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Die
Erfindung betrifft einen Spindeltrieb für eine Diagnose- und/oder Therapieeinrichtung
sowie eine Diagnose- und/oder Therapieeinrichtung.
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In
der medizinischen Diagnostik und Therapie werden häufig Einrichtungen
verwendet, die eine Hub- oder Teleskop-Vorrichtung zum Verstellen von Gerätekomponenten
umfassen. Gerätekomponenten,
die verstellt werden sollen, können
z.B. Röntgenstrahler,
Röntgendetektoren,
Objekttische in der Mammografie, C-Bögen, OP-Tische oder Patientenlagerungsvorrichtungen
für solche
Geräte
wie auch für
Computertomografie-Geräte, Magnetresonanz-Geräte oder
Nuklearmedizinische- und Strahlentherapie-Geräte sein. In solchen Einrichtungen können Patienten
unter Verwendung von Strahlung, elektromagnetischen oder Schallwellen
untersucht oder behandelt werden. Dabei kommen z.B. Röntgen-,
Elektronen- oder Partikel-Strahlen, Ultraschallwellen oder Magnetfelder
zum Einsatz. Viele der genannten Einrichtungen umfassen verhältnismäßig schwere,
massive Strahlungs- oder Wirk-Quellen sowie häufig auch schwere Detektoren.
Sie sind häufig durch
entsprechend massive mechanische Konstruktionen im Raum positionierbar,
wobei sowohl eine eingeschränkte
als auch eine vollkommen freie drei-dimensionale Positionierbarkeit
angestrebt werden kann.
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Je
nach Art der durchzuführenden
Untersuchung oder Behandlung muss die Diagnose- und/oder Therapie-Einrichtung
(nachfolgend einfach DT-Einrichtung genannt) bzw. deren Wirk-Quelle
in eine bestimmte räumliche
Orientierung und Position in Bezug auf den zu untersuchenden Patienten
gebracht werden. Die Einstellung der erforderlichen räumlichen
Konstellation wird insbesondere durch im Raum positionierbare Einrichtungen
unterstützt.
Aufgrund der generell immer eingeschränkten Positionierbarkeit ist
jedoch nicht jede beliebige räumliche Kons tellation
von Patient und Einrichtung herstellbar. Dazu kommt, dass je nach
Art der Untersuchung oder Behandlung eine bestimmte Positionierung
des Patienten erforderlich sein kann, z.B. Rücken- oder Seit-Lage, kopfüber oder
stehend etc. Daher ist es üblich,
eine Patientenlagerungsvorrichtung einzusetzen, mit deren Hilfe
der Patient im Bezug auf die Einrichtung positioniert werden kann.
Die gleichzeitige Positionierbarkeit der Einrichtung sowie des Patienten
erhöht
die Vielfalt möglicher
räumlicher
Konstellationen.
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Eine
grundlegende Möglichkeit
der Positionierung eines Patienten mit Hilfe einer Patientenlagerungsvorrichtung
besteht im ein- oder zweidimensionalen Verschieben in einer geodätisch horizontalen Ebene.
Dazu sind Patientenlagerungstische bekannt, die gleichsam als Tischplatte
eine Patientenliege aufweisen, die schwimmend gelagert ist. Die
schwimmende Lagerung kann mit bzw. ohne Linearführung ausgeführt sein,
so dass sich eine ein-dimensionale bzw. zwei-dimensionale Verstellbarkeit
der Liege ergibt. Eine weitere grundlegende Verstellmöglichkeit kann
für die
Höhe der
Liege vorgesehen sein. Dazu ist es bekannt, eine in geodätisch vertikaler
Richtung orientierte Hubvorrichtung vorzusehen, die die Liege, in
aller Regel von unten, anhebt oder absenkt. Die Hubvorrichtung kann
einen hydraulischen, pneumatischen oder elektromotorischen Antrieb
umfassen und eine Scheren-Parallelogramm- oder Spindelantriebsmechanik
aufweisen. Weitere Positioniermöglichkeiten
können
durch eine Kipp- oder Kantbarkeit der Liege erreicht werden. Durch
Kombination sämtlicher
Versstellmöglichkeiten
ist eine weitestgehend freie Positionierbarkeit der Liege und damit
des Patienten erreichbar.
