DE2806956B2

DE2806956B2 - Device for moving a device part on an X-ray examination device

Info

Publication number: DE2806956B2
Application number: DE19782806956
Authority: DE
Inventors: Wilfried Ing.(Grad.) 2085 Quickborn Pfeiffer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1980-01-10
Also published as: JPS54117694A; GB2014667B; GB2014667A; FR2417289A1; DE2806956C3; DE2806956A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschieben eines Geräteteils an einem Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Druckluftzylinder, der das Geräteteil trägt, und in zwei Kammern unterteilt ist, die mit je einer Druckluftzuleitung verbunden sind, in die ein durch den Benutzer steuerbares Ventil aufgenommen ist und die die Kammer über ein Drosselventil mit einer Druckluftquelle verbindet. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 32 60 164 bekannt. Diese Vorrichtung dient indes nur zum Überwinden der beim Verschieben des Geräteteils erforderlichen Reibungsund Beschleunigungskräfte und setzt voraus, daß das Geiätetcil (z. B. durch ein geeignetes Gegengewicht) gewichtsausgeglichen ist. Je nachdem, in welcher Richtung der Benutzer einen Schalter betätigt, wird dabei entweder das eine oder das andere Ventil geöffnet, so daß die Luft in die eine oder andere Kammer strömt und das gewichtsausgeglichene Geräteteil in der einen oder anderen Richtung verschiebt.The invention relates to a device for moving a device part on an X-ray examination device with a compressed air cylinder that carries the device part, and is divided into two chambers, the are each connected to a compressed air supply line, in which a valve controllable by the user was added and which connects the chamber to a compressed air source via a throttle valve. Such a device is known from US-PS 32 60 164. This device is only used to overcome the when Moving the device part required friction and acceleration forces and requires that the Geiätetcil (z. B. by a suitable counterweight) is weight-balanced. Depending on which Direction of the user actuates a switch, either one or the other valve is activated opened so that the air flows into one or the other chamber and the counterbalanced device part shifts in one direction or another.

Es sind auch schon Vorrichtungen zum Verstellen eines Geräteteils bekannt, bei denen ein Gewichtsausgleich nicht erforderlich ist (DE-OS 23 61 985). Dabei wird die vom Benutzer auf das Geräleteil ausgeübte Kraft gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das als Sollwert in einer Geschwindigkeitsregelung für die Verstellgeschwindigkeit des Geräteteils dient Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß durch elektrische Störspannungen die Funktion der Vorrichtung beeinträchtigt werden kann, was unter Umständen zur Gefährdung des Patienten führen kann. Eine solche Störung ist bei Geräten der eingangs genannten Art nicht möglich.Devices for adjusting a device part are also known in which a weight compensation is not required (DE-OS 23 61 985). The user exerts on the device part Force measured and converted into an electrical signal that is used as a setpoint in a speed control A disadvantage of such a device is used for the adjustment speed of the device part is that the function of the device is impaired by electrical interference voltages which can endanger the patient under certain circumstances. One such disorder is at Devices of the type mentioned above are not possible.

Weiterhin ist aus dem DE-GM 17 28 886 eineFurthermore, from DE-GM 17 28 886 one

ίο Vorrichtung zum Verschieben eines Geräteteils an einem Röntgenuntersuchungsgerät bekannt, wobei die Verschiebekraft über ein Druckmittel, z. B. Drucköl, das aus einer Druckmittelquelle stammt, übertragen wird. Das zu verschiebende Geräteteil, ein Röntgenzielgerät, ist dabei über einen Hebel mit einem Gegengewicht verbunden.ίο Device for moving a part of the device an X-ray examination apparatus known, the displacement force via a pressure medium, e.g. B. pressure oil, the originates from a pressure medium source, is transmitted. The device part to be moved, an X-ray target device, is connected to a counterweight via a lever.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Gewichtsausgleich nicht erforderlich ist.The object of the present invention is to design a device of the type mentioned at the beginning in such a way that that a weight balance is not required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zu dem Drosselventil und dem gesteuerten Ventil, das die Druckluftquelle mit derjenigen Kammer verbindet, in der durch das Gewicht des Geräteteils eine Kompression erfolgt, ein Druckregelventil vorgesehen ist, das so eingestellt ist, daß der in dieser Kammer wirkende Druck das Geräteteil im Gleichgewicht hält.This object is achieved in that in parallel with the throttle valve and the controlled Valve that connects the source of compressed air to that chamber connects, in which compression takes place due to the weight of the device part, a pressure control valve is provided which is set so that the pressure acting in this chamber keeps the device part in equilibrium.

