DE102017206674A1

DE102017206674A1 - Stiff unit and system for reducing vibration of a vibrating unit

Info

Publication number: DE102017206674A1
Application number: DE102017206674.1A
Authority: DE
Inventors: Georg Bachmaier; Martin Bischoff; Reinhard Freitag; Andreas Limmer; Christian Mose
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steifeinheit (1) zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit (10), aufweisend mindestens eine Untereinheit (20); wobei die mindestens eine Untereinheit (20) mindestens zum Teil elastisch und mindestens zum Teil energieabsorbierend ist; wobei die mindestens eine Steifeinheit (1) parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung (11) der schwingenden Einheit (10) an der schwingenden Einheit angeordnet ist; falls die schwingende Einheit (10) in die mindestens eine Schwingungsrichtung (11) schwingt, die Steifeinheit (1) gespannt wird und die mindestens eine Untereinheit (20) verformt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes System.The invention relates to a stiff unit (1) for reducing a vibration of a vibrating unit (10), comprising at least one subunit (20); wherein the at least one subunit (20) is at least partially elastic and at least partially energy absorbing; wherein the at least one stiff unit (1) is arranged parallel to at least one vibration direction (11) of the oscillating unit (10) on the oscillating unit; if the oscillating unit (10) oscillates in the at least one vibration direction (11), the stiffness unit (1) is tensioned and the at least one subunit (20) is deformed. Furthermore, the invention relates to a corresponding system.

Description

1. Technisches Gebiet 1. Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steifeinheit zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit sowie ein entsprechendes System. Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Medizintechnik angesiedelt. The present invention relates to a stiff unit for reducing a vibration of a vibrating unit and a corresponding system. The invention is particularly located in the field of medical technology.

2. Stand der Technik 2. State of the art

Aus dem Stand der Technik sind bereits C-Bogen-Röntgengeräte für die Bildgebung bekannt. Der Name des Röntgengeräts ist auf den C-förmigen Bogen zurückzuführen, über den eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor fest miteinander verbunden sind. Die Röntgenquelle wird auch als Röntgenstrahler oder Generator bezeichnet. Die C-Bogen-Röntgengeräte sind insbesondere im Bereich der Medizintechnik angesiedelt. Beispielsweise werden sie in den Fachbereichen der Chirurgie, Kardiologie oder Orthopädie eingesetzt. Durch die C-förmige Verbindung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors kann das Röntgengerät horizontal, vertikal sowie um die Schwenkachsen bewegt werden und aus nahezu jedem Winkel hochauflösende Röntgenbilder eines Patienten erstellen. C-arm X-ray devices for imaging are already known from the prior art. The name of the X-ray device is due to the C-shaped arc, via which an X-ray source and an X-ray detector are firmly connected. The X-ray source is also referred to as X-ray source or generator. The C-arm X-ray devices are located in particular in the field of medical technology. For example, they are used in the departments of surgery, cardiology or orthopedics. By the C-shaped connection of the X-ray source and the X-ray detector, the X-ray machine can be moved horizontally, vertically and about the pivot axes and create high-resolution X-ray images of a patient from almost any angle.

Hierbei sendet die Röntgenquelle Röntgenstrahlen aus, die den Körper des Patienten durchdringen. Der Röntgendetektor wandelt die Röntgenstrahlen in ein sichtbares Röntgenbild um, welches auf einem Monitor dem behandelnden Arzt des Patienten oder Hilfspersonal dargestellt werden kann. Der Arzt kann daraufhin die Röntgenbilder auswerten und eine geeignete Behandlung vorschlagen. In this case, the X-ray source emits X-rays, which penetrate the body of the patient. The X-ray detector converts the X-rays into a visible X-ray image, which can be displayed on a monitor to the patient's doctor or auxiliary staff. The doctor can then evaluate the X-ray images and suggest a suitable treatment.

Nachteilig an den C-Bogen-Röntgengeräten ist jedoch, dass der C-Bogen bei einer Anregung noch lange nachschwingt oder vibriert. Die Begriffe Schwingungen und Vibrationen werden im Folgenden synonym verwendet. Die Schwingungen halten zwanzig Sekunden oder länger an und schlagen sich folglich auch negativ in der Bildgebung nieder. Beispielsweise sind die resultierenden Röntgenbilder in einigen Fällen unscharf, da anatomische Details nicht oder nicht vollständig abgebildet werden. Dadurch sind diese auch für den Arzt schlechter erkennbar. Ferner sind beispielsweise die resultieren Röntgenbilder in einigen schlimmen Fällen auch ganz unbrauchbar und die Aufnahmen müssen wiederholt werden. Folglich kann es im schlimmsten Fall auch zu einer Fehldiagnose für den Patienten kommen. A disadvantage of the C-arm X-ray devices, however, is that the C-arm for a long time resonates or vibrates. The terms oscillations and vibrations are used synonymously below. The vibrations last for twenty seconds or longer and consequently also negatively impact on the imaging. For example, the resulting X-ray images are blurred in some cases because anatomical details are not or not fully mapped. As a result, they are also less recognizable to the doctor. Furthermore, for example, the resulting X-ray images in some bad cases, completely useless and the images must be repeated. Consequently, in the worst case, it can also lead to a misdiagnosis for the patient.

