufassen.

Durch die aufeinanderfolgende Translations- und

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Rotationsbewegungen des Strahlers bzw. des Strahlungsdetektors sind die Transportkabel sich stets ändernden Durchbiegungen ausgesetzt, so dass sie zur Vermeidung von Beschädigungen unterstützt und geführt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, in der die Transportkabel auf zuverlässige Weise unterstützt und geführt sind.

Eine erfindungsgemässe Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Transportkabel zwischen seinen beiden Enden mit dem ersten plattenförmigen Organ zum Erhalten

eines ersten in einer Ebene liegenden Kabelteils und eines in . einer senkrecht auf der ersten Ebene stehenden zweiten Ebene liegenden zweiten Kabelteils befestigt ist, welcher erste Kabelteil von einer vom Gestell getragenen kreisförmigen Führung abwickelbar und der zweite Kabelteil zwischen seinen beiden Befestigungspunkten um eine Walze geführt ist, die auf einem über das erste plattenförmige Organ verschiebbaren Schlitten drehbar ist, der von einem auf dem ersten plattenförmigen Organ befestigten Antrieb angetrieben ist, der ebenfalls der zweite plattenförmige Organ mit einer Geschwindigkeit antreibt, die in einem festen Verhältnis zur Geschwindigkeit des Schlittens steht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert» Es zeigen Fig. 1 eine Frontansicht einer bevorzugten

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Aus führ tings form einer er f indungs gemäs s en Vorrichtung in der Perspektive,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Teils der

Vorrichtung nach Fig. 1 in vergrössertera Massstab in der Perspektive,

Fig. 3 eine Rückansicht eines Teils der Anordnung nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab in der Perspektive,

Fig. h eine Ansicht einer Ketten-Kabelkombination in einer Vorrichtung nach den vorangehenden Figuren in vergrössertem Massstab in der Perspektive,

Fig. 5 ein Detail einer Befestigung der Kette-Kabelkombination nach Fig. h,

Fig. 6a, OB" und 6C schemati'sch die Vorrichtung nach Fig. 1 bei verschiedenen ¥inkelpositionen des ersten plattenförmigen Organs.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist ein sogenannter axialer Tomographieröntgenabtaster, von dem der Deutlichkeit halber die Verarbeitungseinheit (Rechner, Monitor, Drucker usw.) nicht dargestellt ist. Die Vorrichtung besitzt ein Gestell 12, das um eine horizontale Achse kippbar ist, die in einer vertikalen Säule 18 unterstützt wird. An der rechten Seite des Gestells 12 befinden sich, eine nicht sichtbare zweite Achse 20 und eine zweite vertikale Säule 18. Die Vorrichtung 1 wird häufig bei der in Fig. 1 dargestellten vertikalen Stellung des Gestells 12 benutzt. Das Gestell besitzt 2wei parallel zueinander verlaufende Seitenwände 22 und

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23$ die auf den Achsen 20 gelagert sind. In der Mitte des Gestells 12 befindet sich ein Tragring 28, der durch Querverbindungen 25 und 26 an den Seitenwänden 22 bzw. 23 befestigt ist. Auf dem Tragring ist ein Zahnring 32 drehbar gelagert.

Der Zahnring 32 ist auf einer Platte 14 befestigt (erstes plattenförmiges Organ). Im Gestell 12 befindet sich ein Ritzel r}h, das mit dem Zahnring 32 im Eingriff steht. Das Ritzel 34 wird über eine in dem Gestell 12 angeordnete Zahnradübertragung 36 und einen der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht dargestellten Motor .56 angetrieben (siehe Fig. 3)«Die - Zahnradübertragung 36 und der Motor 56 sind auf eine nicht näher angegebene ¥eise an der Querverbindung 26 befestigt.

