DE10148163A1 - Auswuchtung von sich drehenden Komponenten von CT-Abbildungsausstattung - Google Patents

Abstract

Bei einer Ausgestaltung der vorliegende Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Auswuchtung eines hohlen zylindrischen drehbaren Objekts, das mit einer zur Drehung des drehbaren Objekts ohne eine zentrale Welle konfigurierten Antriebsquelle gekoppelt ist. Das Verfahren umfaßt die nachstehenden Schritte: Befestigen einer Spindel (70) mit einer vorderen Welle (100) und einer hinteren Welle (98) an einer Innenwand (95) des drehbaren Objekts, so daß die vordere Welle und hintere Welle konzentrisch zu einer Drehachse (116) des drehbaren Objekts sind; Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des drehbaren Objekts und der Spindel; Messen einer Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle der Spindel, während die Antriebsquelle das drehbare Objekt dreht; Anbringen von Auswuchtgewichten (118) an dem drehbaren Objekt gemäß den gemessenen Verschiebungen; und Entfernen der Spindel aus dem drehbaren Objekt, wenn eine Auswuchtung erreicht ist. DOLLAR A Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Auswuchtung eines drehbaren Objekts ist zur Auswuchtung von CT-Abbildungssystemen (10) sowohl an dem Ende eines Fertigungszyklus als auch nach einer Komponentenersetzung im Außendienst geeignet. Da das System integral ist, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, zur Auswuchtung des drehbaren Objekts das drehbare Objekt von dem Rahmen des CT-Portals abzukoppeln.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswuchtung von sich relativ langsam drehenden Objekten mit großen offenen Bohrungen ohne zentrale Wellen und genauer auf Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswuchtung derartiger sich drehender Ausstattung, wie sie bei Computertomographieabbildungssystemen (CT-Abbildungssystemen) zu finden ist.

Bei zumindest einer bekannten Computertomographieabbildungssystemkonfiguration (CT-Abbildungssystemkonfiguration) projiziert eine Röntgenquelle einen fächerförmigen Strahl, der kollimiert wird, damit er in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, auf die allgemein als die "Abbildungsebene" Bezug genommen wird. Der Röntgenstrahl geht durch das abgebildete Objekt wie beispielsweise einen Patienten. Der Strahl trifft nach seiner Abschwächung durch das Objekt auf eine regelmäßige Anordnung von Strahlungsdetektoren. Die bei der regelmäßigen Anordnung von Detektoren empfangene Intensität der Strahlung des abgeschwächten Strahls hängt von der Abschwächung des Röntgenstrahls durch das Objekt ab. Jedes Detektorelement der regelmäßigen Anordnung erzeugt ein getrenntes elektrisches Signal, bei dem es sich um eine Messung der Strahlabschwächung an dem Ort des Detektors handelt. Die Abschwächungsmessungen von allen Detektoren werden zur Erzeugung eines Übertragungsprofils getrennt erfaßt.

Bei bekannten CT-Systemen der dritten Generation werden die Röntgenquelle und die regelmäßige Anordnung von Detektoren mit einem Portal in der Abbildungsebene und um das abzubildende Objekt gedreht, so daß der Winkel, bei dem der Röntgenstrahl das Objekt kreuzt, sich ständig ändert. Auf eine Gruppe von Röntgenabschwächungsmessungen, d. h. Projektionsdaten, von der regelmäßigen Anordnung von Detektoren bei einem Portalwinkel wird als eine "Ansicht" Bezug genommen. Eine "Abtastung" des Objekts umfaßt einen Satz von während einer Umdrehung der Röntgenquelle und des Detektors bei unterschiedlichen Portalwinkeln oder Betrachtungswinkeln erzeugten Ansichten. Bei einer axialen Abtastung werden die Projektionsdaten zur Erzeugung eines Bilds, das einem durch das Objekt genommenen zweidimensionalen Schnitt entspricht, verarbeitet. Auf ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Bilds aus einem Satz von Projektionsdaten wird in dem Bereich der Technik als das gefilterte Rückprojektionsverfahren Bezug genommen. Dieser Prozeß wandelt die Abschwächungsmessungen aus einer Abtastung in als "CT-Zahlen" oder "Hounsfield-Einheiten" bezeichnete ganze Zahlen, die zur Steuerung der Helligkeit eines entsprechenden Bildelements bei einer Kathodenstrahlröhrenanzeige verwendet werden.