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In
der medizinischen Praxis ist es über
seine Positionierbarkeit hinaus von besonderer Bedeutung, dass ein
Patient möglichst
ungehindert und frei zugänglich
ist. Im Rahmen der Behandlung oder Untersuchung muss medizinisches
oder technisches Fachpersonal jederzeit an den Patienten herantreten können. Daher
ist es bei Patientenlagerungsvorrichtungen be kannt, einen möglichst
schlanken und wenig raumgreifenden Standfuß vorzusehen, der die Patientenliege
trägt.
Dies führt
zwangsläufig
dazu, dass der Massenschwerpunkt eines aufliegenden Patienten je
nach dessen Positionierung nicht immer über den Standfuß gelegen
ist. Ein nicht zentral über den
Standfuß positionierter
Patient bewirkt daher ein Drehmoment auf den Standfuß. Dieses
Drehmoment kann, falls die Liege horizontal verschoben wird, aufgrund
des dadurch länger
werdenden Hebels erheblich anwachsen. Mit der Standfußkonstruktion
wird daher ein Kompromiss zwischen möglichst geringer Baugröße und hoher
Stabilität
verwirklicht.
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Bei
höhenverstellbaren
Patientenlagerungsvorrichtungen ist die Hubvorrichtung zur Höhenverstellung
in aller Regel im Standfuß untergebracht
und unterliegt daher ebenfalls dem beschriebenen Kompromiss sowie
der beschriebenen Drehmoment-Belastung.
Das Drehmoment durch einen nicht zentral aufliegenden Patienten
führt insbesondere
dazu, dass die vertikal orientierte Hubvorrichtung dreh- oder scherbelastet
wird. Diese Belastung kann dazu führen, dass bei Antriebskomponenten,
die vertikal fluchten müssen,
Fluchtfehler verursacht werden. Dies kann z.B. bei einer Hydraulikvorrichtung
für den Hydraulikzylinder
und -kolben gelten, bei einem Spindelantrieb für Spindel und Mutter.
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Während eine
Hydraulikvorrichtung jedoch normalerweise verhältnismäßig hohe Seitenführungskräfte gewährleistet
und daher bereits von sich aus Fluchtfehlern entgegenwirkt, unterliegen
Spindelantriebe dem beschriebenen Problem der Fluchtfehler im besonderen
Maße.
So ist es z.B. bekannt, die Höhenverstellung
der Patientenliege durch eine Konstruktion zu realisieren, bei der
eine Schere oder Doppelschere durch einen Spindeltrieb angetrieben wird.
Die Schere bzw. Doppelschere ist typischerweise durch ein Festlager
mit einer Grundplatte der Patientenlagerungsvorrichtung verbunden.
Die Spindel des Spindeltriebs bildet mit einem Antriebsmotor eine bauliche
Einheit, die mit der Grundplatte fest verbunden ist. Die bau liche
Einheit von Spindel und Antrieb ist derart mit der Grundplatte verbunden,
dass die Spindel vertikal orientiert ist. Die Spindelmutter wiederum
ist derart an der Schere bzw. Doppelschere angeordnet, dass sie
mit der Spindel fluchtet. Wird die Konstruktion nun durch einen
nicht zentriert aufliegenden Patienten belastet, so bewirkt das
dadurch ausgeübte
Drehmoment, dass die Schere bzw. Doppelschere ihre ursprünglich vertikale
Orientierung durch elastische Verformung im geringen Masse verlässt. Dadurch
wird auch die damit verbundene Spindelmutter aus ihrer Position
bzw. Flucht heraus bewegt und fluchtet im Resultat nicht mehr mit
der Spindel.
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Derartige
durch die Spindelflucht verursachte Probleme treten in vergleichbarer
Weise auch bei der Positionierung anderer Einrichtungskomponenten
als Patientenlagerungstische auf. Ein C-Bogen beispielsweise kann
zum einen üblicherweise
in zwei Achsen rotiert werden, zum anderen jedoch vertikal und oft
auch horizontal verfahren werden. Durch das beträchtliche Gewicht des C-Bogens
und die Halterung, die meist nicht unterhalb sondern seitlich angeordnet
ist, treten erhebliche Drehmomente auf, die den Vertikal- und den
Horizontalantrieb aus der Flucht bringen können.
