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Die
Erfindung betrifft ein Filter, das einen Stapel Folien enthält, die örtlich aneinander
befestigt sind, und das auch verhältnismäßig starre Bauteile enthält, die
zu beiden Seiten des Folienstapels liegen und von denen zumindest
eines an einer Außenfläche des
Folienstapels mit Hilfe eines Pufferbauteils befestigt ist, wobei
das starre Bauteil ermöglicht, dass
die Folien in einer quer zur Oberfläche verlaufenden Hauptrichtung
voneinander weg bewegt werden, wobei zwischen den Folien Kanäle gebildet
werden.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Röntgenuntersuchungsgerät, das mit
einem derartigen Filter versehen ist. Im Kontext der vorliegenden
Patentanmeldung ist unter einem Filter irgendein System von Kanälen zu verstehen,
das eine Anzahl von Kanälen umfasst.
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Ein
Filter und ein Röntgenuntersuchungsgerät dieser
Art werden in der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung
98201706.3 auf den Namen der Anmelderin beschrieben. Die vorstehende
Anmeldung entspricht WO-99/62075, die ein Filter und ein Röntgenuntersuchungsgerät beschreibt
und WO-99/61235, die ein Verfahren zum Herstellen von Honigwabenstrukturen
beschreibt.
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Um
die Kanäle
zwischen den Folien zu bilden, sind die miteinander verbundenen
Folien verformbar und werden gesondert in einer Hauptrichtung bewegt,
die quer zu den Oberflächen
der Folien in dem Stapel verläuft,
insbesondere den Außenflächen. Der
Abstand zwischen den Außenflächen des Folienstapels
nimmt dann zu; die Abmessung der Folien in einer Kanalrichtung,
die parallel zu den zu formenden Kanälen verläuft, bleibt die gleiche, während die
Folien in einer Querrichtung, die quer zur Kanalrichtung und der
Hauptrichtung verläuft
und parallel zur Oberfläche,
wellenförmige
Muster annehmen, wobei die Abmessung des Folienstapels in der genannten
Querrichtung infolge der genannten wellenförmigen Muster kleiner wird.
Die starren Bauteile werden nur voneinander weg bewegt und unterliegen keiner
Verformung. Das Pufferbauteil dient dazu, einen gleitenden Übergang
zwischen den starren Bauteilen und den Außenflächen von veränderlichen
Abmessungen zu bilden, sodass die nahe den Außenflächen des Folienstapels liegenden
Folien das gleiche wellenförmige
Muster annehmen können
wie die Folien, die nahe der Mitte des Stapels liegen. Daher werden
alle zwischen den Folien liegenden Kanäle die gleiche Form haben.
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In
der genannten europäischen
Patentanmeldung ist das Pufferbauteil aus einem Gummi, einem viskoelastischen
Material oder einem elastischen Material hergestellt. Materialien
dieser Art haben jedoch den Nachteil, dass eine darauf in der Hauptrichtung
ausgeübte
Zugkraft und ein gewünschtes
Schrumpfen in Querrichtung mit einem Schrumpfen in der Kanalrichtung
einhergehen. Eine solche Verformung in der Kanalrichtung ist jedoch
unerwünscht,
weil die mit dem Pufferbauteil verbundene Folie dann auch einer
solchen Verformung unterliegt, sodass die gegenüber der Folie liegenden Kanäle eine
andere Form haben werden als die anderen Kanäle des Filters.
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Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Filter zu verschaffen,
in dem ein solches Schrumpfen in der Kanalrichtung verhindert wird. Diese
Aufgabe wird in dem erfindungsgemäßen Filter dadurch gelöst, dass
das Pufferbauteil Elemente enthält,
die hauptsächlich
in einer parallel zur Oberfläche
der Folien und quer zu den Kanälen
verlaufenden Richtung zueinander bewegbar sind. Das erfindungemäße Pufferbauteil
bewirkt keine oder nur eine vernachlässigbar kleine Verformung in
der Kanalrichtung und wird nur in der Querrichtung verformt. Die Elemente
des Pufferbauteils können
Lamellen umfassen, Wicklungen einer Feder usw.