Die Drehgeschwindigkeit von Portalen von CT-Abtasteinrichtungen hat sich kontinuierlich erhöht, bis CT-Abtasteinrichtungen nun Drehgeschwindigkeiten von 120 Umdrehungen pro Minute (RPM) erzeugen. Es ist zu erwarten, daß die Geschwindigkeiten sich weiter erhöhen. Bei einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeiten erhöht sich jedoch auch der Bedarf an einer dynamischen Auswuchtung des sich drehenden Teils der Abtasteinrichtung.

Bei der Auswuchtung von sich drehender Ausstattung handelt es sich nicht um ein neues Konzept. Die Auswuchttechnologie ist allgemein bekannt, und mehrere Firmen stellen kommerzielle Auswuchtausstattung her. Aufgrund der Natur des CT-Abbildungssystementwurfs ist jedoch eine Anzahl von Gründen dafür vorhanden, daß übliche Auswuchtausstattung nicht mit einem CT-System funktioniert. Einige der wesentlicheren Gründe umfassen die nachstehenden:
Die meiste sich drehende Ausstattung, die durch kommerzielle Ausstattung ausgewuchtet wird, weist eine feste zentrale Welle auf; z. B. elektrische Motoren und Ventilatoren. Demgegenüber weist CT-Ausstattung eine große, offene Bohrung auf, typischerweise etwa 700 mm oder größer.

Die meiste sich drehende Ausstattung weist zwei an gegenüberliegenden Enden des sich drehenden Teils positionierte Lager auf. Im Gegensatz dazu weist das Hauptlagerteil eines CT-Abbildungssystems entweder ein Lager oder zwei sehr nahe beieinander positionierte Lager auf.

Die meiste kommerziell verfügbare Auswuchtausstattung benötigt zur genauen Auswuchtung eines sich drehenden Systems Drehgeschwindigkeiten von 100 RPM oder mehr, während die meiste eine Auswuchtung benötigende Ausstattung sich mit 1000 RPM oder einer höheren Drehgeschwindigkeit dreht. CT-Abbildungssysteme, die nicht das höchste Drehgeschwindigkeitsvermögen aufweisen, erreichen die von der Auswuchtausstattung benötigte minimale Drehgeschwindigkeit nicht, und Systeme, die die höchsten Drehgeschwindigkeiten aufweisen, erreichen das Minimum kaum.

Ferner ist bei typischer sich drehender Ausstattung ihr Schwerpunkt (CG) üblicherweise zwischen ihren zwei Haltelagern positioniert und selten viel von ihrer sich drehenden Last freitragend. Im Gegensatz dazu weisen die meisten CT-Abbildungssysteme eine auskragende Last relativ zu der Hauptlagerebene des Systems auf.

Fig. 3 veranschaulicht ein Verfahren, durch das eine bekannte Auswuchtung ausgeführt wird. Eine Achse 50 eines sich drehenden Teils 52 ist horizontal positioniert, wobei der Schwerpunkt CG zwischen zwei elastischen Befestigungen 54, 56 eines Auswuchtgeräts 58 angeordnet ist. Eine Kopplung 60 des Auswuchtgeräts 58 ist drehbar mit einer Welle 62 des sich drehenden Teils 52 gekoppelt. Eine Antriebsvorrichtung 64 des Auswuchtgeräts 58 dreht die Kopplung 60, wodurch eine Drehung des sich drehenden Teils 52 veranlaßt wird. Eine asymmetrische Verteilung von Gewicht um die Achse 50 des sich drehenden Teils 52 führt zu einer Translationsbewegung der beiden elastischen Befestigungen 54, 56. Das Auswuchtgerät 58 mißt die Translationsbewegung der beiden elastischen Befestigungen 54, 56 über Beschleunigungsmesser 65, 66 sowie die relative Phasenlage ihrer Bewegung. Es werden Einstellungen (falls welche erforderlich sind) bei der Verteilung von Gewicht des sich drehenden Teils 52 ausgeführt, um die Translationsbewegung zu verringern, wobei die Neuverteilung eine Funktion der relativen Phasenlage der Bewegung ist. Sobald es zufriedenstellend ausgewuchtet ist, durchläuft das sich drehende Teil 52 einen endgültigen Zusammenbau und wird üblicherweise nie anschließend modifiziert, gewartet oder ersetzt.