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Es
ist bekannt, dem Problem von Fluchtfehlern zwischen Spindel und
Spindelmutter dadurch entgegen zu wirken, dass zum einen die Spindelmutter
aus einem verhältnismäßig weichen
Material, wie z.B. Kunststoff oder Bronze, gefertigt ist und zum
anderen ein gewisses Spiel zwischen Spindel und Spindelmutter vorgesehen
wird. Dies ermöglicht
den zuverlässigen
Betrieb des Spindeltriebes trotz des Auftretens von geringfügigen Fluchtfehlern.
Nichts desto trotz erhöhen
diese sowohl Reibung als auch Verschleiß zwischen Spindel und Spindelmutter.
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Die
Aufgabe der Erfindung steht darin, eine DT-Einrichtung anzugeben,
die einen Spindeltrieb zur Höhenverstellung
einer Komponente umfasst, der wenig Bauraum beansprucht und gleichzeitig
in Verschleiß und
Reibung reduziert ist.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe durch eine DT-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung steht darin, dass der Spindeltrieb sowohl
auf einer Grundplatte der DT-Einrichtung als auch in der anzutreibenden Komponente
in einem Kugelgelenk gelagert ist. Diese Lagerung ermöglicht eine
Rotation des Spindeltriebs um das Rotationszentrum des jeweiligen
Kugelgelenks herum. Wird die durch den Spindeltrieb angetriebene
Komponente exzentrisch in Bezug auf den Spindeltrieb belastet, so
wird übt
sie zwar ein Drehmoment auf den Spindeltrieb aus, das die Flucht des
Spindeltriebs verändert,
der Spindeltrieb jedoch kann durch Rotation um das jeweilige Kugelgelenk der
Auslenkung folgen und die Flucht zwischen Spindel und Spindelmutter
so aufrechterhalten werden. Dadurch, dass die Flucht aufrechterhalten
wird, wird eine Erhöhung
von Verschleiß und
Reibung durch exzentrische Belastung der Komponente verhindert oder
wenigstens minimiert.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist mindestens eines der Kugelgelenke fluchtend zur Spindel des
Spindeltriebs angeordnet. Dadurch wird die auf der Spindel ruhende
Last der anzutreibenden Komponente über die Spindel zentral in
das Kugelgelenk geleitet, wodurch Reibung und Verschleiß innerhalb
des Kugelgelenks minimiert werden. Das Kugelgelenk bleibt optimal
beweglich und kann so Fluchtfehler im Spindeltrieb besser ausgleichen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht
vor, dass die DT-Einrichtung eine Doppelschere umfasst, die die
anzutreibende Komponente antreibt und die von dem Spindeltrieb angetrieben
wird, und dass je eine Schere der Doppelscheren auf der Grundplatte
in je einem Festlager und je einem Loslager gelagert ist. Die Lagerung
in einem Festlager ist konstruktiv besonders unaufwändig.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform definieren die Festlager
und die Flucht der Spindel eine gemeinsame Ebene. Dies ermöglicht ein
insbesondere reibungsfreies Zusammenspiel von Spindeltrieb und Scheren-Bewegung.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das Rotationszentrum des Kugelgelenks auf einer durch die Festlager
der Doppelschere verlaufenden Achse liegt. Davon ausgehend, dass
eine exzentrische Belastung der Liege zu einer Auslenkung der Doppelschere
vor allem in Form einer Rotation um die Festlager herum führt, gewährleistet
die gemeinsame Achse von Festlagern und Kugelgelenk, das der Spindeltrieb
um die selbe Rotationsachse herum ausgelenkt werden kann. Dadurch
können
Fluchtfehler im Spindeltrieb durch exzentrische Belastung der Liege
im besonderen Maße verhindert
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Spindeltrieb
durch einen Antrieb getrieben, der mit der Spindelmutter fest verbunden
ist und dieser rotiert. Dadurch wird vermieden, dass die Verbindung
zwischen Spindelmutter und Antrieb bei einer Rotation der Spindel
um das Kugelgelenk herum verändert
wird. Insbesondere braucht auch keine variable Transmission der
Antriebskraft des Antriebs auf die Spindelmutter vorgesehen werden,
wie sie zwischen einem feststehenden Antrieb und einer gegenüber dem
Antrieb beweglich gelagerten Spindelmutter bei einer Auslenkung
der Spindelmutter erforderlich wäre;
in diesem Fall nämlich
würde bei
einer Auslenkung der Spindelmutter der Abstand bzw. ihre Orientierung
relativ zum Antrieb verändert
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Antrieb
samt Spindel auf der Grundplatte elastisch gelagert, z.B. auf Gummipuffern.
