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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern eines Strahlenbündels elektromagnetischer
Strahlung, insbesondere eines Röntgenstrahlenbündels, bei
unterschiedlichen Filterstufen, mit mehreren in das Strahlenbündel einstellbaren
Filtern, mit einem Antriebsmittel zur Bewegung der Filter und mit
einem für
jeden Filter gesondert vorhandenen Arm, dessen jeweiliges erstes
Ende an dem betreffenden Filter angreift und dessen jeweiliges zweites
Ende mit einer von dem Antriebsmittel erzeugten Kraft beaufschlagbar
ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Baugruppe mit einer Tiefenblendenanordnung
für eine
medizinische Röntgenanlage.
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In
einem medizinischen Röntgengerät wird die "Qualität" der Strahlung, d.h.
die Energieverteilung der Röntgenquanten,
neben der Spannung an der Röntgenröhre wesentlich
durch eine nachgeschaltete Filterung mitbestimmt. Durch die Filterung
der Röntgenstrahlung
sollen vor allem niederenergetische Quanten beseitigt werden, die
zur Bildgebung nicht wesentlich beitragen und nur zu unnötiger Strahlenexposition
führen.
Durch die Filterung verschiebt sich der Schwerpunkt der Energieverteilung
zu höheren
Werten – die
Strahlung wird "aufgehärtet". Häufig verwendete
Filtermaterialien sind Aluminium und bei energiereicherer Strahlung
Kupfer.
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Insbesondere
für kardiologische
Untersuchungen sind Kupfervorfilter mit unterschiedlichen Filterstufen,
d.h. mit unterschiedlichen Absorptionswerten, erforderlich.
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Ein
Filterwechsler mit unterschiedlichen Filterstufen ist in
DE 198 32 973 A1 offenbart.
Um mehr als zwei unterschiedliche Filter (z.B. Filter A, Filter
B, Filter C) in den Strahlengang einbringen zu können, muss hierbei für jeden
Filter ein gesonderter Elektromagnet vorhanden sein, was zu einer
aufwändigen
und störanfälligen Konstruktion
führt.
Vorteilhaft an dem Filterwechsler gemäß der
DE 198 32 973 A1 mit jeweils
einem gesonderten Antriebsmittel ist, dass die Filter auch kombiniert
in den Strahlengang einbringbar sind (z.B. Filter A + Filter C).
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Aus
der
DE 42 29 319 C2 ist
ein weiterer Filterwechsler bekannt mit mehreren in das Strahlenbündel einbringbaren
und voneinander unterschiedlichen Filtern. Zum Einbringen der Filter
ist als Stellmittel nur ein einziger Motor erforderlich. Die Filter
können
bei Drehung einer von dem Motor angetriebenen Achse entgegen der
Kraft von Federelementen nacheinander in das Strahlenbündel eingebracht
werden. Die Rückstellung
erfolgt durch die Kraft der Federelemente. Zum Halten der Filter
im Strahlengang entgegen der Federkräfte sind gesonderte Schaltmittel
erforderlich und vorhanden, die nach erfolgter Positionierung des
betreffenden Filters im Strahlengang den Motor abschalten. Bei diesem
Filterwechsler kann immer nur einer der vorhandenen Filter im Strahlengang
positioniert sein (z.B. Filter B nach Rückstellung von Filter A, Filter
C nach Rückstellung
von Filter B). Die Zahl der Filterstufen ist somit auf die Anzahl
der vorhandenen Filter begrenzt, da Kombinationen der Filter im
Strahlengang (z.B. Filter A + Filter C) nicht möglich sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung anzugeben,
mittels der bei geringem apparativem Aufwand eine große Zahl
unterschiedlicher Filterstufen, d.h. Stufen voneinander unterschiedlicher
Transmission, erreichbar ist.
