成像医疗仪器的机架的转子的支承装置的制造方法_3

文档序号:8384507阅读:来源:国知局
的机架的示意纵截面,
[0064] 图9是按照本发明第=实施例的具有流体轴承的机架的示意纵截面,
[0065]图10是按照本发明第四实施例的具有流体轴承的机架的示意纵截面,
[0066] 图11是按照本发明第五实施例的具有流体轴承的机架的示意纵截面,
【具体实施方式】
[0067] 图1示出了计算机断层成像系统的普通的示意图,用W显示其通常的构造。所述 装置包括具有静态部件3和围绕系统轴线5旋转的部件4的机架2。旋转部件4具有探测 单元狂光系统),其包含在旋转部件4上相互对置的X光源6和X光检测器7。在计算机 断层成像系统运行时,X光从X光源6朝向X光检测器7的方向发出,穿过检测对象P、例如 是病人P,并且由X光检测器7W测量数据或测量信号的形式检测到。
[0068] 在图1中还可见用于支承病人P的病床9。病床9包括支座10,在该支座10上设 有用于实际支承病人P的病人支板11。病人支板11相对支座10可W沿系统轴线5的方 向调节为,使得其与病人P-起输入用于拍摄病人P的2D-X光投影的机架2的开口 12中。 由探测单元拍摄的2D-X光投影的计算处理或基于2D-X光投影的测量数据或测量信号的3D 数据组的断层图或3D图像的重建借助计算机断层成像设备1的图像计算器13进行,其中 断层图或3D图像在显示装置14上示出。
[0069] 为了另外配备探测单元的旋转部件4可W相对机架的静态部件3旋转,需要旋转 部件4的轴承装置。为此传统上设置图2中示意示出的、例如滚动轴承15a、15b、15c、15d 的形式的轴承装置15。此轴承例如由四个单独的部段15a、15b、15c、15d构成,它们共同保 证旋转部件4的低摩擦的转动。
[0070] 图3示出在静止状态中在初始温度T1时的转子-定子-装置,如其在文献DE10 2008 049 050A1中已经被描述。在该种计算机断层成像系统中机架轴承装置设计为空气 轴承15。
[0071] 该装置具有定子3、转子4和在定子和转子之间构成的间隙17。在转子上安装具 有照射单元W及检测单元的X光系统(未示出)。在转子4和定子3之间的间隙17中导入 具有较高压力的压缩空气。若达到足够高的压力,则转子4不再与定子3直接接触,因此转 子4实际上可W无摩擦地旋转。为了在空气轴承中保持压力,必须在计算机断层成像系统 运行时向间隙中持续输入压缩空气。为了保证持续的和无干扰的运行,对于该种特殊形式 的轴承需要用于输入压缩空气的供给单元(未示出)。因为在装置现行的温度取决于运行 状态,并且用于构造机架2的材料具有不同的膨胀系数,所W在静止状态中的初始温度T1 下具有全部相同宽度的缝隙时,也就是说在沿径向围绕支承面的整个圆周在转子4和定子 3之间具有恒定间距时,在温度改变时在外部区域19中出现转子4和定子3的支承面16、 16a之间的接触,甚至会出现转子卡住。而在中部区域18中的缝隙17可能在温度升高时扩 大为,使得空气缝隙丧失支承效果。
[0072] 为了应对该问题,按照现有技术,定子3的半径r(q>)或定子支承面16a的曲率改 变为,使得缝隙17的厚度、也就是定子3和转子4之间的间隙向外,即W离装置的中屯、面20 或中间部段18的更大的间距朝向区域19增大。该导致了,在静止状态中在温度T1时缝隙 17在围绕中屯、面20的区域18中比在更靠外的区域19中更小。在定子和转子之间的间距 图形的特殊构造允许转子4在更高温度时向外膨胀,而其不会出现转子4和定子3的支承 面16、16a之间的接触或甚至转子4的卡死。在运行温度时空气缝隙17的宽度整体上大致 相同。图4示出在温度T2时在运行状态中的空气轴承15。转子在更高温度时增大的半径 被称为RR〇T(T2)。
[0073] 在图5至7中示意示出按照本发明的流体轴承的示意实施例。
[0074] 图5示出按照本发明第一实施例的处于静止状态中的具有流体轴承15的机架2 的示意横截面。该机架具有定子3、转子4、具有间隙17的流体轴承15W及流体21,该流 体21位于中间空间17中并且用作润滑剂。附加地、按照该实施例附加地在机架2的下方 区域中、即从系统轴线5观察在机架的垂向的下方区域中设置两个支承或辅助轴承22。支 承轴承22例如设计为滚动轴承、尤其设计为球轴承。