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WO-93/01048
beschreibt ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen von Honigwabenstrukturen aus
thermoplastischen Materialien unter Verwendung von Schweißverbindungen.
Dieses Dokument bezieht sich nicht auf ein Filter oder ein Röntgengerät. Auch
wird kein Pufferbauteil verwendet.
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Verschiedene
Ausführungsformen
von Pufferbauteilen, die solche Verformungseigenschaften haben,
werden in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Filters
enthält
das Pufferbauteil eine Anzahl Lamellen, von denen jede nahe einem
ersten Rand starr mit einer Platte verbunden ist, die das starre Bauteil
bildet, wobei jede Lamelle mit einer der Außenflächen des Folienstapels mittels
eines zweiten, vom ersten Rand abgewandten Randes verbunden ist,
wobei die zweiten Ränder
parallel zu den Kanälen verlaufen
und zueinander bewegbar sind, während die
Folien sich in der Hauptrichtung voneinander weg bewegen.
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Die
zweiten Ränder
der Lamellen, die beispielsweise aus Papier oder Folie hergestellt
sind, können
sich in relativ einfacher Weise zueinander in Querrichtung bewegen,
ohne das die Lamellen einer Verformung in der Kanalrichtung unterliegen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Filters
ist das Pufferbauteil mit einer Feder versehen, die Windungen enthält, wobei
das starre Bauteil durch die Windungen verläuft und die Windungen an einer
vom starren Bauteil abgewandten Seite mit einer der Außenflächen des
Stapels verbunden sind.
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Die
Windungen der Federn können
in der Querrichtung aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden.
Die Abmessung der Windungen in der Kanalrichtung verändert sich
nicht oder nur kaum.
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Das
erfindungsgemäße Filter
ist geeignet zur Verwendung in einem Röntgengerät, das eine Röntgenquelle
und einen Röntgendetektor
enthält,
wobei das Filter zwischen der Röntgenquelle
und dem Röntgendetektor
angeordnet ist. In die Kanäle
des Filters wird eine Röntgenstrahlen
absorbierende Flüssigkeit
eingebracht, wobei das Röntgenabsorptionsvermögen jedes
Kanals durch Einstellung der Menge an Röntgenstrahlen absorbierender
Flüssigkeit
in den einzelnen Kanälen
einstellbar ist.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 ein
Filter gemäß der nicht
vorveröffentlichten
europäischen
Patentanmeldung 98201706.3,
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2A und 2B ein
erfindungsgemäßes Filter
mit nebeneinander liegenden Folien bzw. mit voneinander weg bewegten
Folien,
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3A bis 3D unterschiedliche
Perspektivansichten einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,
in dem der Zusammenbau des Filters in einer Anzahl von Schritten schematisch
dargestellt wird, und
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4A bis 4C eine
Perspektivansicht, eine Seitenansicht und eine Vorderansicht einer
dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Filters.
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Gleiche
Teile in der Zeichnung sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt
ein Filter wie in der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung 98201706.3
offenbart ist. Das Filter 1 enthält eine Anzahl von synthetischen
Folien 2, von denen in 1 vier gezeigt
sind. Im Fall eines Filters 1 für ein Röntgenuntersuchungsgerät sind beispielsweise
mehr als hundert Folien miteinander verbunden. Die synthetischen
Folien 2 sind örtlich
entlang Nähten 3 aneinander
befestigt. Die äußeren Folien 2 des
Folienstapels sind mit Hilfe einer Klebeschicht 4 an Pufferbauteilen 5 befestigt.