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Diese
Aufgabe wird, bezogen auf die eingangs genannte Vorrichtung, gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass in Abhängigkeit
von der Bewegung des Antriebsmittels einer der Filter entweder unter
Beaufschlagung des zugehörigen
Arms mit einer Stellkraft in das Strahlenbündel einstellbar oder unter
Be aufschlagung des Arms mit einer Rückstellkraft aus dem Strahlenbündel zurückholbar
ist, wobei die Arme derart unterschiedlich mechanisch codiert sind,
dass in Abhängigkeit
von voneinander verschiedenen, vordefinierten Bewegungen des Antriebsmittels
sowohl einer als auch mehrere der Filter in den Strahlengang einstellbar
sind, und dass in Abhängigkeit
von voneinander verschiedenen, vordefinierten anderen Bewegungen
des Antriebsmittels sowohl einer als auch mehrere der Filter aus
dem Strahlenbündel
zurückholbar
sind.
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Mit
der Filtervorrichtung nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt,
dass bei Notwendigkeit nur eines einzigen Antriebsmittels eine große Zahl
von Filterstufen möglich
ist, weil die Filter sowohl einzeln als auch beliebig kombiniert
in das Strahlenbündel
einstellbar sind. Das ergibt sich daraus, dass sowohl das Einstellen der
Filter als auch das Rückholen
der Filter gezielt durch entsprechende Bewegungen des Antriebsmittels möglich sind.
Beispielsweise ist bei einer ersten Bewegung des Antriebsmittels
einer der Filter (A) in das Strahlenbündel einbringbar und bei einer
zweiten Bewegung wäre
alternativ dieser Filter zusammen mit einem zweiten Filter (B) einbringbar.
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Unter
einem Arm wird im Zusammenhang mit der Erfindung jegliches Mittel
zur Kraftübertragung
verstanden, beispielsweise auch ein Schieber, ein Hebel, ein Gestänge oder
eine Anlenkung.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist zum Halten jedes der Filter
in seiner Position im Strahlenbündel
ein Mittel, insbesondere eine Rastung oder eine Magnetkupplung,
vorhanden. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise nicht notwendig,
dass das Antriebsmittel eine Haltekraft zum fortwährenden
Halten des Filters im Strahlenbündel
erzeugt.
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Vorzugsweise
ist zum Halten und/oder Rückführen jedes
der Filter in seine(r) Position außerhalb des Strahlenbündels ein Mittel,
insbesondere eine Rückstellfeder,
vorhanden. Damit ist in einfacher Weise eine weitere Position reproduzierbar
festgelegt. Die Rückstellfeder
kann auch eine Ausrastung oder Abkopplung des entsprechenden Filters
aus der Rastung bzw. von der Magnetkupplung unterstützen.
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Die
Mittel zum Halten der Filter in ihrer Position im Strahlenbündel, insbesondere
die Rastungen, sind insbesondere so bemessen, dass die Rückstellkraft
der Rückstellfeder
allein nicht genügt,
damit ein Filter die Position verlassen kann, und dass ein Filter
die Position verlassen und in seine Position außerhalb des Strahlenbündels zurückkehren
kann, wenn zusätzlich
die von dem Antriebsmittel erzeugte Rückstellkraft einwirkt.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Arme unterschiedlich mechanisch
codiert, und zwar sowohl für
die Einstellbewegung als auch für
die Rückholbewegung.
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Vorzugsweise
sind mit zunehmender Bewegung des Antriebsmittels in eine Richtung
nach und nach alle Filter in das Strahlenbündel einstellbar, und mit zunehmender
Bewegung des Antriebsmittels in die entgegengerichtete Richtung
nach und nach alle Filter aus dem Strahlenbündel zurückholbar.
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Beispielsweise
werden mit zunehmender Bewegung des Antriebsmittels in eine Richtung
zunächst
ein erster Filter (A), dann zusätzlich
ein zweiter Filter (B), dann zusätzlich
ein dritter Filter (C) usw. in das Strahlenbündel eingebracht, bis alle
Filter im Strahlenbündel
sind, und bei beginnender Bewegung des Antriebsmittels in die entgegengerichtete
Richtung zunächst
einer der Filter und mit zunehmender Bewegung in dieser Richtung
nacheinander auch die anderen Filter zurückgeholt, bis keiner der Filter
mehr im Strahlenbündel
ist.