An der Vorderseite der Platte 14 befinden sich zwei parallel zueinander verlaufende Schienen 38 und 39» über die eine mit der Platte 14 parallel verlaufende Platte (zweites plattenförmiges Organ) verschoben werden kann. Die Translationsbewegung der Platte 16 wird mit einem angetriebenen Ritzel 46 erhalten, das mit einer an der Vorder— seite der Platte 16 befestigten Zahnstange 48 im Eingriff steht, die parallel zu den Schienen 38 und 39 verläuft. Das Ritzel 46 wird von einem Motor 41 getrieben, der mit Hilfe einer Zahnradübertragung 42 mit dem Ritzel 46 gekoppelt χβφ. Der Motor 41 und die Zahnradübertragung 42 sind auf der Platte 14 befestigt. Das Ritzel 46 ist auf einer in der dargestellten Stellung des Gestells vertikal stehenden Achse 44' montiert,

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auf der noch ein zweites Ritzel 106 für einen nachstehend beschriebenen Zweck montiert ist.

Die Platten 14 und 16 sind mit zentralen Offnungen 50 bzw. 51 zum Positionieren eines zu untersuchenden Patienten versehen. Diese Untersuchung geschieht mit Hilfe eines auf der Platte 16 befestigten Strahlers 53, der beispielsweise ein Röntgenstrahier sein kann. Dem Röntgenstrahier 53 gegenüber befindet sich in dem Fall ein auf der Platte 16 befestigter Röntgendetektor $k zur Messung der einen Patienten durchsetzenden Röntgenstrahlung. ISeser Messvorgang erfolgt für eine Anzahl verschiedener Positionen des Röntgenstrahlers 53 in bezug auf den Patienten. Diese Positionen können durch Rotation der Platte 14 und durch Translation der Platte 16 in bezug auf die Platte lh erhalten werden, wobei sich der Patient in einer festen Lage befindet. Die Rotations- und Translationsbewegung der Platten 14 bzw. 16 erfolgen nacheinander. Dazu sind die Motoren 41 und 56 an einen nicht näher beschriebenen Zeitregler 58 angeschlossen (siehe Fig. 3)·

Für die elektrische Speisung des Röntgenstrahlers 53 und des Detektors $k sowie für eine eventuelle Kühlung des Röntgenstrahlers 53 wird eine Anzahl biegsamer Transportkabel benutzt, die ab einem bestimmten Punkt auf eine näher zu beschreibende Weise gebündelt sind. An der Stelle der Bezugsziffer 60 in Fig. 1 wird das ziemlich lose zusammengehaltene Bündel Transportkabel 59 in Aufwärtsrichtung in die Vorrichtung nach einem fest im Gestell 12 angeordneten Bügel 73 geführt.

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Von einem ersten Bügel 73 werden die Transportkabel 59 so gebündelt, dass ihre Mittellinien in der gleichen Ebene liegen. Ein derartiges Bündel wird mit Hilfe zweier sich an beiden Seiten der Transportkabel 59 erstreckenden Ketten 66 und 67 erhalten, die durch eine Vielzahl , in regelmässigen Abständen voneinander befindlicher, profilierter Querverbindungen 69 (siehe Fig. 3 und 4) parallel zueinander gehalten werden. Die Transportkabel sind auf näher zu beschreibende Weise auf den Querverbindungen befestigt. Hinter dem Bügel 73 werden die Ketten 66 und 67 nacheinander über ein drehbares doppeltes Kettenrad 63 und ein drehbares doppeltes Kettenrad 64 geführt. Anschliessend werden die Ketten 66 und 67 über eine Anzahl drehbarer Kettenräder 93 geführt, die paarweise in einem Kreis angeordnet sind und mit den Ketten in Eingriff stehen. Die Kettenräder 93 sind auf dem fest angeordneten Tragring 28 montiert (Fig. 1). Auf der Platte 14 ist ein zweites Bügel 75 befestigt, von dem sich das zwischen den Bügeln 73 und 75 feste Bündel Transportkabel 59 weiter in einem loseren Bündel erstreckt, das nicht von Ketten mit Querverbindungen zusammengehalten wird. Die Ketten 66 und 7$haben ihre Enden nahe den Bügeln 73 und 75. Die Transportkabel 59 bilden zwischen den Bügeln 73 und 75 einen sogenannten ersten Transportkabelteil 61, der stets in einer vertikalen Ebene liegt. Um einen Unterschied zwischen ziemlich lose gebündelten Transportkabeln und fest gebündelten Transportkabeln zu erhalten,ist auf die betreffende Teile mit verschiedenen Bezugsziffern verwiesen (59/ 61, 70)· An der Stelle der Bügel