Bei CT-Abbildungssystemen sind zumindest zwei Probleme mit dem vorstehenden Ansatz vorhanden. Zuerst besteht das sich drehende Teil eines CT-Abbildungssystems aus mehreren getrennten Komponenten, einigen mechanischen und einigen elektrischen. Während der Lebensdauer des CT-Abbildungssystems kann jede dieser Komponenten eine Modifikation oder Ersetzung benötigen, wodurch möglicherweise die Auswuchtung verdorben wird.

Da die sich drehende Masse eines CT-Abbildungssystems auskragt, ist ferner ist keine "zweite" Befestigung zur Messung der Bewegung und der Winkelphasenlage der Unwucht der sich drehenden Masse verfügbar. Der Rahmen des CT-Portals kann verursacht durch die Verwirrung von Bewegungsinformationen von der natürlichen Resonanzbewegung des Rahmens selbst (d. h. der Beschleunigungsmesser erfaßt eine Bewegung von sowohl der sich drehenden Masse als auch dem Rahmen, wohingegen eine dynamische Auswuchtung lediglich die Bewegung der sich drehenden Masse benötigt) nicht als eine zweite Befestigung zur Messung der Bewegung der sich drehenden Masse verwendet werden.

Es ist daher wünschenswert, Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswuchtung eines CT-Abbildungssystems sowohl an dem Ende eines Fertigungszyklus als auch nach einer Komponentenersetzung im Außendienst bereitzustellen.

Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich daher um ein Verfahren zur Auswuchtung eines hohlen zylindrischen drehbaren Objekts, das mit einer zur Drehung des drehbaren Objekts ohne eine zentrale Welle konfigurierten Antriebsquelle gekoppelt ist. Das Verfahren umfaßt die nachstehenden Schritte: Befestigen einer Spindel mit einer vorderen Welle und einer hinteren Welle an einer Innenwand des drehbaren Objekts, so daß die vordere Welle und hintere Welle konzentrisch zu einer Drehachse des drehbaren Objekts sind; Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des drehbaren Objekts und der Spindel; Messen einer Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle der Spindel, während die Antriebsquelle das drehbare Objekt dreht; Anbringen von Auswuchtgewichten an dem drehbaren Objekt gemäß den gemessenen Verschiebungen; und Entfernen der Spindel aus dem drehbaren Objekt, wenn eine Auswuchtung erreicht ist.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Auswuchtung eines drehbaren Objekts ist zur Auswuchtung von CT-Abbildungssystemen sowohl an dem Ende eines Fertigungszyklus als auch nach einer Komponentenersetzung im Außendienst geeignet. Da das drehbare Objekt unter Verwendung eines integralen Systems ausgewuchtet wird, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, das drehbare Objekt von dem Rahmen des CT-Portals abzukoppeln.

Fig. 1 zeigt eine bildliche Ansicht eines CT-Abbildungssystems.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 veranschaulichten Systems.

Fig. 3 zeigt eine bildliche Veranschaulichung eines Auswuchtgeräts gemäß dem Stand der Technik, die ein bekanntes Auswuchtverfahren veranschaulicht.

Fig. 4 zeigt eine vereinfachte, teilweise Schnittansicht des Inneren des CT-Abbildungssystems gemäß Fig. 1, die ein drehbares Objekt oder Portal darstellt, das mit einer axialen Antriebsvorrichtung gedreht wird, die das Portal ohne Verwendung einer zentralen Portalwelle dreht; ein Achsenpositionsmeßgeber gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls gezeigt. (Viele Komponenten des CT-Abbildungssystems sind bei dieser Veranschaulichung weggelassen oder vereinfacht, um die vorliegende Erfindung deutlicher zu veranschaulichen.)

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spindel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine hintere Ansicht der Spindel gemäß Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine vordere Ansicht der Spindel gemäß Fig. 5.

Fig. 8 zeigt eine seitliche Ansicht der Spindel gemäß Fig. 5.