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Nach
einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Filter in
gleicher Reihenfolge aus dem Strahlenbündel zurückholbar (A – B – C) wie
sie in das Strahlenbündel
einstellbar (A – B – C) sind,
wobei das Einstellen und Zurückholen
insbesondere nach einer First-in-First-out-Regel geschieht.
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Weiterhin
ist die Filtervorrichtung nach der Erfindung ganz besonders vorteilhaft
dadurch ausgestaltet, dass ein von dem Antriebsmittel angetriebener
Mitnehmer vorhanden ist, der mit jeweils zwei an jedem der Arme
vorhandenen Anschlägen
in Kontakt bringbar ist, wobei ein EIN-Anschlag zur Beaufschlagung
des Arms mit der Stellkraft und ein AUS-Anschlag zur Beaufschlagung
des Arms mit der Rückstellkraft
vorgesehen ist. Durch den Mitnehmer, der auch als Eingriff ausgestaltet
sein kann, ergibt sich der Vorteil, das die Arme nicht starr mit
dem Antriebsmittel verkoppelt sein müssen, so dass das Antriebsmittel
nach Durchführung
einer ersten Bewegung unabhängig
hiervon eine zweite Bewegung ausführen kann.
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Beispielsweise
werden mit der ersten Bewegung drei Filter (A – B – C) in das Strahlenbündel eingestellt
und mit der zweiten Bewegung einer der Filter (A), z.B. der zuerst
eingestellte Filter, wieder zurückgeholt, so
dass eine Kombination von zwei Filtern (B, C) als Filterstufe im
Strahlenbündel
verbleibt.
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Bevorzugt
ist eine Filterstufe erzeugbar, indem zunächst das Antriebsmittel in
die eine und anschließend
in die andere Richtung bewegt wird.
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Nach
einer anderen speziellen Ausgestaltung sind zur mechanischen Codierung
der Arme die Positionen der Anschläge an unterschiedlichen Armen
voneinander unterschiedlich.
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Dabei
sind die Positionen der Anschläge
vorzugsweise derart voneinander unterschiedlich, dass – insbesondere
ausgehend von einem Zustand sich überdeckender Arme – der Mitnehmer
mit zunehmender Bewegung des Antriebsmittels in eine Richtung sukzessive,
d.h. nach und nach, mit allen EIN-Anschlägen und mit zunehmender Bewegung
des Antriebsmittels in die entgegengerichtete Richtung nach und
nach mit allen AUS-Anschlägen
in Kontakt kommt.
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Insbesondere
ist es möglich,
die Arme in einem Zustand, in welchem sie räumlich zueinander versetzt sind,
d.h. insbesondere in einem aufgefächerten Zustand, in Richtung
zu der Rastung zu bewegen und durch das Ausmaß der Bewegung zu bestimmen,
welcher oder welche Filter in die Rastung gelangen. Bei umgekehrter
Bewegung ist es durch das Ausmaß der
Bewegung möglich
zu bestimmen, welcher oder welche der dort eingerasteten Filter
zurückgeholt
oder „ausgeworfen" werden.
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Nach
einer anderen ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung erzeugt das
Antriebsmittel eine Drehbewegung des Mitnehmers, wobei in Abhängigkeit
von der Drehrichtung die Stellkraft oder die Rückstellkraft erzeugbar ist.
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Für eine einfache
und robuste Konstruktion ist es zweckmäßig, dass die Anschläge an unterschiedlichen
Armen durch unterschiedliche Winkelstellungen festgelegt sind, wobei
der Mitnehmer bei Drehung in eine Richtung mit den EIN-Anschlägen und
bei Drehung in die entgegengerichtete Richtung mit den AUS-Anschlägen in Kontakt
kommt.
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Eine
weitere ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht eine Steuereinrichtung
zur Ansteuerung des Antriebsmittels vor, wobei die Steuereinrichtung
eine Speichereinrichtung umfasst, in der voneinander verschiedene
Codierungen der Arme und/oder voneinander verschiedene, vordefinierte
Bewegungen des Antriebsmittels abgespeichert oder abspeicherbar
sind. Vorzugsweise sind Bewegungen abgespeichert, die zur Realisierung
unterschiedlicher Filterstufen, d.h. zur Einbringung eines Filters
oder einer Kombination mehrerer Filter in das Strahlenbündel, durchgeführt werden
müssen.