Die elastische Lagerung dient dazu, dass Gewicht des Antriebs zu
tragen, insbesondere bei Konstruktionen, bei denen die Antriebsmasse
nicht rotationssymmetrisch um das Rotationszentrum des Kugelgelenks angeordnet
ist. Bei einer derartigen exzentrischen Anordnung des Antriebs würde dessen
Masse ein Drehmoment auf die Spindel ausüben. Das wird durch die elastische
Lagerung des Antriebs verhindert. Gleichzeitig ist die Lagerung
aber durch die Elastizität
ausreichend beweglich, um eine (geringfügige) Rotation um das Kugelgelenk
herum trotzdem zu ermöglichen,
so dass Spindelbewegungen zum Erhalt der Spindelflucht möglich bleiben.
Die Unterbindung eines durch den Antrieb auf die Spindel ausgeübten Drehmoments
wirkt sich mindernd auf Verschleiß und Reibung im Spindeltrieb
aus.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der beweglich
gelagerte Antrieb eine Nase auf, die in eine mit der Grundplatte
fest verbundene Verdrehsicherung eingreift. Da der Antrieb eine
Rotation der Spindel bewirken muss, muss er seinerseits gegen Rotation
gesichert sein. Eine in eine Verdrehsicherung eingreifende Nase
stellt eine konstruktiv besonders unaufwändige Verdrehsicherung dar.
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Die
vorangehend beschriebenen Ausführungsformen
lassen sich besonders vorteilhaft in einer Patientenlagerungsvorrichtung
implementieren.
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Weitere
Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen
Patentansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand von Figuren. Die Figuren zeigen:
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1 Diagnose-
und/oder Therapieeinrichtung mit Patientenlagerungsvorrichtung,
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2 Patientenlagerungsvorrichtung
mit Hubschere und Spindeltrieb,
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3 Kugelgelenk-Lagerung
eines Spindelantriebs,
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4 perspektivische
Schemadarstellung des Kugelgelenks,
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5 Hub-Doppelschere
mit Spindeltrieb, und
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6 Darstellung
beider Kugelgelenk-Lagerungen eines Spindeltriebs.
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In 1 ist
eine Diagnose- und/oder Therapieeinrichtung (DT-Einrichtung) 3 mit einer Patientenlagerungsvorrichtung 1 schematisch
dargestellt. Die DT-Einrichtung 3 umfasst einen C-Bogen 31,
der einen Röntgenstrahler 33 sowie
einen Röntgendetektor 34 trägt. Sie
kann beispielsweise zur Erzeugung von Röntgenbildern, bei Röntgenstrahlung
mit geringeren Energien, oder zur therapeutischen Bestrahlung, bei
Röntgenstrahlung
höherer
Energien, eingesetzt werden. Der C-Bogen 31 ist in einem C-Bogen-Sockel 32 gelagert.
Dabei kann es sich um eine im Raum stehende Konstruktion oder auch
um eine in eine Wand oder Decke des Raums eingelassene Konstruktion
handeln. Der C-Bogen 31 erlaubt die Positionierung des
Röntgenstrahlers 33 und
des Röntgendetektors 34 derart,
dass ein mit Hilfe der Patientenlagerungsvorrichtung 1 positionierter
Patient vom Röntgenstrahl
erfasst werden kann. Dazu ist der C-Bogen 31 um mindestens
eine, nicht näher dargestellte,
horizontale Achse drehbar. Zusätzlich kann
der C-Bogen 31, in nicht näher dargestellter Weise, vertikal
in dem C-Bogen-Sockel 32 verfahrbar sein.
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Die
Patientenlagerungsvorrichtung 1 umfasst eine Liege 11,
auf der ein Patient aufliegen kann. Die Liege 11 kann in
horizontaler Richtung verschoben werden, was durch einen horizontal
orientierten Doppelpfeil angedeutet sein soll. Zu diesem Zweck ist
sie auf einen Standfuß 12 schwimmend
gelagert. Darüber
hinaus kann die Höhe
der Liege verstellt werden. Zu diesem Zweck umfasst der Standfuß 12 eine
in 1 nicht näher
dargestellte Hubvorrichtung. Die Höhenverstellbarkeit ist durch
einen vertikal orientierten Doppelpfeil angedeutet.