Fig. 9 zeigt eine vereinfachte Darstellung der in dem zylindrischen Portal gemäß Fig. 4 befestigten Spindel gemäß Fig. 5 und der Orte von berührungslosen Näherungssensoren 1 zur Erfassung einer Bewegung der Wellen der Spindel bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ferner werden bei diesem Ausführungsbeispiel ein Achsenpositionsmeßgeber und ein Auswuchtcomputer verwendet, die ebenfalls in einer vereinfachten Blockschaltbildform in Fig. 9 dargestellt sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 ist stellvertretend für eine CT-Abtasteinrichtung bzw. einen CT-Abtaster der "dritten Generation" ein Computertomographieabbildungssystem (CT-Abbildungssystem) 10 einschließlich eines Portals 12 gezeigt. Das Portal 12 weist eine Röntgenquelle 14 auf, die einen Strahl von Röntgenstrahlen 16 zu einer regelmäßigen Anordnung von Detektoren 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Portals 12 hin projiziert. Die regelmäßige Anordnung von Detektoren 18 ist durch Detektorelemente 20 gebildet, die zusammen die durch ein Objekt 22 wie beispielsweise einen medizinischen Patienten gehenden projizierten Röntgenstrahlen erfassen. Jedes Detektorelement 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls und folglich die Abschwächung des Strahls, während er durch den Patienten 22 geht, darstellt. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenprojektionsdaten drehen sich das Portal 12 und die daran befestigten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24. Die regelmäßige Anordnung von Detektoren 18 kann in einer einteiligen oder in einer mehrteiligen Konfiguration hergestellt sein. Bei einer mehrteiligen Konfiguration weist die regelmäßige Anordnung von Detektoren 18 eine Vielzahl von Zeilen von Detektorelementen 20 auf, von denen in Fig. 2 lediglich eine gezeigt ist.

Die Drehung des Portals 12 und der Betrieb der Röntgenquelle 14 werden durch eine Steuervorrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert. Die Steuervorrichtung 26 umfaßt eine Röntgensteuereinrichtung 28, die Leistungs- und Zeitablaufsteuersignale für die Röntgenquelle 14 bereitstellt, und eine Portalmotorsteuereinrichtung 30, die die Drehgeschwindigkeit und -position des Portals 12 steuert. Ein Datenerfassungssystem (DAS) 32 bei der Steuervorrichtung 26 tastet Analogdaten von Detektorelementen 20 ab und wandelt die Daten in Digitalsignale für eine nachfolgende Verarbeitung. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgendaten von dem DAS 32 und führt eine Hochgeschwindigkeitsbildrekonstruktion aus. Das rekonstruierte Bild wird einem Computer 36 als Eingabe zugeführt, der das Bild in einer Massenspeichervorrichtung 38 speichert.

Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einer Bedienungsperson über eine Bedieneinheit 40, die eine Tastatur aufweist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeige 42 ermöglicht es der Bedienungsperson, das rekonstruierte Bild und andere Daten von dem Computer 36 zu beobachten. Die von der Bedienungsperson zugeführten Befehle und Parameter werden von dem Computer 36 zur Bereitstellung von Steuersignalen und Informationen für das DAS 32, die Röntgensteuereinrichtung 28 und die Portalmotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Darüber hinaus betätigt der Computer 36 eine Tischmotorsteuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des Patienten 22 in dem Portal 12 steuert. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Abschnitte des Patienten 22 durch eine Portalöffnung 48.