Die abgespeicher ten Bewegungen sind insbesondere elektronisch auslesbar
und von der Steuereinrichtung zur Einstellung einer gewünschten
oder ausgewählten
Filterstufe verwendbar. Alternativ können die Codierungen der Arme
hinterlegt sein, die von einer Software benutzt werden, um die jeweils
erforderlichen Bewegungen des Antriebsmittels zu berechnen und das Antriebsmittel
entsprechend anzusteuern.
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Die
Steuereinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass sie ständig mitprotokolliert,
welche Filter sich gerade im Strahlenbündel befinden und welche nicht.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die notwendigen Bewegungen
des Antriebsmittels zur Einstellung einer gewünschten Filterstufe nicht immer
notwendigerweise von einer definierten Ausgangsstellung aller Filter,
z.B. alle Filter nicht im Strahlenbündel, ausgehend durchgeführt werden
müssen,
sondern dass u.U. schnellere Bewegungsfolgen von einer Filterstufe
zu einer anderen Filterstufe angewendet werden können. Die jeweils erforderlichen
Bewegungsfolgen können
z.B. von einer Software berechnet werden. Daraus ergeben sich die
Fahrbefehle für
das Antriebsmittel.
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Die
Filter sind insbesondere Kupfer- und/oder Aluminiumfilter oder -vorfilter.
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Die
voneinander verschiedenen Filter sind insbesondere durch unterschiedliche
Transmissionswerte charakterisiert.
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Die
vorstehend beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung ist mit Vorteil
in. einer Baugruppe mit einer Tiefenblendenanordnung zugeordnet.
Beispielsweise bilden die Vorrichtung nach der Erfindung und die Tiefenblendenanordnung
eine bauliche Einheit, z.B. mit einem gemeinsamen Gehäuse.
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Die
vorstehend beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung kommt vorzugsweise
zur Filterung des von einer Röntgenquelle
abgestrahlten Röntgenstrahlenbündels zur
Anwendung und ist hierbei Bestandteil einer medizinischen Röntgenanlage,
insbesondere für
die Kardiologie.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung und einer medizinischen Röntgenanlage nach der Erfindung
wird nachfolgend anhand der 1 bis 3 näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
medizinische Röntgenanlage
nach der Erfindung im schematischen Überblick,
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2 eine
Filtervorrichtung nach der Erfindung im Detail, dargestellt in perspektivischer
Darstellung, und
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3 verschieden
mechanisch codierte Arme der Filtervorrichtung der 2.
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1 zeigt
eine medizinische Röntgenanlage 1 mit
einer Röntgenröhre 3,
einer Tiefenblendenanordnung 5 und einem Detektormittel 7 zur
Aufnahme eines Röntgenbildes.
Die Röntgenröhre 3 emittiert
zur Durchstrahlung eines nicht dargestellten Patienten ein Röntgenstrahlenbündel 9.
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Zwischen
der Röntgenröhre 3 und
der Tiefenblendenanordnung 5 ist zusammen mit der Tiefenblendenanordnung 5 in
einem gemeinsamen Gehäuse 11 eine
Vorrichtung 13 zum Filtern des Röntgenstrahlenbündels 9 angeordnet.
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Die
im Detail in 2 dargestellte Filtervorrichtung 13 umfasst
als drei Filter 15, 16, 17 drei unterschiedlich
dicke Kupferplatten mit Dicken von 0,1 mm, 0,2 mm bzw. 0,6 mm, wobei
in 2 nur der in der obersten Ebene verstellbare Filter 17 mit
seiner gesamten Fläche
sichtbar ist. Die beiden in darunter liegenden Ebenen linear verschiebbaren
Filter 15, 16 sind nur teilweise sichtbar.