[0075] 在静止状态中支承或辅助轴承22支承转子4,因此转子4的支承面在轴承和机架 2的下方区域中也在静止状态中不接触定子3的支承面。此外,支承轴承除了其支承功能还 保证转子4在转子启动时低摩擦地被支承。由此在从静止状态向转子的旋转状态过渡时避 免转子4和定子3的运行面由于摩擦、例如滑动摩擦或混合摩擦而磨损。更精确地说,在球 轴承的滚珠和支承面16、16a之间仅作用有滚动摩擦,其中滚动摩擦通过特殊的润滑剂或 在间隙17中使用的流体21被进一步削减。
[0076] 通过相同的方式,支承轴承22在从旋转状态到静止状态的过渡中阻止了转子4的 运行面与定子3的运行面的直接接触,并且同时自身保证了转子4低摩擦的支承,因此在该 种情况下也可W避免在定子3的运行面和转子4的运行面之间的滑动摩擦并且由于在该种 过渡阶段中的摩擦可W明显减少磨损。在静止状态中转子4的中屯、点或纵轴线(旋转轴线) 相对轴承的中屯、位置、也就是机架2的系统轴线5向下(也就是沿重力方向)错移(在图 5中夸张地显示)。
[0077] 所述转子轴线的错移或偏屯、可W被确定并且被存储用于不同的转速,W便始终可 知轴线位于何处。若中屯、偏移不大于例如0.1mm(半径),则不必采取措施。转子4在该种 状态中停留在支承轴承22上。支承轴承22与转子4的运行面相接触。支承轴承22阻止 了转子的纵轴线进一步向下错移,也就是转子远离系统轴线地沿垂向进一步位移。
[007引在静止状态和旋转状态之间的过渡状态中在轴承15的下方区域中、在转子4的运 行面和定子3的运行面之间还没有该样多的流体或润滑剂21,使得假如没有支承轴承22摩 擦会完全消失。若没有支承轴承则会在转子4的启动阶段出现混合摩擦。该可W直观地理 解为,虽然流体21完全填充在转子4的运行面和定子3的运行面中的凹处并且进而阻止两 个运行面在该种不平度中形象地讲微观地相互"卡住",在该种状态中还可W阻止黏附摩擦 或集中的滑动摩擦。
[0079] 但是此运行面在所述区域中还是非常有可能接触,所述区域超出所述凹处并且因 此不能被位于凹处中的流体21沾湿。如果转子4和定子3的两个运行面没有如图3所示 那样通过支承轴承22空间上相互分离,则在该种状态中仍可能像之前一样在转子和定子 的两个运行面之间出现可观的摩擦,该可能在转子4高转速时导致温度升高,磨损加剧和 噪音增大。附加地设置反馈装置25用于流体21流出,其中反馈装置25设置为,使得借助 其从间隙17中流出的流体21可W无压力地反馈。
[0080] 图6示出按照图5所示实施例的用于计算机断层成像系统的处于旋转状态中的流 体轴承15的横截面。在旋转状态中,由于转子的旋转运动在轴承15的下方区域中在定子 3的运行面和转子4的运行面之间产生很大的压力。该构成所谓的润滑模。该润滑模该样 逆向于垂直方向提高转子4,使得转子4不再与支承轴承22接触。在没有支承轴承22的干 预时转子4的运行面和定子3的运行面不再接触。因此在转子4的运行面和定子3的运行 面之间的摩擦被大大削减。该导致了在旋转状态中即使没有支承轴承22的干预也可W避 免更剧烈的摩擦。
[0081] 转子的旋转轴线在相对系统轴线转动时略微向下和水平地特别轻度地逆旋转方 向(在该种情况中水平地向左)错移。当然该种效果很小并且也可W可靠地确定。即使转 子轻度地偏屯、地布置,所述旋转在恒定的转速中围绕在该种状态中相对其位置和定向恒定 的旋转轴线完全均匀地进行。
[0082] 在关闭计算机断层成像系统时,转子4的转速再次降低并且因此也会引起压力下 降,借助该压力所述转子4克服重力地被升高。支承轴承22再次与转子4相接触并且也可 W在转子的旋转制动时阻止转子4与定子3相接触。
[0083] 当然在转子4的旋转过程中,在转子4下方的下方区域中、在转子4的运行面和定 子3的运行面之间现行的作用在流体21上的压力如此之高,使得流体21部分地绕过密封 装置从间隙17中压出。然后,在该种情况中必须再次向轴承或在转子4和定子3之间的间 隙17中输入流体21。
[0084] 图7示出具有图5和6的流体轴承的机架(在包含系统轴线5的垂直平面中)的 示意纵截面。其中仅示意示出对于本发
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