Der Gewichtsausgleich erfolgt hierbei also durch das Druckregelventil, Mit dessen Hilfe in der belasteten Kammer ein Druck erzeugt wird, der das zu verschiebende Geräteteil im Gleichgewicht hält. Wird das gesteuerte Ventil — das in Serie mit einem Drosselventil dem Druckregelventil parallelgeschaltet ist — geöffnet, dann steigt der Druck in der zugeordneten Kammer noch an. Das Druckregelventil muß daher so ausgebildet sein, daß es sich auf diese Druckerhöhung hin nicht öffnet und den Druck auf den voreingestellten Wert vermindert. Dies kann beispielsweise durch Druckregelventile ohne Abflußöffnung erfolgen. Solche Druckregelventile sind bekannt undThe weight compensation is done here by the pressure control valve, with the help of which in the loaded Chamber a pressure is generated, which keeps the device part to be moved in equilibrium. Will the controlled valve - which is connected in series with a throttle valve to the pressure control valve is - open, then the pressure in the assigned chamber still rises. The pressure control valve must therefore be designed so that it does not open to this pressure increase and the pressure on the preset value decreased. This can be done, for example, by means of pressure control valves without a drain opening take place. Such pressure control valves are known and

z. B. in dem Buch »Einführung in .üe Pneumatik« von Meixner/Kobler, herausgegeben von der Firma Festo, Berkheim, 3. Auflage, Seite 52 und 53 beschrieben.z. B. in the book "Introduction to .üe Pneumatics" by Meixner / Kobler, published by Festo, Berkheim, 3rd edition, pages 52 and 53.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das Geräteteil in vertikaler Richtung verstellbar ist undFig. 1 shows a first embodiment in which the device part is adjustable in the vertical direction and

F i g. 2 einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Geräteteil sowohl vertikal als auch horizontal verschiebbar ist.F i g. 2 shows a part of a device according to the invention, in which the device part both vertically and can be moved horizontally.

In Fig. 1 ist das zu verschiebende Geräteteil mit 1 bezeichnet. Es kann sich beispielsweise um ein Röntgenzielgerät eines Röntgenuntersuchungsgerätes handeln. Das Geräteteil 1 ist an einer Kolbenstange 2 befestigt, die an ihrem unteren Ende einen Kolben 3 trägt, der in einem Druckluftzylinder 4 verschiebbar angeordnet ist und diesen in zwei Kammern 5 und 6 unterteilt. Der Druckluftzylinder ist, wie schematisch angedeutet, an seinem unteren Ende fest mit dem Röntgenuntersuchungsgerät oder einem anderen festen Punkt verbunden.In Fig. 1, the device part to be moved is denoted by 1. For example, it can be a Act X-ray targeting device of an X-ray examination device. The device part 1 is on a piston rod 2 attached, which carries a piston 3 at its lower end, which is displaceable in a compressed air cylinder 4 is arranged and this divided into two chambers 5 and 6. The air cylinder is as schematic indicated, at its lower end firmly to the X-ray examination device or another fixed Point connected.