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Jeder
der Filter 15, 16, 17 ist sowohl in einer
Park- oder AUS-Position positionierbar, in der sich in 2 alle
drei Filter 15, 16, 17 befinden, als
auch in einer EIN- oder Aktivposition, in welcher die Filter 15, 16, 17 vom
Röntgenstrahlenbündel 9 passiert
werden. Zur Führung
der vorzugsweise rechteckförmig
oder quadratisch ausgebildeten Filter 15, 16, 17 ist
auf der einen Seite jedes der Filter 15, 16, 17 eine
als schlitzförmige Nut
ausgeprägte
Führung 18, 19, 20 und
auf der anderen Seite eine Führungsschiene
oder Führungsstange 22, 23, 24 runden
Querschnitts vorhanden. Entlang der Führungsstange 22, 23, 24 ist
jeweils ein Gleiter verfahrbar, an welchem der zugehörige Filter 15, 16, 17 mittels
Schrauben befestigt oder eingeklemmt ist.
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Zur
Bewegung jedes der Filter 15, 16, 17 ist
ein gesonderter Schieber, Anlenker oder Arm 25, 26, 27 vorhanden,
dessen jeweiliges erstes Ende 25A, 26A, 27A an
den zugehörigen
Filter 15, 16, 17 angreift und dessen
jeweiliges gegenüberliegendes
zweites Ende 25B, 26B, 27B an einer Achse 29 drehbar
gelagert ist. Am ersten Ende 25A, 26A, 27A sind
die Arme 25, 26, 27 mittels jeweils zweier
Scharniere, die über
ein Gelenkstück
miteinander verbunden sind, mit dem zugehörigen Filter 15, 16, 17 fest
verbunden. Die Gelenkstücke,
von denen in 2 nur das oberste Gelenkstück 31 für den dicksten
Filter 17 sichtbar ist, gleichen eine bei Verschwenken
der Arme 25, 26, 27 bedingte Relativbewegung
zwischen dem jeweiligen achsenfernen Ende 25A, 26A, 27A des
Arms 25, 26, 27 und dem Filter 15, 16, 17 aus.
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An
jeweils einem dritten Ende 25C, 26C, 27C des
Arms 25, 26, 27 greift jeweils eine Rückholfeder
oder Rückstellfeder 35, 36, 37 an,
entgegen deren federbasierten Rückstellkraft
die Filter 15, 16, 17 in die jeweilige EIN-
oder Aktivposition bewegbar sind. Zur Bewegung der Filter ist ein
Antriebsmittel 33 vorhanden, das als in beide Richtungen
drehbarer Elektromotor ausgebildet ist. Mit einer von dem Antriebsmittel 33 erzeugten
Stellkraft sind die Filter 15, 16, 17 entgegen
der Federkraft ihrer Rückstellfeder 35, 36, 37 in
die EIN- oder Aktivposition, d.h. in das Röntgenstrahlenbündel 9,
einstellbar.
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Am
Ende der Führungsstangen 22, 23, 24 ist
für jeden
Filter 15, 16, 17 eine Rastfeder als
Rastung 45, 46, 47 vorhanden, in welche
der Gleiter des betreffenden Filters 15, 16, 17 einrastbar
ist, wenn dieser seine EIN- oder Aktivposition im Röntgenstrahlenbündel 9 erreicht
hat. Das bedeutet, dass das Antriebsmittel 33 keine Haltekraft
erzeugen muss, um den Filter 15, 16, 17 im
Röntgenstrahlenbündel 9 zu
halten. Die Rastung 45, 46, 47 ist derart
bemessen, dass die federbasierte Rückstellkraft der Rückstellfedern 35, 36, 37 allein
nicht ausreicht, die Rastung 45, 46, 47 zu
verlassen.
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Dagegen
kann ein Filter 15, 16, 17 seine Rastung 45, 46, 47 verlassen,
wenn – zumindest
bis zum Verlassen des Wirkbereichs der Rückstellfeder 35, 36, 37 – zusätzlich eine
von dem Antriebsmittel 33 erzeugte Rückstellkraft auf den Filter 15, 16, 17 einwirkt,
deren Zustandekommen weiter unten näher erläutert wird. Nach dem Verlassen
des Wirkbereichs der Rückstellfeder 35, 36, 37 („Ausrasten") wird der Filter 15, 16, 17 allein
von der federbasierten Rückstellkraft
der Rückstellfedern 35, 36, 37 bis
in die AUS-Stellung bewegt („Auswerfen"). Hierbei ist es
vorteilhaft, wenn in der AUS-Stellung Dämpfungsmittel vorhanden sind,
durch die der jeweils beschleunigte Arm 25, 26, 27 abgebremst
wird.