Die Pufferbauteile sind an einer den Folien abgewandten Seite mit
starren Metallplatten 6 verbunden. Die Platten können in
einer Hauptrichtung H, die durch Pfeile P1, P2 angedeutet wird,
voneinander weg bewegt werden. Infolge der Verlagerung der Platten 6 relativ
zueinander werden die Folien 2 über die Pufferbauteile 5 und
die Klebeschichten 4 voneinander weg bewegt. Somit werden
zwischen den Folien 2 und den Nähten 3 Kanäle 7 gebildet,
die parallel zu den Nähten 3 in
einer Kanalrichtung K verlaufen. Das Ausmaß der Verlagerung der Platten 6,
die Abmessungen der Nähte 3 und
der Abstand zwischen diesen Nähten
bestimmen den Querschnitt der Kanäle 7. Während des
sich Auseinanderbewegens der Platten 6 nehmen die Folien 2 ein
wellenförmiges Muster
an. Daher nimmt die Abmessung jeder Folie in einer quer zur Hauptrichtung
H und der Kanalrichtung K verlaufenden Querrichtung D ab. Um dafür zu sorgen,
dass die mit den Pufferbauteilen 5 verbundenen Folien ein
wellenförmiges
Muster annehmen, das gleichartig dem der nahe der Mitte liegenden
Folien ist, sollten die Pufferbauteile 5 an einer den Folien
zugewandten Seite auch eine solche Änderung in der Querrichtung
D erfahren. An einer den Folien abgewandten Seite 2 ist
das Pufferbauteil 5 jedoch mit der starren Platte 6 verbunden,
die keinen Abmessungsänderungen
unterliegt.
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Bei
dem Filter 1 gemäß der genannten
europäischen
Patentanmeldung umfasst das Pufferbauteil ein Gummi, ein viskoelastisches
Material oder ein elastomeres Material. Im Fall einer Verformung
in der Querrichtung D wird dieses Material auch einer Verformung
in der Kanalrichtung K unterliegen; wie bereits erwähnt worden
ist, ist die letztgenannte Verformung unerwünscht.
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2A und 2B zeigen
ein erfindungsgemäßes Filter 10 mit
Folien 2, die gegeneinander anliegen, bzw. Folien 2,
die voneinander weg bewegt worden sind. Das Filter 10 enthält eine
Anzahl Folien 2, die entlang von Nähten 3 aneinander
befestigt sind, und eine zweiseitige Klebeschicht 4, die
mit den Außenflächen 11 des
Folienstapels 12 verbunden ist. Das Filter 10 enthält auch
Pufferbauteile 13, von denen jedes eine verhältnismäßig große Anzahl
Lamellen 14 enthält.
Ein erster Rand jeder Lamelle 14 ist mittels einer zweiseitigen
Klebeschicht 16 mit einer Platte 6 verbunden,
die parallel zu den Folien 2 verläuft. Ein zweiter, vom ersten
Rand 15 jeder Lamelle 14 abgewandter Rand 17 ist
mit einer Seite der Klebeschicht 14 verbunden, die vom
Folienstapel 12 abgewandt ist. Der erste Rand 15 und
der zweite Rand 17 verlaufen parallel zu einer Kanalrichtung
K.
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Wie
in 2A deutlich gezeigt ist, liegen nahe dem ersten
Rand 15 die Lamellen 14 näher beieinander als nahe dem
zweiten Rand 17. Eine solche fächerförmige Anordnung der Lamellen 14 kann
beispielsweise realisiert werden, indem zuerst die ersten Ränder 15 der
Lamellen 14 mit der Klebeschicht 16 verbunden
werden. Anschließend
wird die Klebeschicht 16 um eine Röhre gebogen, sodass sich die Lamellen 14 radial
von der Röhre
aus erstrecken, woraufhin die Klebeschicht 4 auf die freien
zweiten Ränder 17 aufgebracht
wird. Nachdem so die Klebeschichten 4 und 16 an
dem Pufferbauteil 13 angebracht worden sind, werden die
Klebeschichten 4 und 16 mit dem Folienstapel 12 bzw.
der Platte 6 verbunden.