Jede der beiden Kammern 5 und 6 ist an eine Druckluftzuleitung 7 bzw. 8 angeschlossen, die diese Kammer über ein Drosselventil 9 bzw. 10 und ein gesteuertes Ventil 11 bzw. 12 sowie über ein gemeinsames Sicherheitsventil 18 mit einer Druckluftquelle 14 verbindet. Parallel zu dem Drosselventil 10 und dem gesteuerten Ventil 12 ist ein Druckregelventil 13 geschaltet, dessen Ausgangsdruck so eingestellt ist, daßEach of the two chambers 5 and 6 is connected to a compressed air supply line 7 and 8, which these Chamber via a throttle valve 9 or 10 and a controlled valve 11 or 12 and a common safety valve 18 connects to a compressed air source 14. In parallel with the throttle valve 10 and the controlled valve 12 is connected to a pressure regulating valve 13, the output pressure of which is set so that

bei der vorgegebenen Fläche des Kolbens 3 das Geräteteil 1 in der Schwebe gehalten wird. Der Kolbenhub ist entsprechend dem maximalen Verschiebeweg des Geräteteils 1 bemessen.with the given area of the piston 3, the device part 1 is held in suspension. Of the The piston stroke is dimensioned according to the maximum displacement path of the device part 1.

Die beiden gesteuerten Ventile 11 und 12 sind im gesperrten Zustand dargestellt Jedes Ventil ist ein ³/₂-Wegeventi! und besitzt eine Entlüftungsöffnung, wobei die Entlüftungsöffnung des gesteuerten Ventils 11 direkt ins Freie führt, während die Entlüftungsöffnung des gesteuerten Ventils 12 über ein Rückschlagventil 15 mit der Druckluftquelle 14 bzw. dem Sicherheitsventil 18 verbunden ist Jedes der gesteuerten Ventile 11 und 12 besitzt eine Rückstellfeder 16 bzw. 17, die das Ventil in der dargestellten Position hält, und eine Druckluftsteuerleitung 19 bzw. 20, über die das Ventil 11 bzw. 12 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 bzw, 17 geöffnet werden kann. Die beiden Druckluftsteuerleitungen 19 und 20 sind über je ein ³/₂-Wegeventil 21 bzw. 22 mit einer Druckluftzuleitung 23 verbunden, die über das Sicherheitsventil 18 an die Druckluftquelle 14 angeschlossen ist. Die Ventile 21 bzw. 22 werden über Rückstellfedern 24 und 25 in der in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Stellung gehalten. Sie können von Hand in eine geöffnete Stellung gebracht werden, zu welchem Zweck an dem zu verschiebenden Geräteteil 1 ein gegen die Kraft einer Feder 27 verstellbarer Handgriff 26 vorgesehen ist, der mit den beiden Ventilen 21 und 22 so gekoppelt ist, daß das Ventil 21 geöffnet wird, wenn der Griff 26 nach unten gedrückt wird und daß das Ventil 22 geöffnet wird, wenn der Griff 26 nach oben gedruckt wird.The two controlled valves 11 and 12 are shown in the blocked state. Each valve is a ³ / _2- way valve! and has a vent opening, the vent opening of the controlled valve 11 leading directly to the outside, while the vent opening of the controlled valve 12 is connected via a check valve 15 to the compressed air source 14 or the safety valve 18.Each of the controlled valves 11 and 12 has a return spring 16 or 17, which holds the valve in the position shown, and a compressed air control line 19 or 20, via which the valve 11 or 12 can be opened against the force of the return spring 16 or 17. The two compressed air control lines 19 and 20 are each connected via a ³ / _2- way valve 21 and 22, respectively, to a compressed air supply line 23 which is connected to the compressed air source 14 via the safety valve 18. The valves 21 and 22 are held in the closed position shown in the drawing by means of return springs 24 and 25. They can be brought into an open position by hand, for which purpose a handle 26 which is adjustable against the force of a spring 27 and which is coupled to the two valves 21 and 22 so that the valve 21 opens is provided on the device part 1 to be displaced when the handle 26 is pressed down and that the valve 22 is opened when the handle 26 is pressed up.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:The device works as follows:

Wenn der Handgriff 26 nach oben gedrückt wird, wird das Ventil 22 geöffnet, so daß aus der Druckluftquelle 14 Luft über das Sicherheitsventil 18, die Zuleitung 23, das Ventil 22 zur Steuerleitung 20 fließt, so daß das Ventil 12 geöffnet wird. Über das Ventil 12 und das Drosselventil 10 strömt dann zusätzlich Luft in die Kammer 6 ein, wodurch der Druck vergrößert wird. Dadurch und durch die auf den mit dem zu bewegenden Geräteteil gekoppelten Handgriff 26 ausgeübte Kraft wird das Gewicht nach oben bewegt. Das Drosselventil 10 ist so eingestellt, daß erst im Zusammenwirken i.iit der vom Benutzer auf den Handgriff 26 ausgeübten Kraft diese Verschiebung erfolgen kann. Dadurch behält der Benutzer stets das Gefühl, daß er selbst das Geräteteil bewegt. Die Druckluftzufuhr über aas Drosselventil 10 bewirkt also lediglich eine Verringerung der im Druckluftzylinder 4 erfolgenden Reibung. Büi der Verschiebung des Kolbens 3 nach oben, wird die in der Kammer 5 enthaltene Luft von Atmosphärendruck komprimiert und über das Ventil 11 abgeführt.When the handle 26 is pushed upwards, the valve 22 is opened, so that from the compressed air source 14 Air flows through the safety valve 18, the supply line 23, the valve 22 to the control line 20, so that the valve 12 is opened. Air then additionally flows into the chamber 6 via the valve 12 and the throttle valve 10, thereby increasing the pressure. As a result, and through the one with the device part to be moved Coupled handle 26 force exerted, the weight is moved upwards. The throttle valve 10 is like this set that only in cooperation with the from User exerted on the handle 26 force this displacement can take place. This keeps the User always has the feeling that he himself is moving the device part. The compressed air supply via the throttle valve 10 thus only causes a reduction in the friction occurring in the compressed air cylinder 4. Büi der Displacement of the piston 3 upwards, the air contained in the chamber 5 becomes atmospheric pressure compressed and discharged through the valve 11.

Wird der Handgriff 26 nach unten bewegt, dann öffnet das Ventil 21, so daß Druckluft aus der Druckluftquelle 14 über das Sicherheitsventil 18, das Ventil 21 und die Steuerleitung 19 zum Ventil 11 fließt, wodurch dieses geöffnet wird. Danach strömt Luft aus der Druckluftquelle 14 über das Sicherheitsventil 18, das gesteuerte Ventil 11, das Drosselventil 9 in die Kammer 5 ein, wodurch der Luftdruck darin vergrößert wird, so daß im Zusammenwirken mit der auf den Handgriff 26 ausgeübten Kraft das Geräteteil nach unten bewegt wird. Dabei würde die Luft in der Kammer 6 komprimiert werden, wenn sie nicht über das Drosselventil 10, das gesteuerte Ventil 12 und das Rückschlagventil 15 abfließer, würde, das so eingestellt ist, daß es erst öffnet, wenn der in der Kammer 6 herrschende Druck den im Normalzustand (Ventile 11 und 12 geschlossen; Geräteteil im Gleichgewicht) sich ergebenden Wert übersteigtIf the handle 26 is moved downward, the valve 21 opens, so that compressed air from the Compressed air source 14 flows through the safety valve 18, the valve 21 and the control line 19 to the valve 11, which opens it. Then air flows from the compressed air source 14 via the safety valve 18, the controlled valve 11, the throttle valve 9 in the chamber 5, whereby the air pressure therein is increased so that in cooperation with the on the handle 26 exerted force the device part is moved downwards. The air in the chamber 6 are compressed when they do not have the throttle valve 10, the controlled valve 12 and the check valve 15 drainer, would that is set so that it only opens when the pressure prevailing in the chamber 6 exceeds the normal state (valves 11 and 12 closed; Device part in equilibrium) exceeds the resulting value