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In 2 wird
eine Realisierung eines Ausführungsbeispiels
unter Verwendung einer Doppelschere in Verbindung mit der Patientenlagerungsvorrichtung 1 näher erläutert. Die
Bestand teile der Hubvorrichtung der Patientenlagerungsvorrichtung 1 sind schematisch
dargestellt. Die Hubvorrichtung umfasst eine im Bereich des Standfuß 12 angeordnete
oder integrierte Grundplatte 23, auf der die Doppelschere 13,
d.h. eine Konstruktion aus zwei nebeneinander angeordneten einzelnen
Scheren, gelagert ist. Die Doppelschere 13 ist in dem Sinne
vertikal orientiert, als sie durch Betätigung in vertikaler Richtung
verkürzt
oder gelängt
wird. Die Verkürzung
oder Längung
der Doppelschere 13 dient der Höhenverstellung der darauf gelagerten
Hubplatte 22. Mit der Hubplatte 22 verbunden ist
die Liege 11, so dass die Doppelschere 13 der
Höhenverstellung
der Liege 11 und damit eines aufliegenden Patienten dient.
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Die
Doppelschere 13 ist in einem Festlager 21 auf
der Grundplatte 23 gelagert. Auf der gegenüberliegenden
Seite ist sie durch ein Loslager 16, das ein Gleitlager 15 umfasst,
in der Grundplatte gelagert. Die Kombination von Festlager 21 und
Loslager 16 ermöglicht
die Betätigung
der Doppelschere 13. Um gegenüber der Hubplatte 22 beweglich
zu sein, ist diese auf der Doppelschere 13 über ein
Loslager 17, das ein Gleitlager 14 auf der Hubplatte 22 umfasst,
gelagert. Oberhalb des Festlagers 21 kann die Doppelschere 13 mit
der Hubplatte 22 durch ein in der FIG nicht näher dargestelltes
weiteres Festlager verbunden sein.
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Die
Betätigung
der Doppelschere 13 erfolgt über einen Spindeltrieb. Der
Spindeltrieb kann z.B. als Trapezspindel oder Kugelumlaufspindel
ausgeführt
sein umfasst eine mit der Doppelschere 13 verbundene Spindel 18 sowie
eine Spindelmutter 19. Durch Rotation der Spindelmutter 19 um
die Spindel 18 wird die Spindel 18 axial in der
Spindelmutter 19 bewegt. Dadurch wird die Spindel 18 angetrieben. Die
Spindel 18 taucht in das Tauchrohr 60 ein und
ist mit dessen in der Darstellung obenliegendem Ende verbunden,
wodurch die Bewegung der Spindel 18 auf das Tauchrohr 60 übertragen
wird. Das Tauchrohr 60 wiederum ist mit der Doppelschere 13 fest
verbunden und nimmt diese mit, sodass durch die axiale Bewegung
der Spindel 18 über
das Tauchrohr 60 die Doppelschere 13 verstellt
wird.
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Die
Rotation der Spindelmutter 19 erfolgt durch einen Antrieb 20,
der mit der Spindelmutter 19 derart verbunden ist, dass
er diese rotierend antreiben kann. Der Antrieb ist typischerweise
ein Elektromotor, könnte
jedoch auch hydraulisch, pneumatisch oder manuell bzw. durch Fußkraft betätigt werden.
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Aus
der Abbildung ist ersichtlich, dass bei exzentrischer Belastung
der Liege 11 ein Drehmoment auf die Doppelschere 13 ausgeübt werden
kann. Dieses Drehmoment kann eine elastische Auslenkung bewirken,
die wiederum auf die Spindel 18 einwirkt. Der Antrieb 20 ist
in der Grundplatte 23 in einem, in der Abbildung nur angedeuteten,
Kugelgelenk gelagert und die Spindel 18 in vergleichbarer
Weise im Tauchrohr 60, so dass Spindel 18 und
Spindelmutter 19 durch Rotation um die beiden Kugelgelenke
die exzentrische Belastung kompensieren und die Spindelflucht aufrechterhalten
können.
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In 3 sind
Details der Kugelgelenklagerung des Antriebs 20 dargestellt.