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73 und 75 sind die Ketten 66 und 67 am Gestell 12 bzw. an der Platte 14 befestigt. Die Ketten 73 und 75 werden an der Stelle der Bügel 73 und 75 ebenfalls gespannt gehalten (siehe Fig. 5)· Der Bügel 73 ist mit einer Öffnung 77 für eine jede der Ketten versehen (es ist nur eine Öffnung sichtbar). Durch die Öffnung 77 hindurch ist eine an der betreffenden Kette 67 befestigte Zugstange 78 gesteckt, die mit einem Vorsprung 79 versehen ist. Zwischen dem Vorsprung 79 und dem Bügel 73 befindet sich eine um die Zugstange 78 angebrachte vorgespannte Druckfeder 80. Ein derartiger Aufbau ist auch beim Bügel 75 angewandt.

Das drehbare Kettenrad Jk ist mit Hilfe einer Flanschplatte 82 (siehe Fig. 3) am Gestell 12 befestigt. Im Gestell 12 befindet sich eine fest angeordnete Führung, die zwei parallel zueinander verlaufende horizontale Führungsstangen 85 enthält, längs denen ein verschiebbarer Wagen 84 geführt ist. Das Kettenrad 63 ist auf dem ¥agen 84 drehbar montiert. Der ¥agen 8'+ ist mit Hilfe einer Klemme 9I mit einem horizontalen Zahnriemen 89 gekoppelt, der vom Motor 56 über eine Zahnradtibertragung 87 und eine Kette 90 angetrieben wird. Es wird klar sein, dass das Ubertragungsverhältnis zwischen dem Ritzel 34 und dem Zahnring 32 (siehe Fig. 1) und das Übertragungsverhältnis zwischen der Zahnradübertragung 87, der Kette 90 und der Klemme 91 so gewählt ist, dass bei der Drehung des Zahnrings 32 und der Platte 15 das .abgewickelte Kabelteil durch die Verschiebung des Wagens 84 mit dem Kettenrad 63 über die Führungsstangen 85 ausgeglichen wird.

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Vom Bügel 75 wird das ziemlich lose zusammengehaltene Transportkabelbündel 59 ohne Ketten zu einem auf der Platte 14 befestigten Bügel 95 geführt. Der Bügel 95 ist vom gleichen Typ wie die Bügel 73 und 75. Zwischen dem Bügel 95 und einem auf der Platte 16 befestigten gleichartigen Bügel 96 sind zwei Ketten 7I und 72 gespannt, die sich an beiden Seiten der Transportkabel erstrecken, und an denen die Transportkabel gemäss Fig. h befestigt sind. Die Transportkabel sind zwischen den Bügeln 95 und 96 zusammen mit den Ketten 71 uad 72 in einem festen Bündel um ein doppeltes Kettenrad 98 geführt, das mit den beiden Ketten 71 und 72 im Eingriff steht. Auf diese Weise ist ein sogenannter zweiter Transportkabelteil 70 entstanden. Die vom zweiten Transportkabelteil 70 gebildete Schleife steht senkrecht auf der Schleife, die vom ersten Transportkabelteil 61 gebildet wird. Dieser Zusammenhang bleibt während alle Bewegungen der Platten Ik und 16 aufrechterhalten.

