成像醫(yī)療儀器的機(jī)架的轉(zhuǎn)子的支承裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種成像醫(yī)療儀器的機(jī)架，具有定子、轉(zhuǎn)子、安裝在轉(zhuǎn)子上的探測單 元、流體軸承、該流體軸承具有在定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙并且轉(zhuǎn)子W該間隙相對定子被支 承。此外，本發(fā)明設(shè)及一種用于動液壓和/或靜液壓地相對成像醫(yī)療儀器的機(jī)架的定子支 承轉(zhuǎn)子，其中，具有探測單元的轉(zhuǎn)子、定子和流體軸承布置成，使得在定子和轉(zhuǎn)子之間構(gòu)成 間隙并且轉(zhuǎn)子相對定子被支承。
【背景技術(shù)】
[0002] 在計算機(jī)斷層成像設(shè)備中借助X光方式可產(chǎn)生檢查對象的內(nèi)部的=維的斷層圖。 為此借助探測單元（其具有通常圍繞支承對象旋轉(zhuǎn)的X光源和照相系統(tǒng)）生成二維的X光 斷層圖，由該X光斷層圖重建=維斷層圖。所謂的功能元件圍繞系統(tǒng)軸可轉(zhuǎn)動地支承在機(jī) 架殼體上，該機(jī)架殼體環(huán)形地圍繞檢查對象的容納空間設(shè)置。由探測單元、軸承和機(jī)架殼體 構(gòu)成的整體裝置W下被稱為機(jī)架。
[0003] X光源、照相系統(tǒng)W及它們的控制系統(tǒng)（設(shè)置在機(jī)架中）通常安裝在所謂的桶狀裝 置的轉(zhuǎn)筒中，其與轉(zhuǎn)子相連或自身構(gòu)成轉(zhuǎn)子，其中，將轉(zhuǎn)筒置于圍繞系統(tǒng)軸線的轉(zhuǎn)動狀態(tài)， W便從所有方向獲得拍照對象的X光片。
[0004] 被裝備的轉(zhuǎn)筒通常達(dá)到大致800至900Kg的重量（在單源系統(tǒng)中，也就是具有X 光源的系統(tǒng)）。
[0005] 為了拍攝X光圖像，X光源通常在放射性拍攝時恒定地圍繞在機(jī)架殼體中的檢查 對象容納空間旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度最大為240轉(zhuǎn)每分鐘。
[0006] 一個重要的目的在于，病人盡可能短時間地照到X光，用于保持較小的曝光。但是 為此必須實現(xiàn)盡可能短的旋轉(zhuǎn)時長，亦即實現(xiàn)射線源并因此轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)頻率盡可能高。
[0007] 此外，整個旋轉(zhuǎn)單元必須圍繞縱軸線W30°的角度向前和向后傾斜。
[000引由于在轉(zhuǎn)筒或轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的摩擦?xí)?dǎo)致生熱和機(jī)械磨損，其通常借助機(jī)架或 轉(zhuǎn)子在機(jī)架殼體中的支承裝置被最小化。為此所用的軸承也稱作旋轉(zhuǎn)軸承并且是機(jī)架重要 的部件。傳統(tǒng)上滾動軸承被用于該種部件。但是其中出現(xiàn)W下要求要滿足；如已述那樣， 現(xiàn)代CT系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速范圍和負(fù)載范圍中運行，其由于磨損可能導(dǎo)致故障。滾動軸承必須被維 護(hù)。該通常通過再潤滑實現(xiàn)。此外滾動軸承也會受到一定的磨損，該不利地影響了系統(tǒng)的 壽命。此外隨著轉(zhuǎn)速增加，噪音水平也增高為，使得其尤其會干擾病人并且必須通過附加的 措施降低。此外，滾動軸承對于污染顆粒很敏感，其會損壞滾珠的滾道并且降低軸承的運行 時間或壽命。就此而言，軸承必須在運輸時被特別地保護(hù)，因為較大的碰撞或持續(xù)的振動會 損傷或者甚至毀壞軸承。