Erkennbar sind die Doppelschere 13 sowie die Spindelmutter 19,
wobei der Verbindungspunkt der beiden nicht dargestellt ist. Die
Spindelmutter 19 ist mit dem Antrieb 20 fest verbunden,
so dass der Antrieb 20 die Spindelmutter 19 rotierend
antreiben kann. Die durch den Antrieb 20 und die Spindelmutter 19 gebildete
bauliche Einheit ist über
ein Kugelgelenk in der Grundplatte 23 gelagert. Die Grundplatte 23 weist
dazu einen Kugelkopf 26 auf, die in der dargestellten Ausführungsform
einen Bogenwinkel-Abschnitt von etwa 90° umfasst. Antrieb 20 und
Spindelmutter 19 sind durch eine Kugelpfanne 27 auf
dem Kugelkopf 26 gelagert. Das Material, aus dem Kugelkopf 26 und
Kugelpfanne 27 bestehen, kann je nach Bedarf gewählt werden.
Sie können
gehärtet
sein oder Lagerschalen oder Laufflächen aufweisen, die sich mindernd
auf Reibung und Verschleiß auswirken.
Derartige Lagerflächen sind
in der 3 nicht näher
dargestellt.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist der Antrieb 20 in Bezug auf die Rotationsachse der
Spindelmutter 19 exzentrisch angeordnet. Damit ist er auch
im Bezug auf das Kugelgelenk exzentrisch angeordnet und bewirkt
daher aufgrund seines Gewichts ein Drehmoment des Spindeltriebs,
und zwar in der Abbildung entgegen dem Uhrzeigersinn. Um diesen
Drehmoment entgegenzuwirken, ist der Antrieb 20 auf federnden
bzw. elastischen Elementen gelagert, und zwar auf Gummipuffern 28.
Anstelle von Gummipuffern könnten
hier auch andere elastische Lagerelemente, z.B. auf der Basis von
Stahlfeder-Elementen, verwendet werden. Die Gummipuffer 28 bewirken
eine bewegliche Lagerung, indem sie Bewegungen des Antriebs um das
Kugelgelenk herum in geringem Maße zulassen. Andererseits bewirken
die Gummipuffer 28, dass der Antrieb von vorneherein selbst
tragend gelagert ist, so dass er kein Drehmoment auf den Spindeltrieb
ausübt.
Mit anderen Worten sind die Gummipuffer 28 derart dimensioniert,
dass der Antrieb 20 in der dargestellten Position stabil
verharrt. Zu diesem Zweck sind die Gummipuffer 28 ebenfalls
nicht symmetrisch um das Kugelgelenk herum angeordnet, sondern derart
exzentrisch, dass der exzentrische Teil der Masse des Antriebs 20 stärker abgestützt wird.
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Die
bewegliche Lagerung des Antriebs 20 muss insofern eingeschränkt werden,
als der Antrieb 20 eine Rotationskraft auf die Spindelmutter 19 ausüben können muss.
Er muss also seinerseits trotz beweglicher Lagerung gegen Rotation
gesichert sein. Dies wird bewirkt durch eine Nase 25, die
am Antrieb 20 fest angebracht ist und in eine mit der Grundplatte 23 fest
verbundene Verdrehsicherung 24 eingreift. Die Verdrehsicherung 24 ist
derart gestaltet, dass der Antrieb 20 zwar gegen Rotation
um die Spindelmutter 19 herum gesichert ist, dass er jedoch
einer Rotation um das Kugelgelenk infolge einer exzentrischen Belastung
der Liege 11 und damit einer Veränderung der Flucht des Spindeltriebs
folgen kann. Damit gewährleistet
die Lagerung von Antrieb 20 und Spindelmutter 19, dass
Fluchtfehler zwischen Spindelmutter 19 und Spindel 18 durch
exzentrische Liegenbelastung kompensiert werden können.
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In 4 ist
das aufgeklappte Kugelgelenk perspektivisch dargestellt. Erkennbar
ist die Grundplatte 23, auf der die Gummipuffer 28 angeordnet sind.
Auf der Grundplatte 23 befindet sich der Kugelkopf 26.
Die Kugelpfanne 27 ist in der Unterseite der baulichen
Einheit von Antrieb 20 und Spindelmutter 19 angeordnet.
Der Bogenwinkel-Abschnitt, den die Kugelpfanne 27 bildet,
kann je nach Konstruktion variieren, so dass der Kugelkopf 26 von
der Kugelpfanne 27 bei zusammengefügtem Kugelgelenk mehr oder
weniger weit umschlossen wird. Eventuell vorgesehene spezielle Lagerschalen
oder behandelte Laufbahnen des Kugelgelenks sind in der Abbildung nicht
näher dargestellt.