Aus den genannten Gründen ist es wünschenswert die Schwingungen zu minimieren. For the reasons mentioned, it is desirable to minimize the vibrations.

Bekannte Dämpfungsmaßnahmen werden in aktive und passive Dämpfungsmaßnahmen unterteilt. Die aktiven Dämpfungsmaßnahmen basieren auf Systemen mit Sensoren und Aktuatoren. Beispielsweise können piezohydraulische Aktuatoren eingesetzt werden. Mit Hilfe der Sensoren werden die nachteiligen Schwingungen erkannt und bei deren Vorliegen gezielt Gegenkräfte mittels der Aktuatoren eingeleitet. Known attenuation measures are subdivided into active and passive attenuation measures. The active damping measures are based on systems with sensors and actuators. For example, piezohydraulic actuators can be used. With the help of the sensors, the adverse vibrations are detected and initiated in their presence counterforces by means of the actuators.

Als Nachteile sind anzuführen die komplexe Anordnung und Ausgestaltung der Sensoren bzw. Aktuatoren und die komplexe Einstellung deren Parameter. Als Nachteile sind weiter anzuführen die erforderliche Energieversorgung des gesamten Systems – insbesondere der Aktuatoren, die komplexe Ansteuerung des Aktuators und die Fehleranfälligkeit der Steuerung. Beispielsweise wird eine Schwingung durch einen Sensor nicht, nicht richtig oder verspätet erkannt und ein Aktuator folglich auch falsch angesteuert etc. Die aktiven Dämpfungsmaßnahmen sind dadurch insgesamt kostenintensiv und technisch sehr komplex. The disadvantages include the complex arrangement and configuration of the sensors or actuators and the complex setting of their parameters. The disadvantages include the required power supply of the entire system - in particular the actuators, the complex control of the actuator and the error susceptibility of the controller. For example, a vibration is not detected by a sensor, not correctly or late, and consequently an actuator is also incorrectly controlled, etc. The active damping measures are thus overall cost-intensive and technically very complex.

Die passiven Dämpfungsmaßnahmen reduzieren die Schwingungen ohne zusätzliche Energieversorgung, sondern durch Dämpfung und Versteifung der relevanten Stellen des Systems. Beispielsweise sind Karbon-Patches bekannt, welche jedoch nur auf aufwendige Art und Weise auf bestimmten Oberflächen mit vordefinierten Eigenschaften angebracht werden können. The passive damping measures reduce the vibrations without additional power supply, but by damping and stiffening of the relevant points of the system. For example, carbon patches are known, which, however, can only be attached to certain surfaces with predefined properties in a complex manner.

Als ein Nachteil ist anzuführen das hohe Gewicht, um das System derart zu dämpfen, wie eine aktive Dämpfungsmaßnahme. Ferner können passive Dämpfungsmaßnahmen als ein weiterer Nachteil nicht einfach ausgeschaltet werden, da sie das Schwingungsverhalten des Systems permanent ändern. Ferner sind die passiven Dämpfungsmaßnahmen hinsichtlich der Parameter oft sehr begrenzt, mit der die Dämpfungsmaßnahme an das System angepasst werden kann. As a drawback, mention should be made of the high weight to dampen the system as an active damping measure. Furthermore, passive damping measures can not simply be eliminated as a further disadvantage since they permanently change the vibration behavior of the system. Furthermore, the passive damping measures are often very limited in terms of the parameters with which the damping measure can be adapted to the system.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die objektive technische Aufgabe eine Steifeinheit bereitzustellen, welche störende Schwingungen einer schwingenden Einheit verringert, wobei die Steifeinheit insbesondere kostengünstig, einfach, leicht, langlebig sowie benutzerfreundlich ist. The present invention therefore provides the objective technical task of providing a stiff unit which reduces the disturbing vibrations of a vibrating unit, wherein the stiff unit is particularly inexpensive, simple, lightweight, durable and user-friendly.

3. Zusammenfassung der Erfindung 3. Summary of the invention

Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steifeinheit zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit, aufweisend:

a. mindestens eine Untereinheit; wobei
b. die mindestens eine Untereinheit mindestens zum Teil elastisch und mindestens zum Teil energieabsorbierend ist; wobei
c. die mindestens eine Steifeinheit parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung der schwingenden Einheit an der schwingenden Einheit angeordnet ist;
d. falls die schwingende Einheit in die mindestens eine Schwingungsrichtung schwingt, die Steifeinheit gespannt wird und die mindestens eine Untereinheit verformt wird.

The above object is achieved according to the invention by a stiff unit for reducing a vibration of a vibrating unit, comprising:

a. at least one subunit; in which
b. the at least one subunit is at least partially elastic and at least partially energy absorbing; in which
c. the at least one stiff unit is arranged parallel to at least one oscillation direction of the oscillating unit on the oscillating unit;
d. if the oscillating unit oscillates in the at least one direction of vibration, the stiff unit is tensioned and the at least one subunit is deformed.

Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Steifeinheit dazu geeignet eine Schwingung einer schwingenden Einheit zu reduzieren. Die Steifeinheit ist beispielsweise ein Seil, weist eine gewisse Steifigkeit und Festigkeit auf. Sie ist jedoch nicht auf ein Seil beschränkt. Mit anderen Worten, wird die störende Schwingung oder Vibration der schwingenden Einheit durch die Steifeinheit verringert. Die schwingende Einheit kann eine beliebige technische Vorrichtung, technisches Element oder Bauelement sein. Beispielsweise wird die Vibration eines C-Bogens eines C-Bogenröntgengeräts durch ein Seil minimiert. Accordingly, the stiff unit according to the invention is suitable for reducing a vibration of a vibrating unit. The stiff unit is for example a rope, has a certain rigidity and strength. However, it is not limited to a rope. In other words, the disturbing vibration or vibration of the vibrating unit is reduced by the stiff unit. The oscillating unit can be any technical device, technical element or component. For example, the vibration of a C-arm of a C-arm X-ray machine is minimized by a rope.

Die Steifeinheit umschließt eine oder mehrere elastische und energieabsorbierende Untereinheiten. Folglich sind die Untereinheiten in die Einheit integriert und Teil derselben. The stiff unit encloses one or more elastic and energy absorbing subunits. Thus, the subunits are integrated into the unit and part of it.

Die Untereinheiten sind teilweise oder vollständig elastisch ausgebildet und bestehen dementsprechend aus einem Stoff oder Material, welcher es ermöglicht, dass die elastischen Untereinheiten nach einer Einwirkung einer Kraft, wie Spannung oder Zugkraft, in die Ursprungsform zurückzukehren können. Gummi ist beispielsweise hierzu geeignet. Dementsprechend können sich die Untereinheiten durch Einwirkung der Kraft verformen und nach der Einwirkung der Kraft wieder die ursprüngliche Form annehmen. The subunits are partially or fully elastic and accordingly are made of a cloth or material which allows the elastic subunits to return to their original shape upon the application of a force such as tension or tensile force. Rubber is suitable for this purpose, for example. Accordingly, the subunits can deform by the action of the force and return to the original shape after the action of the force.

Ferner können die Untereinheiten einen Teil der Energie oder die gesamte Energie absorbieren, insbesondere die kinetische Energie der Schwingung der schwingenden Einheit. Further, the subunits can absorb some or all of the energy, in particular the kinetic energy of the vibration of the vibrating unit.

Die Steifeinheit wird parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung der schwingenden Einheit an der schwingenden Einheit verspannt. Durch die Stärke oder den Grad dieser Vorspannung kann die Steifeinheit optimal in ihrem maximal zu dämpfenden Arbeitspunkt eingestellt werden. The stiff unit is clamped parallel to at least one vibration direction of the vibrating unit on the vibrating unit. Due to the strength or the degree of this bias, the stiff unit can be optimally adjusted in its maximum to be damped operating point.

Im Fall, dass die schwingende Einheit in die Schwingungsrichtung schwingt, wird die Schwingung der Steifeinheit verringert indem sie gespannt wird. Die integrierten Untereinheiten werden durch die Spannung verformt. Im Gegensatz zu den elastischen Untereinheiten verformt sich die Steifeinheit nicht. In case the oscillating unit vibrates in the vibration direction, the vibration of the stiff unit is reduced by being strained. The integrated subunits are deformed by the tension. In contrast to the elastic subunits, the stiffness unit does not deform.

Die Steifeinheit kann auch als Mantel bezeichnet werden. Durch die Anbringung der Steifeinheit an der schwingenden Einheit weist die Steifeinheit bereits eine gewisse Vorspannung auf. Unter Zugspannung in Schritt d. wird die Steifeinheit stärker gespannt und die Steifigkeit erhöht. Durch die Erhöhung der Steifigkeit wird die Frequenz der Schwingung der schwingenden Einheit erhöht und somit auch die Amplitude der Schwingung verringert. The stiff unit can also be referred to as a jacket. By attaching the stiff unit to the oscillating unit, the stiff unit already has a certain bias. Under tension in step d. The stiff unit is stretched more and the rigidity increased. Increasing the stiffness increases the frequency of the oscillation of the oscillating unit and thus also reduces the amplitude of the oscillation.

Folglich kann die Vorspannung als ein Parameter vorteilhafterweise vorbestimmt werden und somit der Grad der Versteifung beeinflusst werden. Consequently, the bias voltage can be advantageously predetermined as a parameter and thus the degree of stiffening can be influenced.

Durch die Zugspannung wird ferner Druck von der Steifeinheit auf die Untereinheiten ausgeübt. Folglich entsteht eine Reibung zwischen den Untereinheiten sowie zwischen der Steifeinheit und den Untereinheiten. Ferner entsteht eine innere Reibung in den sich verformenden Untereinheiten. Die Untereinheiten wandeln dadurch die kinetische Energie der Schwingung auf effiziente Weise in Wärmenergie um. Dadurch wird die störende kinetische Energie absorbiert, die schwingende Einheit gedämpft und Wärmenergie bzw. Verformungsenergie erzeugt. The tension also applies pressure from the stiff unit to the subunits. Consequently, there is a friction between the subunits and between the stiff unit and the subunits. Furthermore, internal friction develops in the deforming subunits. The subunits thereby efficiently convert the kinetic energy of the vibration into heat energy. This absorbs the disturbing kinetic energy, dampens the oscillating unit and generates heat energy or deformation energy.