Eine teilweise perspektivische Schnittansicht des Abbildungssystems 10 ist in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Ansicht sind viele für ein volles Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Strukturen des Abbildungssystems 10 weggelassen. Das Portal 12 wird mit einer mit dem Abbildungssystem 10 gekoppelten und zur Drehung des Portals 12 ohne Verwendung einer zentralen Portalwelle konfigurierten (nicht gezeigten) axialen Antriebsvorrichtung gedreht, wodurch die Portalöffnung 48 zum Aufnehmen des Patienten 22 frei gelassen wird, während der Tisch 46 sich bewegt. Die axiale Antriebsvorrichtung ist in dem Bereich der Technik bekannt. Die Drehung des Portals 12 wird z. B. durch eine Kopplung der axialen Antriebsvorrichtung an eine Wand des Portals 12 erreicht, dessen Form im wesentlichen zylindrisch ist und das eine große zentrale Öffnung oder Höhle 48 aufweist.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und unter Bezugnahme auf Fig. 5, 6, 7 und 8 wird eine Spindel 70 zur Messung der Bewegung und Winkelphasenlage des sich drehenden Portals 12 und zugehöriger Komponenten einschließlich der Strahlungsquelle 14 und der regelmäßigen Anordnung von Detektoren 18 verwendet. Die Bewegung der sich drehenden Masse 12 und ihrer zugehörigen Komponenten wird über einen ersten berührungslosen Näherungssensor 72 und einen zweiten berührungslosen Näherungssensor 74 in einer ersten Ebene 76 bzw. einer zweiten Ebene 78 gemessen, indem eine genau positionierte und ausgewuchtete zentrale Welle der Spindel 70 eingeführt wird, wobei genauer eine hintere Erfassungsscheibe 98 und eine vordere Erfassungsscheibe 100 Rotorwellen simulieren. Die Spindel 70 selbst ist unter Verwendung bekannter Drehauswuchtverfahren unabhängig von dem Portal 12 genau ausgewuchtet. Unter Verwendung der Spindel 70 ist es nicht erforderlich, Auswuchtmessungen direkt von dem Portal 12 oder einem Portalrahmen 84 (in Fig. 1 gezeigt) zu erhalten. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Erfassungsscheiben 98 und 100 befestigt, so daß sie sich mit der sich drehenden Masse des Portals 12 und zugehöriger Komponenten drehen.

Bei der Auswuchtspindel 70 handelt es sich um eine starre Struktur, die zur Minimierung einer Bewegung über eine Biegung aufgebaut ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Spindel 70 aus einem leichten Metall wie beispielsweise Aluminium aufgebaut und ist ausgewuchtet sowie genau positioniert, um eine durch eine Unrundheit verursachte Bewegung zu minimieren. Auf diese Weise wird die Einbringung einer irreführenden Bewegung in Auswuchtalgorithmen vermieden. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfaßt die Auswuchtspindel 70 einen Ring 86 mit einem Durchmesser, der es ermöglicht, daß er in das Innere der Portalöffnung 48 paßt. An dem Rand des Rings 86 sind Nasen bzw. Laschen 88 mit Löchern 90 zur Verschraubung des Rings 86 auf genau positionierten Gegenlöchern 92 in einem Steg oder Flansch 94 einer Innenwand 95 des Portals 12 (wie in Fig. 4 gezeigt) unter Verwendung von Schrauben 96 bereitgestellt. (Bei dem durch Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Steg oder Flansch 94 in einem zentralen Abschnitt der Innenwand 95 der Portalöffnung 48, aber bei einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Flansch an einem Ende der Portalöffnung 48.) Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Steg oder Flansch 94 mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Unterbringen und/oder Halten des Rings 86 in einer Position wie beispielsweise (nicht gezeigten) Senken in dem Steg 94, die zur Positionierung und zum Halten der Laschen 88 konfiguriert sind, versehen.