Zur weiteren Minderung von Reibung und Verschleiß ist das Kugelgelenk mit einem
Schmiermittel gefüllt,
was in der Abbildung ebenfalls nicht näher dargestellt ist.
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In 5 ist
eine Hub-Doppelschere mit Spindeltrieb schematisch dargestellt.
Die Hubeinheit kann Bestandteil einer Patientenlagerungsvorrichtung
sein und zu deren Höhenverstellung
dienen, sie kann jedoch auch Bestandteil eines C-Bogen-Geräts oder einer
sonstigen DT-Einrichtung sein und zur Höhenverstellung z.B. eines C-Bogens
oder einer Strahlungsquelle dienen. Sie umfasst eine untenliegende Grundplatte 23,
auf der sowohl die Doppelschere als auch der Spindeltrieb gelagert
sind. Eine Hubplatte 22 kann durch die Doppelschere bzw.
den Spindeltrieb gegenüber
der Grundplatte 23 linear verfahren werden, in der gewählten Ausführung also
höhenverstellt
werden. Der Spindeltrieb umfasst einen Antrieb 20, der
die Spindelmutter 19 antreibt. Die Spindelmutter 19 läuft um die
Spindel 18 herum, so dass eine Kugelumlaufspindel gebildet
wird. Durch das Umlaufen der Spindelmutter 19 um die nichtrotierende
Spindel 18 wird letzte axial verfahren, in der Abbildung
also nach oben oder nach unten.
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Die
Spindel 18 verläuft
an ihrem der Spindelmutter 19 gegenüberliegenden Ende in einem
Tauchrohr 60. Das Tauchrohr 60 ist auf der obenliegenden Seite
durch eine Tauchrohrkappe 63 abgeschlossen, mit der die
Spindel 18 verbunden ist. Das Tauchrohr 60 lagert über die
Tauchrohrkappe 63 auf dem obenliegenden Ende der Spindel 18 und
wird daher durch die Bewegung der Spindel 18 nach oben
oder nach unten verfahren.
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Das
Tauchrohr 60 wiederum ist mit der Traverse 64 der
Doppelschere fest verbunden. Wird das Tauchrohr 60 nach
oben oder nach unten verfahren, so wird deshalb auch die Traverse 64 nach
oben oder unten verfahren. Die Traverse 64 wiederum ist
Bestandteil der Doppelschere und bildet eine Achse der Scheren-Konstruktion.
Das nach oben oder nach unten Bewegen der Traverse 64 bewirkt
daher ein Verkürzen
oder -längen
der Doppelschere und damit eine Höhenverstellung der Hubplatte 22.
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Um
ein möglichst
weitgehendes Absenken der Hubplatte 22 zu ermöglichen,
ist der Innendurchmesser des Tauchrohrs 60 dabei weiter
als der Außendurchmesser
der Spindelmutter 19, so dass beim Absenken das Tauchrohr 60 über die
Spindelmutter 19 gleiten kann bzw. die Spindelmutter 19 in
das Tauchrohr 60 eintauchen kann.
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In 6 ist
die jeweilige Kugelgelenk-Lagerung an beiden Enden des Spindeltriebs
schematisch dargestellt. Der Spindeltrieb umfasst dabei eine Tauchrohr-Konstruktion,
wie sie in der vorangehenden Figur beschrieben ist. Der Antrieb 20 des
Spindeltriebs ist auf einer Grundplatte 23 gelagert. Um
die Kugelgelenk-Lagerung zu realisieren, weist die Grundplatte 23 eine
Kugelscheibe 80 auf. Die Kugelscheibe 80 weist,
wie in der Figur lediglich angedeutet ist, eine kugelabschnittförmige außenliegende Wange
auf, um eine leichtgängige
Kugelgelenk-Bewegung zu ermöglichen.
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Die
Unterseite des Antriebs 20 weist eine Kugelpfannenscheibe 81 auf.
Wie in der Abbildung ebenfalls nur angedeutet ist, weist die Kugelpfannenscheibe 81 eine
innenliegende, kugelabschnitt-förmige
Wange auf, ebenfalls um eine leichtgängige Kugelgelenk-Bewegung
zu ermöglichen.