Folglich kann die Anzahl und das Material der Untereinheiten als weitere Parameter vorteilhafterweise vorbestimmt werden und somit der Grad der Dämpfung beeinflusst werden. Das Material sollte sich beispielsweise hinsichtlich der auftretenden Kräfte gut verformen können, aber nicht zu elastisch sein. Consequently, the number and the material of the subunits can advantageously be predetermined as further parameters and thus the degree of attenuation can be influenced. The material should be able to deform well, for example, in terms of the forces occurring, but not be too elastic.

Die Parameter beeinflussen dadurch insgesamt den Grad der Verringerung der Schwingung. Durch die hohe Anzahl der Parameter kann die Steifeinheit vorteilhafterweise optimal an die schwingende Einheit angepasst werden. The parameters thereby influence the overall degree of reduction of the oscillation. Due to the large number of parameters, the stiff unit can advantageously be optimally adapted to the oscillating unit.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Steifeinheit sehr einfach und benutzerfreundlich ausgestaltet. Die schwingende Einheit wird durch die Steifeinheit weitgehend nicht beeinflusst. In contrast to the prior art, the stiff unit according to the invention is designed very simple and user-friendly. The oscillating unit is largely unaffected by the stiff unit.

Die erfindungsgemäße Steifeinheit ist vorteilhafterweise im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstiger, weist ein geringeres Gewicht als bspw. Stahl auf, ist flexibel einstellbar durch Anpassung des einen oder der mehreren genannten Parameter, wie Vorspannung, Anzahl der Untereinheiten etc., für beliebige technische Geräte anwendbar, einfacher in der Anbringung, Handhabung und Wartung sowie weniger fehleranfällig. The stiff unit according to the invention is advantageously compared to the prior art cheaper, has a lower weight than, for example. Steel, is flexibly adjustable by adapting the one or more parameters mentioned, such as bias, number of subunits, etc., applicable to any technical devices , easier to install, handle and maintain and less prone to error.

In einer Ausgestaltung werden die Steifeinheit und die mindestens eine Untereinheit in Schritt d. durch die Spannung zusammengezogen. In one embodiment, the stiff unit and the at least one subunit in step d. contracted by the tension.

Dementsprechend verjüngt sich die Steifeinheit in Schritt d. bzw. wird zusammengezogen, so dass sich die Steifeinheit entsprechend verjüngt. Folglich werden auch die integrierten Untereinheiten durch den Druck zusammengedrückt und verformen sich. Die Verformung der Untereinheiten wird durch deren Elastizität ermöglicht. Accordingly, the stiff unit tapers in step d. or is contracted, so that the stiff unit tapers accordingly. Consequently, the integrated subunits are also compressed by the pressure and deform. The deformation of the subunits is made possible by their elasticity.

In einer weiteren Ausgestaltung wechselt die mindestens eine Untereinheit durch die Verformung von einem ursprünglichen Zustand in einen deformierten Zustand. In a further embodiment, the at least one subunit changes from an original state to a deformed state as a result of the deformation.

In einer weiteren Ausgestaltung, falls die schwingende Einheit nicht in die mindestens eine Schwingungsrichtung schwingt, befindet sich die schwingende Einheit in einem Ruhezustand, die mindestens eine Steifeinheit ist entlastet und die mindestens eine Untereinheit befindet sich in dem ursprünglichen Zustand. In a further embodiment, if the oscillating unit does not oscillate in the at least one direction of vibration, the oscillating unit is in an idle state, the at least one stiff unit is relieved and the at least one subunit is in the original state.