[0009] 為了在較高轉(zhuǎn)速下降低軸承較高的噪音水平并且因此降低至可接受的水平，則必 須付出更高的制造和裝配耗費。軸承的壽命此外受到接觸壓力和軸承的磨損限制。如前 所述，進(jìn)入軸承中的并且點狀提高接觸壓力的污染物也會降低壽命。用于解決該種問題的 方案在于，在構(gòu)造和使用滾動軸承時注意清潔的過程并且使用用于將滾動軸承相對污染顆 粒密封的密封裝置或迷宮式密封裝置。為了最小化磨損還w均勻的間距再潤滑所述滾動軸 承，但是該意味著較高的維護(hù)耗費。為了在運輸時應(yīng)對上述危險，則在物流中采取相應(yīng)的保 護(hù)措施，例如使用特殊的和耗費的包裝并且重視合適的運輸規(guī)定。
[0010] 作為替代方案在現(xiàn)代計算機(jī)斷層成像系統(tǒng)中還使用了所謂的空氣軸承（參見DE 10 2008 049 050A1和圖3和4)。其中在旋轉(zhuǎn)元件和定子之間形成空氣縫隙，其中在轉(zhuǎn)子 開始旋轉(zhuǎn)運動之前通過多孔的（例如由石墨構(gòu)成的）軸向面沿徑向?qū)雺嚎s空氣。若在空 氣軸承縫隙中實現(xiàn)固定的最小壓力，則旋轉(zhuǎn)的元件懸浮在空氣墊或空氣膜上，該導(dǎo)致轉(zhuǎn)子 和定子之間的摩擦極度地最小化。然后轉(zhuǎn)子才開始轉(zhuǎn)動。由于無接觸的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致維護(hù)自由 性（不必更換潤滑劑，磨損是最小的）、在轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動時生成較小的噪音W及產(chǎn)生更少 的熱量。
[0011] 但是由于空氣的很高的可壓縮性必須在轉(zhuǎn)子和定子之間實現(xiàn)較高的壓力。為此 在轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣縫隙必須保持得很窄（約1/lOOOmm)。通常而言更小的空氣縫隙 能夠承受更高的載荷。但是該種很窄的縫隙會引起所述裝置經(jīng)不起溫度改變，該種溫度改 變在計算機(jī)斷層成像系統(tǒng)運行過程中始終會出現(xiàn)。由于用于該裝置的材料的膨脹，在轉(zhuǎn)子 由于溫度導(dǎo)致膨脹時甚至?xí)霈F(xiàn)轉(zhuǎn)子卡在定子中。為了解決該種難題，在DE10 2008 049 050A1中如圖3和4所示為定子選擇了該種特殊的形狀，使得在轉(zhuǎn)子和定子之間的縫隙在 靜止?fàn)顟B(tài)中在支承面的外部區(qū)域中大于在支承面的中央?yún)^(qū)域中。轉(zhuǎn)子在更高溫度下向外膨 脹，則在定子和轉(zhuǎn)子之間正好實現(xiàn)大致保持相同寬度的縫隙。
[0012] 但缺點在于，保持相同寬度的縫隙或理想的整體相同的窄小的縫隙的理想狀態(tài)在 該種空氣軸承中僅在特定的溫度下，通常運行溫度下實現(xiàn)。
[0013] 此外，空氣軸承還必須持續(xù)地供W壓縮空氣，用于保持轉(zhuǎn)子不與定子接觸。為此必 須提供昂貴的設(shè)備用于空氣輸入、用于保持空氣壓力W及用于控制空氣供給設(shè)備。也就是 說，用于軸承的較小的維護(hù)耗費W及軸承很大程度上的無摩擦性和無磨損性通過用于外圍 單元和用于維持空氣軸承的軸承功能的供給單元的更多耗費換取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，該樣提供一種用于計算機(jī)斷層成像系統(tǒng) 的機(jī)架軸承裝置W及用于制造該種軸承的方法，使得一方面實現(xiàn)軸承盡可能高的免維護(hù)性 W及在任何運行階段中小的磨損，但另一方面用于保持軸承運行的耗費盡可能小。
[0015] 所述技術(shù)問題一方面通過一種具有流體軸承的機(jī)架解決，其具有定子、轉(zhuǎn)子、安裝 在轉(zhuǎn)子上的探測單元、流體軸承和設(shè)置在轉(zhuǎn)子的下方區(qū)域內(nèi)和/或轉(zhuǎn)子的下方區(qū)域附近的 附加的支承軸承，所述流體軸承具有在定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙并且所述轉(zhuǎn)子W該縫隙相對 定子支承。所述技術(shù)問題另一方面通過一種用于將轉(zhuǎn)子動液壓地和/或靜液壓地相對機(jī)架 的定子支承的方法解決。