Die jeweiligen, kugelabschnitt-förmigen
Wangen der Kugelpfannenscheibe 81 und der Kugelscheibe 80 bilden
gemeinsam eine Kugelgelenk-Lagerung, d.h. die Bogenradien der Kugelpfannenscheibe 81 und
der Kugelscheibe 80 stimmen überein.
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Es
ist in einer vereinfachten und weniger aufwändigen Ausführung jedoch auch möglich, die
innenliegende Wange der Kugelpfannenscheibe 81 lediglich
als °90-Grad-Senkung,
also geradwandig, auszuführen;
in Zusammenwirken mit der vorangehend beschriebenen Kugelabschnitt-Form
der Kugelscheibe 80 ergibt sich dadurch nach wie vor eine
Kugelgelenk-Lagerung.
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Der
Antrieb 20 weist eine Achse 85 auf, auf der die
Spindelmutter 19 rotierbar gelagert ist. Die Spindelmutter 19 ist
in nicht näher
dargestellter Weise mit einem Motor oder Antriebsmittel verbunden und
wird durch einen ebenfalls nicht näher dargestellten Mechanismus
an einer axialen Bewegung gehindert.
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Die
Spindel 18 wird von der Spindelmutter 19 geführt, indem
diese um die Spindel 18 umlaufend angeordnet ist. Das obenliegende
Ende der Spindel 18 bildet ein Kugelkopfende 66.
Die außenliegenden Wangen
des Kugelkopfendes 66 sind kugelabschnitt-förmig ausgebildet,
vergleichbar den außenliegenden
Wangen der Kugelscheibe 80. Das Widerlager wird durch die
Tauchrohrkappe 63 gebildet, deren innenliegende Wangen
ebenfalls kugelabschnittförmig
ausgebildet sind und einen Kugelpfannenring 61 bilden.
wie in der Figur nur angedeutet ist, stimmen die Kugelradien der
Wangen von Kugelpfannenring 61 und Kugelkopfende 66 überein,
so dass die beiden gemeinsam eine Kugelgelenk-Lagerung bilden.
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Es
ist in einer vereinfachten und weniger aufwändigen Ausführung jedoch auch möglich, die
innenliegende Wange der Tauch rohrkappe 63 bzw. des Kugelpfannenrings 61 lediglich
als °90-Grad-Senkung, also
geradwandig, auszuführen;
in Zusammenwirken mit der vorangehend beschriebenen Kugelabschnitt-Form
des Kugelkopfendes 66 der Spindel 18 ergibt sich
dadurch nach wie vor eine Kugelgelenk-Lagerung.
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Damit
die Spindel 18 nicht durch die Spindelmutter 19 mitgenommen
werden und um ihre eigene Achse rotieren kann, ist sie mit dem Tauchrohr 60 durch
einen Bolzen 62 verbunden. Die Spindel 18 weist
ein Bolzenauge 65 auf, durch das der Bolzen 62 durchgeführt ist.
Der Bolzen 62 wiederum ist mit dem Tauchrohr 60 derart
verbunden, dass eine Rotation um die Spindelachse nicht möglich ist.
Das Tauchrohr 60 selbst ist durch Anbindung an die zu verfahrende
Komponente der DT-Einrichtung
so verbunden, dass es seinerseits nicht rotieren kann.
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Die
Erfindung lässt
sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfindung betrifft eine Diagnose- und/oder
Therapieeinrichtung (DT-Einrichtung). In einer Ausführungsform
umfasst die DT-Einrichtung eine
Komponente, die linear verstellbar gelagert ist, und einen Spindeltrieb,
der dazu ausgebildet ist, die Komponente linear zu verstellen. In
der Komponente und in der sonstigen DT-Einrichtung ist je ein Lager vorgesehen,
in dem der Spindeltrieb jeweils gelagert ist, um die Komponente
relativ zur sonstigen DT-Einrichtung linear verstellen zu können. Beide
Lagerungen sind als Kugelgelenke ausgeführt. Durch die Ausführung als
Kugelgelenk wird ein Verdrehen der Achse des Spindeltriebs ermöglicht,
z.B. falls die anzutreibende Komponente ein Drehmoment auf den Spindeltrieb
ausüben
sollte. Durch Verdrehen der Achse des Spindeltriebs können Fluchtfehler
zwischen Spindelmutter und Spindel und damit einhergehender Verschleiß unterbunden
werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich bei Verwendung
des Spindeltriebs in einer Patientenlagerungsvorrichtung mit Doppelscheren-Hubeinheit.