Bei einem Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf Fig. 5 sind eine erste Erfassungsscheibe 98 und eine zweite Erfassungsscheibe 100 unter Verwendung von Schrauben 106 an einem ersten Ende 102 bzw. zweiten Ende 104 der Spindel 70 befestigt. Die Erfassungsscheiben 98 und 100 werden in Verbindung mit dem ersten berührungslosen Näherungssensor 72 bzw. dem zweiten berührungslosen Näherungssensor 74 zur Messung der Auswuchtung des sich drehenden Portals 12 verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Erfassungsscheiben 98 und 100 aus einem zur Verwendung mit den Sensoren 72 und 74 optimierten Material hergestellt. Beispielsweise handelt es sich bei den Erfassungsscheiben 98 und 100 um Scheiben aus rostfreiem Stahl, und bei den Sensoren 72 und 74 handelt es sich entweder um kapazitive oder induktive Sensoren, die an isolierten Plätzen befestigt sind (nicht gezeigt). Die Scheiben 98 und 100 definieren erste und zweite Ebenen 76 bzw. 78.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und unter Bezugnahme auf Fig. 4, 5 und 9 wird eine axiale Antriebsvorrichtung zur Drehung des Portals 12 zur Auswuchtung verwendet. Ein Achsenpositionsmeßgeber 108 wird zur Winkelerfassung der Phasenlage verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem das Portal 12 mit einer konstanten Rate gedreht wird, handelt es sich bei dem Achsenpositionsmeßgeber 108 einfach um ein an dem Portal 12 befestigtes Stück von reflektierendem Band 110, das in Verbindung mit einem infraroten (IR) oder anderen optischen Sensor 112 verwendet wird. Der optische Sensor 112 erfaßt reflektiertes IR-Licht oder anderes Licht von dem reflektierenden Band 110, während das Portal 12 sich dreht, wodurch Zeiten definiert werden, zu denen sich das Portal 12 von einer Winkelbezugsposition her ein Vielfaches von 360° gedreht hat. Andere Arten von Achsenpositionsmeßgebern 108 sind ebenfalls zur Verwendung mit der Erfindung geeignet. Die berührungslosen Näherungssensoren 72, 74 außerhalb des Portals 12 werden zur Erfassung einer Verschiebung der sich drehenden Masse verwendet. Die Sensoren 72 und 74 erfassen eine Verschiebung des Rands der Erfassungsscheiben 98 bzw. 100, die einen Aus-der- Auswuchtung-Zustand darstellt. Erfassungsinformationen oder Daten von den Sensoren 72, 74 und dem Achsenpositionsmeßgeber 108 werden einem Auswuchtcomputer 114 zugeführt. Der Auswuchtcomputer 114 berechnet sowohl die statische als auch die dynamische gekoppelte Unwucht aus den durch die Sensoren 72 und 74 angegebenen Verschiebungen und der Phase dieser Verschiebungen relativ zueinander und zu der durch den Achsenpositionsmeßgeber 108 angegebenen Position des Portals 12. Die Erfassungsscheiben 98 und 100 der Spindel 70 sind derart konfiguriert, daß die Scheiben 98 und 100 bei einer Befestigung der Spindel 70 an dem Portal 12 konzentrisch zu einer Drehachse 116 des CT-Abbildungssystems 10 sind. Die Erfassungsscheiben 98 und 100 werden zur Übertragung der Bewegung der sich drehenden Masse des Portals 12 und zugehöriger Komponenten zu den Näherungssensoren 72, 74 verwendet, halten jedoch die sich drehende Masse des Portals 12 und zugehöriger Komponenten nicht und müssen dies auch nicht tun. Kein Auswuchtgewicht, ein Auswuchtgewicht oder mehrere Auswuchtgewichte 118 werden basierend auf der Informationsausgabe des Auswuchtcomputers 114 an geeigneten Orten an dem Portal 12 angeordnet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Gewichte 118 an einer passenden Auswahl von einem strategisch angeordneten, vorgebohrten Ort oder mehreren strategisch angeordneten, vorgebohrten Orten 120 des Portals 12 mit dem Portal 12 verschraubt. Bei anderen Ausführungsbeispielen werden andere Verfahren zur Befestigung von Auswuchtgewichten 118 an dem Portal 12 verwendet. Die Spindel 70 wird aus dem Portal 12 entfernt, wenn eine zufriedenstellende Auswuchtung erreicht ist.

Die Erfassungsebenen 76 und 78 sind parallel zueinander. Es ist empirisch bestimmt worden, daß die Sensoren 72 und 74 ausreichende Auswuchtinformationen bereitstellen, wenn sie zur Erfassung von Bewegungen der Erfassungsscheiben 98 und 100 in der gleichen Richtung konfiguriert sind. Beispielsweise ist bei einem Ausführungsbeispiel die Drehachse 116 parallel zu dem Boden, und der Sensor 72 ist zur Erfassung einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Erfassungsscheibe 98 in der Ebene 76 konfiguriert. Der Sensor 74 ist zur Erfassung einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Erfassungsscheibe 100 in der Ebene 78 ähnlich konfiguriert. Alternativ sind die Sensoren 72 und 74 zur Erfassung einer Bewegung um die Drehachse 116 bei einer beliebigen Orientierung konfiguriert.