[0016] 按照本發(fā)明，所述機(jī)架具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子的下方區(qū)域內(nèi)和/或轉(zhuǎn)子的下方區(qū)域上的 附加的支承軸承。
[0017] 按照本發(fā)明的方法，附加的支承軸承設(shè)置在轉(zhuǎn)子的下方區(qū)域內(nèi)和/或轉(zhuǎn)子的下方 區(qū)域上。
[0018] 支承軸承（換種表達(dá)）從系統(tǒng)軸線觀察沿垂向在與系統(tǒng)軸線平行的中屯、線上或附 近在轉(zhuǎn)子和定子之間設(shè)置，或者設(shè)置在沿轉(zhuǎn)子的軸向在中屯、線附近的區(qū)域中。
[0019] 使用附加的支承軸承可W導(dǎo)致，動液壓的和/或靜液壓的軸承的磨損在計算機(jī)斷 層成像系統(tǒng)啟動時由于轉(zhuǎn)子與定子在靜止?fàn)顟B(tài)中的接觸最小化，因為支承軸承在靜止?fàn)顟B(tài) 中該樣支承和支撐轉(zhuǎn)子，使得在轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦被最小化。
[0020] 按照本發(fā)明的成像醫(yī)療儀器還具有包含探測單元的機(jī)架，其具有所述的動液壓和 /或靜液壓的軸承。
[0021] 探測單元（也稱為掃描系統(tǒng)）例如包括用于照射待檢查對象的照射單元和傳感器 或拍攝單元，在拍攝單元上投射單獨的X光圖像。所述的單元安裝在旋轉(zhuǎn)的元件、轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn) 筒上，它們相對靜止不動的元件、定子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子相對定子借助所述動液壓和/或靜液壓的 軸承被支承。
[0022] 作為備選傳感器或拍攝單元也可W是靜止不動的并且環(huán)形地圍繞系統(tǒng)軸線延伸， 并且僅X光源固定在轉(zhuǎn)子上。拍攝單元在該種情況中在定子的整個內(nèi)圓周上延伸。若轉(zhuǎn)子 在通過與轉(zhuǎn)子共同旋轉(zhuǎn)的X光源照射的過程中旋轉(zhuǎn)，則投影分散在靜止不動的拍攝單元的 整個環(huán)形的拍攝面上地被拍攝。
[0023] 本發(fā)明其他的特別有利的結(jié)構(gòu)設(shè)計和擴(kuò)展設(shè)計由W下說明和附圖得出。
[0024] 在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，支承軸承的尺寸設(shè)計為，使得轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)中該樣 被支承，使得轉(zhuǎn)子不接觸定子。尤其支承軸承該樣設(shè)置尺寸，使得其在轉(zhuǎn)子的啟動階段或停 下階段支承轉(zhuǎn)子，從而轉(zhuǎn)子不接觸定子。
[0025] 因此最小化了在轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦。
[0026] 支承軸承例如可W是滾動軸承或尤其是球軸承。在此滾子和/或滾珠可轉(zhuǎn)動地支 承在轉(zhuǎn)子或定子上并且各種其他部件具有適合的支承面，滾子或滾珠在其上滾動，或者滾 子和/或滾珠既支承在轉(zhuǎn)子上又支承在定子上并且相應(yīng)地兩個部件具有與滾子和/或滾珠 配合作用的支承面。
[0027] 轉(zhuǎn)子與定子在靜止?fàn)顟B(tài)中的接觸區(qū)域位于轉(zhuǎn)子下方、在中屯、線周圍，也就是說，所 述中屯、線由一個在由系統(tǒng)軸線和垂向構(gòu)成的半面和垂直于該半面定向的、接觸轉(zhuǎn)子支承面 的切面之間的相交直線構(gòu)成。中屯、線也可W在旋轉(zhuǎn)軸線垂直下方、平行于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線 或