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Das
Antriebsmittel 33 treibt über einen Riemen 49 einen
um die Achse 29 rotierbaren Drehteller 51 an, der
unterhalb der zweiten Enden 25B, 26B, 27B der
Arme 25, 26, 27 angeordnet ist. An dem
Drehteller 51 ist außermittig
ein nach oben durch Ausnehmungen in den Armen 15, 16, 17 ragender
zylinderstiftartiger Mitnehmer 53 befestigt.
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Für die weitere
Beschreibung wird auf 3 verwiesen, in welcher die
Arme 25, 26, 27 in ausgebautem Zustand
nebenein anderliegend und von oben betrachtet dargestellt sind. Die
Ausnehmungen bilden an ihren Innenkanten Anschläge 55, 56, 57, 65, 66, 67 für den rotierbaren
Mitnehmer 53. Jeder Arm 25, 26, 27 weist
als definierte EIN-Codierung einen EIN-Anschlag 55, 56, 57 zur
Beaufschlagung des Arms 25, 26, 27 mit der
Stellkraft auf, wobei sich hierzu der Mitnehmer 53 unter
Mitnahme des betreffenden Arm 25, 26, 27 im
Uhrzeigersinn dreht, sowie als definierte AUS-Codierung einen AUS-Anschlag 65, 66, 67 zur
Beaufschlagung des Arms 25, 26, 27 mit
der Rückstellkraft,
wobei sich hierzu der Mitnehmer 53 unter Mitnahme des betreffenden Arm 25, 26, 27 entgegen
dem Uhrzeigersinn dreht.
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Die
Arme 25, 26, 27 sind bezüglich ihrer
Außenkontur
im wesentlichen identisch, d.h. deckungsgleich. Sie unterscheiden
sich in der Form der jeweiligen Ausnehmung, indem die Positionen
der Anschläge 55, 65 bzw. 56, 66 bzw. 57, 67 bei
jedem der Arme 25, 26, 27 andere sind.
Bezogen auf eine gedachte gemeinsame Achse 69, die parallel
zu den Armen 25, 26, 27 verläuft und
im Beispiel die AUS-Stellung der Filter 15, 16, 17 definiert,
nimmt die Winkellage der EIN-Anschläge 55, 56, 57 ausgehend
vom dünnsten
Filter 15 (Arm 25) hin zum dicksten Filter 17 (Arm 27)
in gleichen Schritten zu und die Winkellage der AUS-Anschläge 65, 66, 67 in gleichen
Schritten ab. Die freie Winkelöffnung,
d.h. die Differenz der jeweiligen Winkellage des AUS-Anschlags und
der Winkellage des EIN-Anschlags,
ist beim dünnsten
Filter am größten. Sie
nimmt zum dicksten Filter hin stetig ab.
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Die
Winkel betragen im einzelnen:
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Es
wird nun die Funktion der Vorrichtung 13 für eine beispielhafte
Bewegungsfolge erläutert.
Hierzu wird von einem Zustand ausgegangen, in dem sich alle Arme 25, 26, 27 – in gleicher
Winkelstellung, also von oben betrachtet überdeckend – in Parkposition befinden.
Dieser Zustand ist der in 3 dargestellte
Zustand.
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Bei
Bewegung des Mitnehmers 53 im Uhrzeigersinn kommt dieser
nacheinander, d.h. zeitlich versetzt, mit den EIN-Anschlägen 55, 56, 57 in
Kontakt, und zwar zunächst
mit dem EIN-Anschlag 57 des Arms 27 für den dicksten
Filter 17. Bei weiterer Rotation des Mitnehmers 53 kommt
dieser auch mit dem EIN-Anschlag 56 des Arms 26 für den mittleren
Filter 16 in Kontakt und schwenkt diesen um 3,6° winkelversetzt
mit. Gleiches gilt danach auch für
den Arm 25 (EIN-Anschlag 55) für den dünnsten Filter 15.