Es ist zu erkennen, daß Ausführungsbeispiele der Erfindung keinen äußerlichen oder zusätzlichen Antrieb benötigen und keine Beschleunigungsmesser benötigt werden, wie sie bei bekannter Auswuchtausstattung verwendet werden. Ferner geschieht die Auswuchtung mit der Drehrate des Abbildungssystems 10 selbst, die sich bei oder unterhalb der minimalen Drehgeschwindigkeit von anderen Arten von Auswuchtausstattung befindet. Darüber hinaus sind die Einzelheiten des Aufbaus der Spindel 70 nicht entscheidend. Andere Aufbauten der Spindel 70 mit Wellen 80 und 82, die derart konfiguriert sind, daß sie sich konzentrisch mit der Drehachse 116 des Portals 12 drehen, sind ebenfalls geeignet. Beispielsweise ist bei einem Ausführungsbeispiel der Spindel 70 eine kreisförmige Platte statt des Rings 86 verwendet, und bei der vorderen Erfassungsscheibe 98 sowie hinteren Erfassungsscheibe 100 handelt es sich um axiale zylindrische Wellen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Laschen 88 durch andere Befestigungseinrichtungen ersetzt. Beispielsweise weist bei einem Ausführungsbeispiel ein Ring 86 geeigneter Größe (oder eine äquivalente kreisförmige Platte) Löcher 90 nahe seinem Rand für Befestigungsschrauben 96 auf.

Während die Erfindung in Form von verschiedenen spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben ist, sind bei der Erfindung verschiedene Modifikationen im Rahmen des Inhalts und Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche möglich.

Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Auswuchtung eines hohlen zylindrischen drehbaren Objekts, das mit einer zur Drehung 1 des drehbaren Objekts ohne eine zentrale Welle konfigurierten Antriebsquelle gekoppelt ist. Das Verfahren umfaßt die nachstehenden Schritte: Befestigen einer Spindel (70) mit einer vorderen Welle (100) und einer hinteren Welle (98) an einer Innenwand (95) des drehbaren Objekts, so daß die vordere Welle und hintere Welle konzentrisch zu einer Drehachse (116) des drehbaren Objekts sind; Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des drehbaren Objekts und der Spindel; Messen einer Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle der Spindel, während die Antriebsquelle das drehbare Objekt dreht; Anbringen von Auswuchtgewichten (118) an dem drehbaren Objekt gemäß den gemessenen Verschiebungen; und Entfernen der Spindel aus dem drehbaren Objekt, wenn eine Auswuchtung erreicht ist.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Auswuchtung eines drehbaren Objekts ist zur Auswuchtung von CT-Abbildungssystemen (10) sowohl an dem Ende eines Fertigungszyklus als auch nach einer Komponentenersetzung im Außendienst geeignet. Da das System integral ist, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, zur Auswuchtung des drehbaren Objekts das drehbare Objekt von dem Rahmen des CT-Portals abzukoppeln.

Claims (18)

1. Verfahren zur Auswuchtung eines hohlen zylindrischen drehbaren Objekts, das mit einer zur Drehung des drehbaren Objekts ohne eine zentrale Welle konfigurierten Antriebsquelle gekoppelt ist, mit den Schritten:
Befestigen einer Spindel (70) mit einer vorderen Welle (100) und einer hinteren Welle (98) an einer Innenwand (95) des drehbaren Objekts, so daß die vordere Welle und hintere Welle konzentrisch zu einer Drehachse (116) des drehbaren Objekts sind;
Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des drehbaren Objekts und der Spindel;
Messen einer Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle der Spindel, während die Antriebsquelle das drehbare Objekt dreht;
Anbringen von Auswuchtgewichten (118) an dem drehbaren Objekt gemäß den gemessenen Verschiebungen; und
Auswuchten des drehbaren Objekts unter Verwendung eines integralen Systems, während das Objekt mit der Antriebsquelle gekoppelt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen der Verschiebung der vorderen Welle (100) und der hinteren Welle (98) den Schritt des Verwendens von berührungslosen Sensoren (72, 74) zur Messung der Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit den Schritten:
Messen eines Winkels der Verschiebung des drehbaren Objekts unter Verwendung eines Achsenpositionsmeßgebers (108); und
Entfernen der Spindel (70) aus dem drehbaren Objekt, wenn eine Auswuchtung erreicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Messen eines Winkels der Verschiebung des drehbaren Objekts unter Verwendung eines Achsenpositionsmeßgebers (108) die Schritte des Anordnens eines reflektierenden Bands (110) an dem drehbaren Objekt und des Erfassens einer Reflexion von der sich drehenden Stelle umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das drehbare Objekt ein Portal (12) eines Computertomographieabbildungssystems (CT-Abbildungssystems) (10) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Messen der Verschiebung der vorderen Welle (100) und der hinteren Welle (98) den Schritt des Verwendens von berührungslosen Sensoren (72, 74) zur Messung der Verschiebung der vorderen Welle und der hinteren Welle umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit dem Schritt des Messen eines Winkels der Verschiebung des drehbaren Objekts unter Verwendung eines Achsenpositionsmeßgebers (108).