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Um
das Filter 10 aus der in 2A gezeigten
zusammengeklappten Position, in der die Folien 2 gegeneinander
anliegen, in die auseinander geklappte Position von 2B zu
bringen, werden die Platten voneinander weg in Richtungen bewegt,
die durch die Pfeile P1, P2 angedeutet sind und parallel zur Hauptrichtung
H verlaufen. Die Folien 2 nehmen dann die wellenförmigen Muster
an, die auch durch die Klebeschichten 4 angenommen worden
sind. Die Klebeschichten 4 werden dann in der Querrichtung
D verformt, sodass die zweiten Ränder 17,
die an den Klebeschichten 4 befestigt sind, aufeinander
zu bewegt werden. Die Lamellen 14 unterliegen in der Kanalrichtung
K während
einer solcher Verlagerung der zweiten Ränder 17 der Lamellen 14 keiner
Verformung. Die Klebeschicht 4 in dem in 2A und 2B gezeigten
Filter hat eine verhältnismäßig große Dicke
und dient als Übergangszone
zwischen den Folien 2 und dem Pufferbauteil 13.
Wegen der elastischen und verformbaren Klebeschicht 4 werden die äußeren Folien
immer das gleiche wellenförmige Muster
annehmen wie die Folien, die nahe der Mitte liegen.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die Klebeschicht 4 verhältnismäßig dünn zu machen;
die äußeren Folien
folgen dann im Wesentlichen der gleichen Kontur wie die zweiten
Ränder 17 der
Lamellen 14 und erst von einem kleinen Abstand zu den Rändern 17 an nehmen
alle Folien ein gleichartiges wellenförmiges Muster an.
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In
beiden Fällen
unterliegen die Lamellen 14 und damit auch die Folien 2 keinen
Verformungen in der Kanalrichtung K.
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Wie
in 2B gezeigt verlaufen in der gewünschten
entgültigen
Position der Folien 2 die Lamellen 14 zueinander
parallel, sodass alle auf die Folien ausgeübten Kräfte in die Hauptrichtung H
gerichtet sind.
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3A bis 3D zeigen
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Filters 20, wobei
der Zusammenbau des Filters 20 in Schritten von 3A bis 3D gezeigt
wird.
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3A zeigt
zwei gewickelte Federn 21, von denen jede eine Anzahl von
benachbarten, nahezu rechteckigen Windungen 22 umfasst.
Auf einander zugewandten äu ßeren Seiten
der Federn 21 werden zweiseitige Klebeschichten 23 aufgebracht
(siehe 3B). Anschließend werden
zwei parallel verlaufende Metallstäbe 24 durch die Windungen 22 jeder Feder 21 hindurch
eingebracht (siehe 3C). Danach wird eine Außenfläche 11 eines
Folienstapels 12 mit jeder zweiseitigen Klebeschicht 23 verbunden. Wenn
die Metallstäbe 24 der
einzelnen Federn 21 in einer Richtung parallel zur Hauptrichtung
voneinander weg bewegt werden, werden die Folien auseinander gezogen
und werden dazwischen die Kanäle 7 gebildet
(siehe 3D). Während der Verformung ziehen
sich die Folien in Querrichtung D zusammen; dieses Zusammenziehen, über die
Klebeschichten 23, wird ebenfalls durch die Windungen 22 der
Federn 21 ausgeführt,
die sich aufeinander zu bewegen.
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Es
ist natürlich
auch möglich,
anstelle von zwei Stäben 24 durch
die Windungen 22 hindurch eine rechteckige Platte einzubringen.
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Natürlich ist
es auch möglich,
anstelle einer mit Windungen versehenen Feder eine Anzahl von rechteckigen
Ringen zu verwenden, die sich über
die Stäbe 24 erstrecken
und relativ zueinander in der Querrichtung D verschiebbar sind.