Dementsprechend kehren die Untereinheiten nach der Verformung bei sich reduzierender Spannung in ihre jeweilige Ursprungsform zurück. Folglich verformen sich die Untereinheiten nur bei einer Schwingung der schwingenden Einheit und Spannung bzw. Belastung der Steifeinheit. Im Ruhezustand der schwingenden Einheit, falls diese nicht schwingt, bei Entlastung der Steifeinheit weisen die Untereinheiten hingegen ihre Ursprungsform auf. Accordingly, the subunits return to their original shape after deformation with reducing stress. Consequently, the subunits deform only upon vibration of the vibrating unit and strain of the stiff unit. In the resting state of the oscillating unit, if this does not vibrate, with relief of the stiff unit, the subunits, however, have their original form.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die schwingende Einheit ein C-Bogen eines C-Bogen-Röntgengerätes. Dementsprechend ist die schwingende Einheit ein C-Bogen, an welchen die erfindungsgemäße Steifeinheit verspannt wird. Die Schwingung des C-Bogens wird durch diese verringert. Alternativ kann es sich bei der schwingenden Einheit um eine beliebige andere technische Einheit oder Vorrichtung handeln. In a further embodiment, the oscillating unit is a C-arm of a C-arm X-ray machine. Accordingly, the oscillating unit is a C-arm, to which the stiff unit according to the invention is braced. The vibration of the C-arm is reduced by this. Alternatively, the vibrating unit may be any other technical unit or device.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steifeinheit ein Seil. Dementsprechend kann ein beliebiges Seil verwendet werden, wie Dyneema-Seil oder Vectran-Seil. Die unterschiedlichen Seile weisen unterschiedliche Durchmesser, Bestandteile oder Materialien mit deren Vor- und Nachteile auf. Die Seile können abhängig von der konkreten Anwendung flexibel von einem Anwender gewählt werden. Vorteilhafterweise ist das Seil Temperaturfest, Zug- und Reißfest etc., um die Langlebigkeit zu gewährleisten, die Notwendigkeit eines Austauschs des Seils oder Seilbruch zu verhindern. Ferner kann auch der Durchmesser des Seils als ein weiterer Parameter vorteilhafterweise vorbestimmt oder eingestellt werden und somit der Grad der Versteifung beeinflusst werden. Das Seil ist insbesondere als Kunststoffgeflecht mit einem Hohlraum ausgebildet. In a further embodiment, the stiff unit is a rope. Accordingly, any rope may be used, such as Dyneema rope or Vectran rope. The different ropes have different diameters, components or materials with their advantages and disadvantages. The ropes can be flexibly selected by a user depending on the specific application. Advantageously, the rope is temperature resistant, tensile and tear resistant, etc., to ensure longevity, to prevent the need for rope replacement or rope breakage. Furthermore, the diameter of the rope can also advantageously be predetermined or adjusted as a further parameter and thus the degree of stiffening can be influenced. The rope is in particular designed as a plastic braid with a cavity.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die mindestens eine Untereinheit ein Element mindestens zum Teil aus Gummi. Dementsprechend können beispielsweise mehrere Gummiseile im Hohlraum des Seils angeordnet sein oder ein einzelner Gummischlauch ist an der Innenwand des Seils angeordnet. Der Anwender des Seils kann das Seil mit unterschiedlichen Gummiseilen oder Gummischläuchen kombinieren. Dabei sind unterschiedliche Konfigurationen möglich. Die Gummiseile sind im Gegensatz zu Gummischläuchen mit Gummi gefüllt. In a further embodiment, the at least one subunit is an element at least partially made of rubber. Accordingly, for example, a plurality of rubber cables may be arranged in the cavity of the cable or a single rubber hose is arranged on the inner wall of the cable. The user of the rope can combine the rope with different rubber ropes or rubber hoses. Different configurations are possible. The rubber parts are filled with rubber in contrast to rubber hoses.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die mindestens eine Untereinheit (i) bei der Herstellung der Steifeinheit oder (ii) nachträglich durch Spleißen in die Steifeinheit eingebracht. Dementsprechend können die Untereinheiten gleich bei der Herstellung der Steifeinheit oder auch erst nach der Herstellung in diese integriert werden. Dadurch können vorteilhafterweise auch bestehende Steifeinheiten mit den Untereinheiten nachgerüstet werden. Falls das Seil zu einem Ring gespleißt ist, kann es vorteilhafterweise einfach eingespannt werden. Durch die Ringform werden auch Kriecheffekte unterdrückt und es wird eine homogene Spannungsverteilung auf der gesamten Länge der Steifeinheit erreicht. In a further embodiment, the at least one subunit (i) is introduced by splicing into the stiff unit in the production of the stiff unit or (ii) subsequently by splicing. Accordingly, the subunits can be integrated into the same during the production of the stiff unit or even after the production. As a result, it is advantageously also possible to retrofit existing stiff units with the subunits. If the rope is spliced to a ring, it can advantageously be simply clamped. Creep effects are also suppressed by the ring shape and a homogeneous stress distribution over the entire length of the stiff unit is achieved.

Ferner betrifft die Erfindung ein System zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit, aufweisend:

a. mindestens eine erfindungsgemäße Steifeinheit;
b. die schwingende Einheit; wobei
c. die mindestens eine Steifeinheit parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung der schwingenden Einheit an der schwingenden Einheit angeordnet ist;
d. falls die schwingende Einheit in die mindestens eine Schwingungsrichtung schwingt, die Steifeinheit gespannt wird und die mindestens eine Untereinheit verformt wird.

Furthermore, the invention relates to a system for reducing a vibration of a vibrating unit, comprising:

a. at least one stiff unit according to the invention;
b. the swinging unit; in which
c. the at least one stiff unit is arranged parallel to at least one oscillation direction of the oscillating unit on the oscillating unit;
d. if the oscillating unit oscillates in the at least one direction of vibration, the stiff unit is tensioned and the at least one subunit is deformed.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen 4. Brief description of the drawings

In der folgenden detaillierten Beschreibung werden vorliegend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung weiter beschrieben mit Bezug auf die folgenden Figuren. In the following detailed description, preferred embodiments of the invention will be further described with reference to the following figures.

1 zeigt eine Querschnittansicht einer Steifeinheit nach einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a cross-sectional view of a stiff unit according to an embodiment of the invention.

2 zeigt eine Querschnittansicht einer Steifeinheit nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a cross-sectional view of a stiff unit according to another embodiment of the invention.

3 zeigt eine Querschnittansicht einer Steifeinheit nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. 3 shows a cross-sectional view of a stiff unit according to another embodiment of the invention.

4 zeigt eine Detailansicht eines beispielhaften Hohlgeflechts nach einer Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a detailed view of an exemplary hollow braid according to an embodiment of the invention.

5 zeigt einen C-Bogen eines C-Bogenröntgengeräts, an welchen eine Steifeinheit befestigt ist nach einer Ausführungsform der Erfindung. 5 shows a C-arm of a C-arm X-ray apparatus to which a stiff unit is attached according to an embodiment of the invention.

5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen 5. Description of the preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Figuren beschrieben. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the figures.