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Messen eines Winkels der Verschiebung des drehbaren Objekts unter Verwendung eines Achsenpositionsmeßgebers (108) die Schritte des Anordnens eines reflektierenden Bands (110) an dem drehbaren Objekt und des Erfassens einer Reflexion von der sich drehenden Stelle umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die berührungslosen Sensoren (72, 74) kapazitive Sensoren sind.

10. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die berührungslosen Sensoren (72, 74) induktive Sensoren sind.

11. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des drehbaren Objekts und der Spindel ein Betreiben der Antriebsquelle zur Drehung des Portals (12) mit einer maximalen Betriebsgeschwindigkeit der Antriebsquelle umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Anbringen von Auswuchtgewichten (118) an dem drehbaren Objekt gemäß den gemessenen Verschiebungen ein Verschrauben eines Gewichts oder mehrerer Gewichte mit dem Portal (12) an einem ausgewählten, vorgebohrten Ort oder mehreren ausgewählten, vorgebohrten Orten (120) umfaßt.

13. Auswuchtausrüstung zur Auswuchtung eines hohlen zylindrischen drehbaren Objekts, das mit einer zur Drehung des drehbaren Objekts ohne eine zentrale Welle konfigurierten Antriebsquelle gekoppelt ist, mit:
einer Spindel (70), die eine vordere Welle (100) und eine hintere Welle (98) aufweist und derart konfiguriert ist, daß sie entfernbar an einer Innenwand (95) des drehbaren Objekts befestigbar ist, so daß die vordere Welle und hintere Welle konzentrisch zu einer Drehachse (116) des drehbaren Objekts sind;
zumindest einem Paar von berührungslosen Bewegungssensoren (72, 74), wobei einer zur Erfassung einer Bewegung der vorderen Welle und der andere zur Erfassung von Bewegungen der hinteren Welle konfiguriert ist, wenn sie in der Nähe davon angeordnet sind und das drehbare Objekt gedreht wird;
einem Wellenmeßgeber (108) mit einem Abschnitt, der zur Befestigung an dem drehbaren Objekt konfiguriert ist, wobei der Wellenmeßgeber zur Erfassung eines relativen Winkels der Drehung des drehbaren Objekts konfigurierbar ist; und
einem Auswuchtcomputer (114), der zum Empfangen von Signalen von den berührungslosen Bewegungssensoren und dem Wellenmeßgeber und zur Berechnung einer Auswuchtung des drehbaren Objekts daraus, während das Objekt mit der Antriebswelle gekoppelt ist, konfiguriert ist.

14. Auswuchtausrüstung nach Anspruch 13, wobei die berührungslosen Bewegungssensoren (72, 74) kapazitive Sensoren sind.

15. Auswuchtausrüstung nach Anspruch 13, wobei die berührungslosen Bewegungssensoren (72, 74) induktive Sensoren sind.

16. Auswuchtausrüstung nach Anspruch 13, wobei der Wellenmeßgeber (108) ein zur Befestigung an dem drehbaren Objekt konfiguriertes reflektierendes Band (110) und einen zur Erfassung von Reflexionen von dem reflektierenden Band konfigurierten Sensor (112) umfaßt.

17. Auswuchtausrüstung nach Anspruch 13, wobei die Spindel (70) zur entfernbaren Befestigung an einer Innenwand (95) eines drehbaren Portals (12) eines Computertomographieabbildungssystems (CT-Abbildungssystems) (10) konfiguriert ist.

18. Auswuchtausrüstung nach Anspruch 17, wobei die Spindel (70) einen mit Laschen versehenen Ring (86), der zur Befestigung an einer Innenwand (95) eines drehbaren Portals (12) eines Computertomographieabbildungssystems (CT-Abbildungssystems) (10) konfiguriert ist, und ein Paar von Erfassungsscheiben (98, 100) umfaßt, wobei eine der Erfassungsscheiben an einem Ende (102) der vorderen Welle der Spindel befestigt ist und die andere der Erfassungsscheiben an einem Ende (104) der hinteren Welle der Spindel befestigt ist.