Wenn der Druck der von der Druckluftquelle M gelieferten Luft abnehmen sollte, beispielsweise weil die Verbindungsleitung zum Ventil 18 geplatzt ist, tritt das Sicherheitsventil in Aktrn. Dieses VrWegeventil wird über eine Druckluftsteuerleitung 28 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 29 in dem in der Zeichnung dargestellten geöffneten Zustand gehalten. Bei einemWhen the pressure of the compressed air source M supplied air should decrease, for example because the connection line to valve 18 has burst, this occurs Safety valve in act. This Vr-way valve is opposed to the force via a compressed air control line 28 a return spring 29 held in the open state shown in the drawing. At a

ίο Druckabfall wird das Ventil mittels der Rückstellfeder 29 in die geschlossene Stellung geschoben, so daß die Luft aus den Kammern 5 und 6 nicht entweichen kann.ίο Pressure drop is the valve by means of the return spring 29 pushed into the closed position so that the air from the chambers 5 and 6 cannot escape.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß das Geräteteil lediglich in vertikaler Richtung zu verschieben ist In vielen Anwendungsfällen aber, beispielsweise wenn das Geräteteil ein an einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Röntgenuntersuchungsgerät verschiebbares Zielgerät ist ergibt sich eine Verschiebungsrichtung, die von der dargestellten vertikalen Verschiebungsrichtung um bis zu 90° abv eichen kann. Der Druck des Geräteteiis auf die Luftsäule η der Kammer 6 ändert sich aber proportional zu dem Sinus des Winkels, den die Verschiebungsrichtung mit der Horizontalen einschließt. Würde also das in F i g. 1 darges'ellte Gerät nicht senkrecht verschoben, sondern z. B. unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen, dann würde der über das Druckregelventil 13, das den Gewichtsausgleich bewirkt, wirkende Druck so groß sein, daß das Geräteteil nach oben verschoben würde, auch wenn keines der Ventile 11 und 12 betätigt ist, falls nicht besondere Maßnahmen getroffen sind.In the case of the FIG. 1 illustrated embodiment, it was assumed that the device part only However, in many applications, for example if the Device part a displaceable on an X-ray examination device pivotable about a horizontal axis The target device is a direction of displacement that depends on the vertical displacement direction shown can deviate by up to 90 °. The pressure of the device on the air column η of the chamber 6 changes proportionally to the sine of the angle that the direction of displacement with the Includes horizontal. So if that in FIG. 1 device shown is not shifted vertically, but z. B. at an angle of 45 ° to the horizontal, then the pressure control valve 13 that the Causes weight compensation, acting pressure must be so great that the device part would be shifted upwards, even if none of the valves 11 and 12 is actuated, if no special measures have been taken.

Eine Anordnung, die es gestattet, den Ausgangsdruck des Druckregelventils entsprechend dem Schwenkwinkel des Röntgenuntersuchungsgerätes einzustellen, ist in Fig. 2 dargestellt Dabei ist das Druckregelventil wiederum mit 13 bezeichnet. Jedes Druckregelventil besitzt ein Einstellglied z. B. in Form einer Einstellschraube 39. Die mit Hilfe dieser Einstellschraube erzielbare Änderung des Ausgangsdruckes ist proportional dem Winkel, um den die Einstellschraube ve: dreht wird. Die Einstellschraube ist über ein Getriebe 30 mit einem Ritzel 31 gekoppelt, das mit einer vertikal geführten Zahnstange 32 zusammenwirkt. Die vertikal geführte Zahnstange 32 ist über eine Koppelstange 33 mit einem Hebelarm 34 verbunden, dsr an dem nicht näher dargestellten Röntgenuntersuchungsgerät befestigt ist und mit diesem um eine horizontale Achse 35 um ±90° schwenkbar ist. Eine Schwenkung des Röntgenuntersuchungsgerätes überträgt sich daher über die den Hebelarm 34 und die Koppelstange 33 auf die vertikal geführte Zahnstange 32 derart, daß diese in vertikaler Richtung um einen Betrag verschoben wird, der ^Hem Sinus des Schwenkwinkels proportional ist.An arrangement which allows the outlet pressure of the pressure control valve to be set in accordance with the pivoting angle of the X-ray examination apparatus is shown in FIG. Each pressure control valve has an adjusting member z. B. in the form of an adjusting screw 39. The change in the outlet pressure that can be achieved with the aid of this adjusting screw is proportional to the angle through which the adjusting screw is rotated. The adjusting screw is coupled via a gear 30 to a pinion 31 which cooperates with a vertically guided rack 32. The vertically guided rack 32 is connected via a coupling rod 33 to a lever arm 34, which is attached to the X-ray examination device (not shown in detail) and can be pivoted with it about a horizontal axis 35 by ± 90 °. A pivoting of the X-ray examination device is therefore transmitted via the lever arm 34 and the coupling rod 33 to the vertically guided rack 32 in such a way that it is displaced in the vertical direction by an amount ^{proportional to the H} em sine of the pivot angle.