1 zeigt eine Querschnittansicht einer Steifeinheit 1. Als Steifeinheit 1 kann ein Seil verwendet werden, welches als ein schlauchförmiges Kunststoffgewebe oder Hohlgeflecht ausgebildet ist (siehe im Detail in 4). Beispielsweise sind herkömmliche Dyneema-Seile oder Vectran-Seile verwendbar. Die Seile 1 sollten vorzugsweise bestimmte Anforderungen erfüllen. Insbesondere sollten sie eine gewisse Festigkeit aufweisen. 1 shows a cross-sectional view of a stiff unit 1 , As a stiff unit 1 For example, a rope may be used which is designed as a tubular plastic fabric or hollow braid (see in detail in FIG 4 ). For example, conventional Dyneema ropes or Vectran ropes are usable. The ropes 1 should preferably meet certain requirements. In particular, they should have a certain strength.

In dem Hohlraum bzw. Innenraum der Steifeinheit 1 sind ein oder mehrere Untereinheiten 20 angeordnet. Als eine Untereinheit 20 kann ein Gummiseil oder Gummischlauch verwendet werden. Das Gummiseil ist im Inneren mit Gummi gefüllt. Der Gummischlauch ist hingegen hohl im Inneren und kann auch als Hohlgummiseil bezeichnet werden. In the cavity or interior of the stiff unit 1 are one or more subunits 20 arranged. As a subunit 20 A rubber cord or rubber hose can be used. The rubber cord is filled with rubber inside. The rubber hose, however, is hollow inside and can also be referred to as Hohlgummiseil.

Dementsprechend kann die Steifeinheit 1 auch als Manteleinheit und die Untereinheiten 20 als Kerneinheiten betrachtet werden. Accordingly, the stiff unit 1 also as a shell unit and subunits 20 be considered as core units.

Die Form der Untereinheiten 20 ist hinsichtlich der Wirksamkeit ihrer Dämpfung ausschlaggebend. Bei einer einfachen zylinderförmigen Gummistruktur 20 innerhalb des Seils 1 wird die Gummistruktur 20 durch die zugspannungsbedingte Seilverjüngung des Seils 1 zusammengedrückt, jedoch bleibt das Gummivolumen durch die Inkompressibilität der Gummistruktur 20 nahezu konstant. Mit anderen Worten hat die Gummistruktur 20 das Bestreben sich in Längsrichtung auszudehnen. Die Ausdehnung der Gummistruktur 20 wird jedoch durch die Reibung mit dem umgebenden Seil 1 behindert. The shape of the subunits 20 is crucial in terms of the effectiveness of its damping. For a simple cylindrical rubber structure 20 inside the rope 1 becomes the rubber structure 20 by the tension-induced rope rejuvenation of the rope 1 compressed, but the rubber volume remains due to the incompressibility of the rubber structure 20 almost constant. In other words, the rubber structure has 20 the endeavor to extend in the longitudinal direction. The extent of the rubber structure 20 However, it is due to the friction with the surrounding rope 1 with special needs.

Die Form der nachfolgenden Ausführungsformen hat sich in dieser Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen. Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Gummiseile 20 in ein Seil 1 integriert. Mit anderen Worten, sind zwei Vollgummiseile 20 in das Seil 1 eingezogen. The shape of the following embodiments has proven to be particularly advantageous in this regard. According to one embodiment, two rubber ropes 20 in a rope 1 integrated. In other words, are two solid rubber parts 20 in the rope 1 moved in.

Das Seil 1 kann beispielsweise an einer schwingenden Einheit 10, wie einen C-Bogen eines C-Bogen-Röntgengeräts oder eine beliebige andere technische Einheit, wie Aluminiumträger, befestigt werden. Mit anderen Worten, werden ein oder mehrere Seile 1 an die schwingende Einheit 10 verspannt. Die Vorspannung kann beliebig eingestellt werden. The rope 1 for example, on a swinging unit 10 , such as a C-arm of a C-arm X-ray machine, or any other technical unit, such as aluminum support. In other words, be one or more ropes 1 to the swinging unit 10 braced. The bias voltage can be set arbitrarily.

In 1A befinden sich die zwei Gummiseile 20 in dem umschließenden Seil 1 in ihrem ursprünglichen Zustand (unter Vorspannung). In 1B befinden sich die zwei Gummiseile 20 in dem umschließenden Seil 1 in ihrem deformierten Zustand (unter Zug). In 1A are the two rubber cables 20 in the surrounding rope 1 in its original condition (under pretension). In 1B are the two rubber cables 20 in the surrounding rope 1 in its deformed state (under tension).

Dementsprechend steht das umschließende Seil 1 in 1B unter Zugspannung, welche dadurch erreicht wird, dass das Seil 1 gezogen und gespannt wird. Die Zugspannung F ist in 1B durch einen Pfeil angedeutet. Das Seil 1 wird gezogen indem die schwingende Einheit 10 in Schwingung versetzt wird und das Seil 1 in die Schwingungsrichtung zieht. Durch die Zugspannung und den Druck des umschließenden Seils 1 werden die integrierten Gummiseile 20 in Pfeilrichtung aufeinander geschoben oder gedrückt. Dadurch steigt die innere Reibung der Gummiseile 20, die Reibung zwischen den Gummiseilen 20, zwischen den Gummiseilen 20 und dem umschließenden Seil 1. Folglich verformen sie sich. Mit abnehmender Zugspannung kehren sie von Ihrem deformierten Zustand in ihrem ursprünglichen Zustand gemäß 1A zurück. Die schwingende Einheit kehrt ebenfalls in den Ruhzustand zurück und das Seil ist entlastet. Accordingly, the enclosing rope 1 in 1B under tension, which is achieved by the rope 1 pulled and stretched. The tensile stress F is in 1B indicated by an arrow. The rope 1 is pulled by the swinging unit 10 is vibrated and the rope 1 pulls in the direction of vibration. By the tension and the pressure of the surrounding rope 1 be the integrated rubber ropes 20 pushed or pushed in the direction of the arrow. This increases the internal friction of the rubber cables 20 , the friction between the rubber ropes 20 , between the rubber ropes 20 and the surrounding rope 1 , Consequently, they deform. As tension decreases, they return from their deformed condition to their original condition 1A back. The vibrating unit also returns to rest and the rope is unloaded.