Das drehbare Kettenrad 98 ist auf einem Schlitten 100 befestigt, der längs einer auf der Platte 14 befestigten

ZQ Führung 102 verschiebbar ist, die parallel zu den Schienen 38 und 39 verläuft. Der Schlitten 100 ist mit einer Zahnstange 104 versehen, die mit einem Ritzel IO6 in Eingriff steht, das vom Motor 41 über eine Zahnradübertragung 42 angetrieben wird. Der Motor 41 und die Zahnradübertragung k2 sind auf der Platte 14 befestigt. Vie bereits erwähnt wurde, treibt der Motor 41 über die Zahnradübertragung kZ ebenfalls das Ritzel k6 an, das mit der

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Zahnstange k8 an der Vorderseite der Platte 16 (Fig. 1) im Eingriff steht. Veil Fig. 1 ein sogenannte Explosivzeichnung ist, sind der Deutlichkeit halber die Buchstaben A und B eingeführt, um entsprechende Punkte in den verschiedenen Teilen zu bezeichnen.

Bei der Verschiebung der Platte 16' über die Platte 14 bewegt sich die Platte 16 mit einer relativen Geschwindigkeit in bezug auf die Platte 15» die zweimal grosser ist als die relative Geschwindigkeit des Schlittens 100 in bezug auf die Platte ^k, Die ¥ickelkreise der Ritzel 46 und IO6 sind damit in Uberein-Stimmung. Bei einer gleichen ¥inkelgeschwindigkeit der beiden Ritzel bedeutet solches,dass der Wickelkreis des Ritzels 46 einen zweimal grösseren Durchmesser hat als der Wickelkreis des Ritzels 106.

Vom Bügel 96 sind die Transportkabel 59 (Fig. 2) in einem verhältnismässig losen Bündel weitergeführt. Nach der Trennung führt" ein Teil der Kabel zum Röntgenstrahier 53 und ein anderer Teil zum Detektor '-^h... Die beschriebene Vorrichtung schafft eine zuverlässige und kompakte Führung der Transportkabel sowohl in stationärem Zustand der Pldten

^O 14 und 16 als auch in allerhand verschiedenen Positionen, die die Platten 14 und 16 in bezug aufeinander und in bezug auf das GestellΊ2 einnehmen können. Die Transportkabelteile 61 und 70 können auch an einem über Walzen geführten möglicherweise gezahnten Riemen statt an den"beschriebenen Ketten befestigt sein.

Die Führung des Transportkabelteils 61 kann auch eine mitdrehende Führung sein, die am Zahnring oder an der Platte 14 befestigt ist.

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Wenn diese mitdrehende Führung die Form einer Rinne hat, wird sogar keine Kette oder kein Riemen für die Führung benötigt. Die"durch Querverbindungen zusammengehaltenen gesonderten Kabel wickeln sich dabei einfach von der rinnenförmigen Führung ab.

Die Querverbindungen 69 für die gesonderten Transportkabel werden vorzugsweise gemäss Fig. h ausgeführt. Die an den Ketten 66, 67 und 71» 72 befestigten Querverbindungen 69 bestehen aus profilierten Streifen, die eine solche Form haben, dass die Mittellinien der Kabel in einer gleichen Ebene liegen. Die in Fig. k dargestellte übliche Sammlung von Transportkabeln 59 enthält ein Hochspannungsspeisekabel 110 für den Röntgenstrahier 53» ein KühlwasserZuführungskabel bzw. ein Kühlwasserabführungskabel 112 für den Röntgenstrahier 53, ein Erdungskabel 113 unfl ein Speisekabel 114 für den Detektor 5^· Die Kabel werden mit Hilfe biegsamer Spannbäiider 108 auf den Querverbindunen 69 befestigt.

Vie bereits erwähnt wurde, stellen die Fig. 6A,

6b und 6C schematisch verschiedene Vinkelpositionen der Platte 14 dar.Klar ist ersichtlich, wie die zu diesen Positionen gehörende Position des ersten Transportkabelteils 61 ist.