Über das Ritzel 31 und das Getriebe 30 wird dann die Einstellschraube 3? ebenfalls um einen Winnril verdreht, der dem Sinus des Schwenkwinkels proportional ist. Bei geeigneter Bemessung von Zahnstange 32, Ritzel 31 und Getriebe 30 'äßt sich erreichen, daß bei einer Schwenkung des Köntgenuntersuchungsgerätes um + bzw. —90° (in diesem Fall steht das Röntgenuntersuchungsgerät vertikal und das Röntgenzielgeiät wird horizontal verschoben) der Druck gerade Null ist, während in der Horizontalstellung des Röntgenuntersuchungsgerätes, in der das Zielgerät senkrecht verschoben wird, der Druck gerade den Wert erreicht, der erforderlich ist, um in der vertikalen Stellung das Gerät im Gleichgewicht zu halten. Dann ist in jederThe adjusting screw 3? also rotated by a Winnril, which is proportional to the sine of the swivel angle. With a suitable dimensioning of rack 32, pinion 31 and gear 30 'it can be achieved that when the X-ray examination device is pivoted by + or -90 ° (in this case the X-ray examination device is vertical and the X-ray target device is shifted horizontally) the pressure is just zero , while in the horizontal position of the X-ray examination device, in which the target device is displaced vertically, the pressure just reaches the value that is required to keep the device in equilibrium in the vertical position. Then is in everyone

Zwischensteüung des Röntgenuntersuchungsgerätes bzw. in jeder von Null bzw. 90° (in bezug auf die Horizontale) verschiedenen Verschiebungsrichtung des Geräteteils der Ausgangsdruck des Druckregelventils 13 gerade so groß, daß das Geräteteil ohne Gegengewicht im Gleichgewicht gehalten wird.Intermediate control of the X-ray examination device or in each of zero or 90 ° (with respect to the horizontal) different displacement direction of the Part of the device, the output pressure of the pressure control valve 13 is just large enough that the part of the device is kept in equilibrium without a counterweight.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for moving a device part on an X-ray examination device with a Compressed air cylinder that carries the device part and is divided into two chambers, each with one Compressed air supply line are connected, in which a valve controlled by the user is added and which connects the chamber to a compressed air source via a throttle valve, characterized in that that in parallel with the throttle valve (10) and the controlled valve (12), which the compressed air source with that chamber (6) connects in which by the weight of the device part (1) a Compression takes place, a pressure control valve (13) is provided which is set so that the in this Chamber (6) acting pressure keeps the device part (1) in equilibrium

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the throttle valves (9, 10) in the Compressed air lines (7, 8) are set so that when actuating one of the valves ({J or 12) in the Compressed air supply line the force generated to move the device part is just insufficient.

3. Device according to one of the preceding claims, with one about a horizontal axis swiveling X-ray examination device, characterized by a linkage (32,33,34) which the Pivoting movement of the X-ray examination device to the setting member (39) of the pressure control valve (13) transmits.

4. Vorrichi'ing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valves (11, 12) in the compressed air supply lines (7, e) can be actuated pneumatically and two control lines (19, 20) have that each have a durci. the user when moving the device part (1) actuated valve (21, 22) are connected to the compressed air source (14).