Bei einer zu dämpfenden Schwingung wird der Vorgang der Seilspannung gemäß 1B und der Entlastung gemäß 1A mit der Frequenz der Schwingung der schwingenden Einheit 10 periodisch durchgeführt. At a vibration to be damped, the process of the rope tension is according to 1B and the relief according to 1A with the frequency of the vibration of the vibrating unit 10 periodically performed.

Zum einen erhöht sich die Steifigkeit des Seils 1 und auch die Gesamtsteifigkeit der schwingenden Einheit. Dadurch steigt die Frequenz der Schwingung der schwingenden Einheit und die Amplitude der Schwingung verringert sich. On the one hand, the rigidity of the rope increases 1 and also the overall rigidity of the vibrating unit. This increases the frequency of oscillation of the vibrating unit and the amplitude of the oscillation decreases.

Zum anderen ermöglicht die Elastizität der Gummiseile 20, dass die Reibung steigt und sie sich verformen können. Durch die Absorptionsfähigkeit der Gummiseile 20 wird ferner gewährleistet, dass sie die kinetische Energie der Schwingung der schwingenden Einheit 10 in Verformungsenergie umwandeln können. Bei steigendem Verformungsgrad kann auch mehr Energie der Schwingung durch die Gummiseile 20 absorbiert werden. On the other hand allows the elasticity of the rubber cables 20 that the friction increases and they can deform. Due to the absorption capacity of the rubber ropes 20 is further ensured that they are the kinetic energy of the vibration of the vibrating unit 10 can transform into deformation energy. With increasing degree of deformation also more energy of the vibration by the rubber ropes can 20 be absorbed.

Das Zusammenwirken der Erhöhung der Steifigkeit und der Dämpfung wird die Schwingung der schwingenden Einheit 10 optimal verringert. Weiterhin ermöglicht die hohe Anzahl der Parameter, dass die Steifeinheit beliebig an die schwingende Einheit angepasst werden kann. The interaction of increasing the stiffness and the damping becomes the vibration of the vibrating unit 10 optimally reduced. Furthermore, the high number of parameters makes it possible for the stiff unit to be adapted as desired to the oscillating unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Gummischlauch 20 in die Steifeinheit 1 integriert. Mit anderen Worten ist ein Hohlgummiseil 20 in das Seil 1 eingezogen. According to another embodiment is a rubber hose 20 in the stiff unit 1 integrated. In other words, a hollow rubber rope 20 in the rope 1 moved in.

In 2A befindet sich ein Gummischlauch 20 in dem umschließenden Seil 1 in seinem ursprünglichen Zustand (unter Vorspannung). Der Gummischlauch 20 ist vollständig an der Innenwand des Seils 1 angeordnet und liegt an dem Seil 1 an. Alternativ kann der Gummischlauch 20 auch anderweitig in dem Seil 1 angeordnet werden, beispielsweise in Karo-Form etc. Der Gummischlauch 20 ist nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt. In 2B befindet sich der Gummischlauch 20 in dem umschließenden Seil 1 in seinem deformierten Zustand (unter Zug). Die Zugspannung F bzw. Krafteinwirkung ist in 2B ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet. In 2A there is a rubber hose 20 in the surrounding rope 1 in its original state (under bias). The rubber hose 20 is completely on the inner wall of the rope 1 arranged and lies on the rope 1 at. Alternatively, the rubber hose 20 otherwise in the rope 1 be arranged, for example in check shape, etc. The rubber hose 20 is not limited to a specific configuration. In 2 B is the rubber hose 20 in the surrounding rope 1 in its deformed state (under tension). The tensile stress F or force is in 2 B also indicated by an arrow.

3A und 3B zeigen eine Längsansicht eines Seils 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Seil 1 weist ein Gummiseil 20 mit variierendem Durchmesser auf. Die unterschiedlichen Seilabschnitte können unterschiedliche Frequenzen der Schwingung absorbieren. Die dickeren Bereiche des Gummiseils dämpfen besonders die höheren Frequenzen, die dünneren Bereiche besonders die niedrigen Frequenzen. 3A and 3B show a longitudinal view of a rope 1 according to a further embodiment. The rope 1 has a rubber rope 20 with varying diameter. The different cable sections can absorb different frequencies of the vibration. The thicker areas of the rubber cord dampen especially the higher frequencies, the thinner areas especially the low frequencies.