Obgleich die Erfindung an Hand eines axialen

Tomographieröntgenabtaster für Patienten beschrieben ist, ist sie auch für das' Untersuchen nicht organischer Objekte verwendbar. Es kann beispielsweise an die Untersuchung von Gussstücken gedacht werden. Statt eines Detektors kann auch ein Röntgenfilm gegenüber dem Strahler angeordnet sein. Auch ist

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es denkbar, dass keine externe Strahlenquelle vorhanden ist, sondern nur ein Detektor zum Detektieren beispielsweise in einem organischen Ob'jekt gestreuter Isotopen. Faktisch ist die Vorrichtung an allen Stellen anwendbar, an denen sich ein für die Untersuchung des Objekts angeordneter Energieverbraucher auf einem in bezug auf ein erstes drehbares plattenförmiges Organ verschiebbares zweites plattenförmiges Organ befindet. Der Ausdruck "plattenförmig" muss im allgemeinen Sinne aufgefasst werden. Alle Ketallorgane, deren Dickenabmessung verhältnismässig gering ist in bezug auf die Längen- und Breitenabmessung bzw. andere Abmessungen (beispielsweise eine kreisförmige Platte) und die in einer Vorrichtung nach obiger Beschreibung verwendbar sind, müssen als plattenformige Organe betrachtet werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1 .j Vorrichtung mit einem in einem Gestell um eine

horizontale Achse und in einer vertikalen Ebene drehbaren ersten plattenförmigen Organ, das mit einer Führung für ein in bezug auf das erste plattenförmige Organ in einer vertikalen Ebene verschiebbares zweites plattenförmiges Organ versehen ist, auf dem sich ein Energxeverbraucher befindet, der mit einer

Energiequelle mit Hilfe mindestens eines biegsamen Transportkabels verbunden ist, das nahe seinem Ende mit dem Energxeverbraucher und nahe seinem anderen Ende mit dem Gestell verbunden .
ist, welche beiden plattenförmigen Organe mit einer Öffnung
zum Positionieren eines zu untersuchenden Objekts versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportkabel zwischen
seinen beiden Enden mit dem ersten plattenförmigen Organ zum Erhalten eines ersten in einer ersten Ebene liegenden Kabelteils und eines in einer senkrecht auf der ersten Ebene
stehenden zweiten Ebene liegenden zweiten Kabelteils befestigt ist, welcher erster Kabelteil von einer vom Gestell unterstützten kreisförmigen Führung abwickelbar ist, während der zweite
Kabelteil zwischen seinen beiden Befestigungspunkten um eine ¥alze geführt ist, die auf einem über das erste plattenförmige Organ verschiebbaren Schlitten drehbar ist, der von einem auf dem ersten plattenförmigen Organ befestigten Antrieb angetrieben ist, der ebenfalls das zweite plattenförmige Organ mit einer Geschwindigkeit antreibt,die zur Geschwindigkeit des Schlittens in einem festen Verhältnis steht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der Energieverbraucher einen Röntgenstrahier mit einem ihn gegenüber angeordneten Röntgenstrahlungsdetektor enthält. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportkabel an einer sich längs beider Kabelteile erstreckenden Kette befestigt ist, wobei der erste Kabelteil mit drehbar im Gestell in einem Kreis angeordneten Walzen im Eingriff steht, während der zweite Kabelteil mit einem mit der drehbaren Walze auf dem Schlitten verbundenen Ritzel im Eingriff steht.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass das Transportkabel an sich an beiden Seiten längs des Kabels erstreckenden Ketten mit Hilfe senkrecht auf dem Körper stehender, mit den Ketten verbundener profilierter Querverbindungen befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das Transportkabel mit Hilfe eines Spannbandes auf einer Querverbindung befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kabelteil um eine erste und eine zweite im Gestell angeordnete drehbare Walze geführt ist, wobei die erste Walze um eine feste Achse drehbar ist, während die zweite Walze längs einer Horizontalführung im Gestell mit Hilfe eines Wagens verschiebbar ist.

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