Die derart aufgefächerten
Arme 25, 26, 27 werden bei weiterer Rotation
des Mitnehmers 53 dann synchron entgegen den Kräften der
Rückstellfedern 35, 36, 37 weiterbewegt,
bis der vorderste Arm 27 so weit geschwenkt ist, dass der
dickste Filter 17 über
eine vorstehende Ausformung oder Schwelle an der Rastfeder der Rastung 47 hinweg
bewegt ist („Einrasten"). In diesem Zustand
ist der dickste Filter 17 in das Röntgenstrahlenbündel 9 eingestellt.
Falls kein weiterer Filter eingestellt werden sollte, könnte der
Mitnehmer 53 nun in entgegengesetzter Richtung zurück bewegt
werden. Zur Erläuterung
wird hier aber davon ausgegangen, dass auch die anderen Filter 15, 16 eingestellt
werden sollen. Hierzu wird der Mitnehmer 53 unter Mitnahme
aller Arme 25, 26, 27 in gleicher Richtung weiterbewegt,
bis mit dem mittleren Arm 26 auch dessen Filter 16 über die
Ausformung oder Schwelle in der zugehörigen Rastung 46 hinwegbewegt
ist, also zum Einrasten kommt. Diese Bewegung ist möglich, weil
jeder der Filter 15, 16, 17 über seine
Ausformung oder Schwelle noch hinaus bewegbar ist, also ein. Überlaufen möglich ist.
Der bereits eingerastete dickste Filter 17 kann daher vom
Mitnehmer 53 eine bestimmte, auf die maximale Winkeldifferenz
zwischen den EIN-Anschlägen 55, 56, 57 abgestimmte
Weglänge
(Überlauflän ge) über seine
Ausformung oder Schwelle hinaus noch mitbewegt werden, um auch ein
Einrasten des mittleren Filters 16 zu erreichen. Bei über das
Einrasten des mittleren Filters 16 hinausgehender weiterer
Rotation des Mitnehmers 53 wird von diesem – unter
synchroner Weiterbewegung aller Arme 25, 26, 27 und
ggf. Ausnutzung entsprechender Überlauflängen – mit dem
untersten Arm 25 auch noch der dünnste Filter 15 in
seiner Rastung 45 fixiert. Nach dem Hinwegbewegen dieses
letzten Filters 15 über
seine Ausformung oder Schwelle kann der Mitnehmer 53 in
entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Dabei bewegen sich insbesondere
der dickste Filter 17 und der mittlere Filter 16 um ihre
jeweilige aktuelle Überlaufwegstrecke
ebenfalls in entgegengesetzter Richtung zurück, bis sie an der jeweiligen
Ausformung oder Schwelle ihrer Rastung 45, 46, 47 verbleiben
(Aktivposition). Die Arme 25, 26, 27 liegen
in diesem Zustand wieder – sich
gegenseitig überdeckend – übereinander.
Ab diesem Moment bewegt sich der Mitnehmer 53 zurück, ohne
mit den EIN-Anschlägen 55, 56, 57 in
Kontakt zu sein.
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Das
Rückholen
der Filter 15, 16, 17 aus diesem Zustand,
in dem sich alle Filter 15, 16, 17 in
der Aktivposition befinden und sich die Arme 25, 26, 27 überdecken,
geschieht in gleicher Reihenfolge durch Rotation des Mitnehmers 53 entgegen
dem Uhrzeigersinn. Nachdem der Mitnehmer 53 den Kontakt
mit den EIN-Anschlägen 55, 56, 57 verloren
hat, bewegt er sich zunächst
einige Zeit frei. Dann kommt er zuerst mit dem AUS-Anschlag 67 des
Arms 27 für
den dicksten Filter 17 in Kontakt, wodurch der dickste
Filter 17 über
seine Ausformung oder Schwelle hinwegbewegt wird („Ausrasten") und von da an allein
unter dem Einfluß seiner Rückstellfeder 37 in
die Parkposition gelangt („Auswerfen"). Bei weiterer Rotation
des Mitnehmers 53 kommt dieser dann mit dem AUS-Anschlag 66 des
Arms 26 für
den mittleren Filter 16 und zuletzt mit dem AUS-Anschlag 65 des
Arms 25 für
den dünnsten
Filter 15 in Kontakt. Der Filter 17, der als erster
in das Röntgenstrahlen bündel 9 eingefahren
wird, wird somit auch als erstes wieder „ausgeworfen".