In 5 ist ein beispielhaftes C-Bogenröntgengerät im Detail dargestellt, welches einen C-Bogen 10 aufweist. Über die gesamte Länge des C-Bogens 10 ist beispielhaft ein Seil 1 mit den Gummiseilen 20 oder dem Gummischlauch gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet. Herkömmlicherweise schwingt der C-Bogen 10 bei einer Anregung noch lange nach. Diese nachteilige oder störende Schwingung wird durch das erfindungsgemäße Seil 1 minimiert. In 5 an exemplary C-arm X-ray machine is shown in detail, which is a C-arm 10 having. Over the entire length of the C-arm 10 is an example of a rope 1 with the rubber ropes 20 or the rubber hose according to an embodiment of the invention. Conventionally, the C-arm swings 10 for a long time afterwards. This disadvantageous or disturbing vibration is caused by the rope according to the invention 1 minimized.

Claims

Steifeinheit (1) zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit (10), aufweisend: a. mindestens eine Untereinheit (20); wobei b. die mindestens eine Untereinheit (20) mindestens zum Teil elastisch und mindestens zum Teil energieabsorbierend ist; wobei c. die mindestens eine Steifeinheit (1) parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung (11) der schwingenden Einheit (10) an der schwingenden Einheit angeordnet ist; d. falls die schwingende Einheit (10) in die mindestens eine Schwingungsrichtung (11) schwingt, die Steifeinheit (1) gespannt wird und die mindestens eine Untereinheit (20) verformt wird. Stiffness unit ( 1 ) for reducing a vibration of a vibrating unit ( 10 ), comprising: a. at least one subunit ( 20 ); where b. the at least one subunit ( 20 ) is at least partially elastic and at least partially energy absorbing; where c. the at least one stiff unit ( 1 ) parallel to at least one direction of vibration ( 11 ) of the vibrating unit ( 10 ) is arranged on the oscillating unit; d. if the oscillating unit ( 10 ) in the at least one direction of vibration ( 11 ), the stiff unit ( 1 ) and the at least one subunit ( 20 ) is deformed.

Steifeinheit nach Anspruch 1, wobei die Steifeinheit (1) und die mindestens eine Untereinheit (20) in Schritt d. durch die Spannung zusammengezogen werden. Stiff unit according to claim 1, wherein the stiff unit ( 1 ) and the at least one subunit ( 20 ) in step d. be contracted by the tension.

Steifeinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Untereinheit (20) durch die Verformung von einem ursprünglichen Zustand in einen deformierten Zustand wechselt. Stiff unit according to claim 1 or claim 2, wherein the at least one subunit ( 20 ) changes from an original state to a deformed state by the deformation.

Steifeinheit nach Anspruch 3, falls die schwingende Einheit (10) nicht in die mindestens eine Schwingungsrichtung (11) schwingt, sich die schwingende Einheit (10) in einem Ruhezustand befindet, die mindestens eine Steifeinheit (1) entlastet ist und sich die mindestens eine Untereinheit (20) in dem ursprünglichen Zustand befindet. Stiff unit according to claim 3, if the oscillating unit ( 10 ) not in the at least one direction of vibration ( 11 ), the oscillating unit ( 10 ) is in an idle state, the at least one stiff unit ( 1 ) and the at least one subunit ( 20 ) is in the original state.

Steifeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schwingende Einheit (10) ein C-Bogen eines C-Bogen-Röntgengerätes ist. Stiff unit according to one of the preceding claims, wherein the oscillating unit ( 10 ) is a C-arm of a C-arm X-ray machine.

Steifeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steifeinheit (1) ein Seil ist. Stiff unit according to one of the preceding claims, wherein the stiff unit ( 1 ) is a rope.

Steifeinheit nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Untereinheit (20) ein Element mindestens zum Teil aus Gummi ist. Stiff unit according to claim 6, wherein the at least one subunit ( 20 ) is an element at least partially made of rubber.

Steifeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Untereinheit (20) (i) bei der Herstellung der Steifeinheit (1) oder (ii) nachträglich durch Spleißen in die Steifeinheit (1) eingebracht wird. Stiff unit according to one of the preceding claims, wherein the at least one subunit ( 20 ) (i) in the production of the stiffness unit ( 1 ) or (ii) subsequently by splicing into the stiffness unit ( 1 ) is introduced.

System zum Verringern einer Schwingung einer schwingenden Einheit (10), aufweisend: a. Mindestens eine Steifeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8; b. die schwingende Einheit (10); wobei c. die mindestens eine Steifeinheit (1) parallel zu mindestens einer Schwingungsrichtung (11) der schwingenden Einheit (10) an der schwingenden Einheit (10) angeordnet ist; d. falls die schwingende Einheit (10) in die mindestens eine Schwingungsrichtung (11) schwingt, die Steifeinheit (1) gespannt wird und die mindestens eine Untereinheit (20) verformt wird. System for reducing a vibration of a vibrating unit ( 10 ), comprising: a. At least one stiff unit ( 1 ) according to any one of the preceding claims 1 to 8; b. the vibrating unit ( 10 ); where c. the at least one stiff unit ( 1 ) parallel to at least one direction of vibration ( 11 ) of the vibrating unit ( 10 ) at the vibrating unit ( 10 ) is arranged; d. if the oscillating unit ( 10 ) in the at least one direction of vibration ( 11 ), the stiff unit ( 1 ) and the at least one subunit ( 20 ) is deformed.