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4A bis 4C zeigen
eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Filters 30, das
mit zwei gewickelten Federn 31 versehen ist, von denen
jede eine Anzahl von benachbarten, nahezu rechteckigen Windungen 32 umfasst.
Wie in der Seitenansicht von 4B und
in der Frontansicht von 4C deutlich
sichtbar ist, sind die Windungen 32 einer Feder 31 relativ
zueinander so angeordnet, dass sie nahe einer Unterseite näher beieinander
liegen als nahe der Oberseite (siehe 4B). Außerdem liegen
die Windungen der gegenüber
liegenden Federn 31 an der Unterseite näher beieinander als an der
Oberseite (siehe 4C). Das Filter 30 ist
auch mit einem Folienstapel 33 versehen, dessen Nähte 3 zueinander
in gleicher Weise liegen wie die Windungen 32 der Feder 31.
Die Windungen 32 der Federn 31 sind an dem Folienstapel 33 in
gleicher Weise befestigt wie der Folienstapel des Filters 20 von 3D.
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Durch
die Windungen 32 der Feder 31 hindurch werden
starre Bauteile (nicht abgebildet) eingebracht, woraufhin die starren
Bauteile voneinander weg bewegt werden, während gleichzeitig die starren Bauteile
relativ zueinander gekippt werden, mit dem Ergebnis, dass die starren
Bauteile die gleiche Orientierung erhalten wie die Windungen 32 der
einzelnen Federn 31 (siehe 4C). Daher
verlaufen die in dem Filter 33 gebildeten Kanäle relativ
zueinander unter unterschiedlichen Winkeln.
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Die
Folien liegen in der Nähe
der Unterseite weniger weit auseinander als an der Oberseite. Daher
wird das Zusammenziehen, das in Querrichtung an der Unterseite auf tritt,
kleiner sein als das, das an der Oberseite auftritt. Als Folge der
in 4B gezeigten Anordnung der Windungen 32 kann
die Verlagerung der Windungen relativ zueinander nahe der Unterseite
auch kleiner sein als die nahe der Oberseite.
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Die
zweiseitige Klebeschicht kann beispielsweise eine zweiseitige VHB-Klebeschicht sein,
hergestellt von 3M. Die Klebeschicht eines elastischen Materials
sorgt dafür,
dass selbst die äußeren Folien das
gleiche wellenförmige
Muster haben wie die Folien 2, die nahe der Mitte liegen.
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Nachdem
die Folien 2 sich auseinander bewegt haben, kann in den
Kanälen 7 eine
Beschichtung aus beispielsweise Parylen mit einer Dicke von 10 μm angebracht
werden. Es ist auch möglich,
in den Kanälen 7 eine
Schicht aus Epoxidklebstoff vorzusehen. Das Anbringen solcher Mittel
verstärkt
die gebildete Honigwabenstruktur und ermöglicht auch das Entfernen der
Pufferbauteile und der starren Bauteile.
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Die
erfindungsgemäßen Filter 10 und 20 sind zur
Verwendung in unter anderem Röntgenuntersuchungsgeräten geeignet,
in denen eine gewünschte Menge
an Röntgenstrahlen
absorbierender Flüssigkeit
in die Kanäle 7 eingebracht
wird. Hierzu können die
Wandungen der Kanäle 7 mit
einem elektrisch leitenden Metall beschichtet sein, um an die Wandungen
eine Potentialspannung anzulegen, sodass in jedem Kanal 7 die
Steuerung des gewünschten
Flüssigkeitspegels
möglicht
ist.
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Das
Filter kann auch beispielsweise als Gasfilter, Lichtverteiler usw.
verwendet werden.
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Die
Windungen der Federn können
auch einen D-förmigen
Querschnitt haben, wobei ihre flache Seite dann dem Filter zugewandt
ist.