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Mit
den beschriebenen Bewegungen allein wären nur die Filterstufen 0,6
mm, 0, 8 mm (= 0,6 mm + 0,2 mm), 0,9 mm (= 0,6 mm + 0,2 mm + 0,1
mm) beim sukzessiven Einstellen und die Filterstufen 0,3 mm (= 0,9
mm – 0,6
mm = 0,2 mm + 0,1 mm) und 0,1 mm (= 0,9 mm – 0,6 mm – 0,2 mm) beim sukzessiven
Auswerfen möglich,
also 5 Filterstufen (ohne Zählung
der ungefilterten Stufe = 0,0 mm). Die letztgenannten zwei Filterstufen
sind erzeugbar, indem zunächst
das Antriebsmittel in die eine und anschließend in die andere Richtung bewegt
wird.
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Weitere
Filterstufen sind erzeugbar, indem ein Wechsel in der Bewegungsrichtung
des Antriebsmittels bereits zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird,
in dem nicht alle Filter in das Röntgenstrahlenbündel 9 eingestellt sind
(z.B. für
Filterstufe 0,2 mm), oder/und indem mehrmals ein Wechsel in der
Bewegungsrichtung des Antriebsmittels erfolgt (z.B. für Filterstufe
0,7 mm).
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Insgesamt
sind folgende Filterstufen, die sich jeweils aus der Addition der
Filterdicken ergeben, mit den folgend angegebenen Bewegungsabläufen möglich:
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Bei
den angegebenen Bewegungsfolgen wurde davon ausgegangen, dass die
jeweilige Filterstufe ausgehend von der Filterstufe 0 mm erreicht
werden soll. Ausgehend von einer anderen Filterstufe können sich andere
Bewegungsfolgen ergeben.
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Die
jeweils notwendige Bewegungsfolge wird von einer Software errechnet,
die in einer mit einer Eingabeeinrichtung 80 (siehe 1)
in Verbindung stehenden Steuereinrichtung 82 (siehe 1)
zur Ansteuerung des Antriebsmittels 33 abläuft. Die
elektronisch-digitale Steuereinrichtung 82 wirkt über eine
Leitung 84 auf das Antriebsmittel 33. Die Steuereinrichtung 82 umfasst
eine Speichereinrichtung 86 (siehe 1), in der die
verschiedenen Codierungen der Arme 25, 26, 27,
d.h. die Winkellagen der EIN-Anschläge 55, 56, 57 und die
Winkellagen der AUS-Anschläge 65, 66, 67,
abgespeichert oder abspeicherbar sind. Die Software speichert außerdem die
jeweils aktuelle Position aller Filter 15, 16, 17 ausgehend
von einer Reset-Position (alle Filter nicht im Strahlengang) ab.
In Abhängigkeit
von einer gewünschten, über die
Eingabeein richtung 80 ausgewählten Filterstufe und in Abhängigkeit
von der momentanen Position der Filter 15, 16, 17 bestimmt
die Software die notwendige Bewegungsfolge für das Antriebsmittel 33.
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Durch
die mechanische Codierung der einzelnen Filterebenen sind mit nur
drei unterschiedlichen Filtern 15, 16, 17 alle
prinzipiell möglichen,
das sind insgesamt 8, unterschiedlichen Filterstufen realisierbar.
Die Filtervorrichtung 13 benötigt nur geringen Bauraum und
erlaubt außerdem
sehr kurze Filterwechselzeiten. Die maximal nötige Zeit zum Wechseln von
einer Filterstufe zu einer anderen Filterstufe beträgt ca. 0,6
sec.
