DE102005020689B3

DE102005020689B3 - Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte

Info

Publication number: DE102005020689B3
Application number: DE102005020689A
Authority: DE
Inventors: Johann Schuster; Lothar SCHÖN; Stefan Stocker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2025-05-04
Also published as: CN1858863A; US7704550B2; CN1858863B; US20060269674A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte (8, 12) für eine Gradientenspule, wobei zur Erzeugung von Fließwegen für ein Gießharz als Abstandhalter dienende Körper (3) auf einer Unterlage (5) aufgebracht werden, wobei eine Öffnungen (4) aufweisende Platte (2) verwendet wird, um die Körper (3) auf die Unterlage (5) zu streuen oder um die Körper (3) auf der Unterlage (5) aus einer formbaren Masse zu ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte für eine Gradientenspule, wobei zur Erzeugung von Fließwegen für ein Gießharz als Abstandhalter dienende Körper auf einer Unterlage aufgebracht werden.
Gradientenspulen für Magnetresonanzgeräte (MRI-Scanner) sind so aufgebaut, dass mehrere Spulenleiterlagen, die zur Erzeugung von Magnetfeldern benutzt werden, durch zwischenliegende Isolierplatten elektrisch voneinander isoliert werden. Nach dem Zusammenbau der Spule werden die Zwischenräume im Inneren der Spule mit einem Gießharz unter Vakuum ausgegossen. Für eine einwandfreie Funktion der Gradientenspule müssen alle Zwischenräume fehlerfrei ausgefüllt werden, da Fehlstellen wie Lunker, nicht getränkte Stellen oder Lufteinschlüsse zu Teilentladungen bis hin zu Kurzschlüssen führen könnten. Derartige Störungen können sogar den Ausfall der Gradientenspule verursachen. Auch wegen der hohen Kräfte während des Betriebs des Magnetresonanzgeräts müssen Fehlstellen unbedingt vermieden werden.
Um das Fließen des Gießharzes in die Zwischenräume zu erleichtern, ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen die einzelnen Lagen der Kupferspulen und der Isolationslagen geeignete Abstandhalter zu legen, um den Fließweg für die Vergussmasse in Fließrichtung offen zu halten. Als Abstandhalter werden beispielsweise miteinander verbundene Kunststoffstäbe verwendet. Es ist auch möglich, Kunststoffschnüre in regelmäßigen Abständen um die Spule zu wickeln. Diese Kunststoffschnüre werden gequetscht, um den Fließweg für das aufsteigende Gießharz offen zu halten.

In der DE 103 15 539 A1 ist bereits eine Gradientenspule vorgeschlagen worden, bei der die Isolationslagen Erhebungen aufweisen, zwischen denen Fließwege für das Gießharz gebildet sind. Diese Erhebungen können beispielsweise erzeugt werden, indem ein Reaktionsharz raupenförmig auf die Isolationslage aufgetragen wird, das mit erhöhter Temperatur in kurzer Zeit ausgehärtet wird. Es ist jedoch schwierig, die Erhebungen so herzustellen, dass überall derselbe Abstand erzeugt wird. Als weitere Möglichkeit ist vorgeschlagen worden, die Erhebungen zu prägen. Nachteilig ist dabei jedoch, dass dazu vergleichsweise kostspielige Werkzeuge erforderlich sind. Zudem kann eine einmal festgelegte Anordnung der Erhebungen nicht geändert werden, sodass in der Praxis eine ganze Reihe unterschiedlicher kostspieliger Werkzeuge erforderlich wäre.

Aus DE 41 41 514 A1 ist ferner ein Gradientenspulensystem bekannt, bei dem in einen Zwischenraum zwischen zwei zu isolierende Schalen U-förmige Profile als Abstandshalter gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Diese Profile sind zumindest annähernd so groß wie der Abstand der zu isolierenden Schalen. Die mit einem Gießharz vergossenen Zwischenräume bilden eine schubsteife Verbindung.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte anzugeben, das einfach durchzuführen ist und keine hohen Werkzeugkosten erfordert.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Öffnungen aufweisende Platte verwendet wird, um die Körper auf die Unterlage zu streuen oder um die Körper auf der Unterlage aus einer formbaren Masse zu formen.

Anders als bei im Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren für die Isolierplatte wird erfindungsgemäß lediglich eine Öffnungen aufweisende Platte benötigt, um die Abstandhalter auf der Isolierplatte zu erzeugen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können kugelförmige Körper als Abstandhalter verwendet werden, die durch eine als Sieb ausgebildete Platte auf die mit einem Klebstoff beschichtete Unterlage gestreut werden. Dazu wird zunächst ein Klebstoff in Form eines Klebefilms abschnittsweise oder ganzflächig auf die Unterlage aufgetragen, anschließend werden kugelförmige Körper durch die als Sieb ausgebildete, Öffnungen aufweisende, Platte auf der Unterlage verteilt.

Es wird besonders bevorzugt, dass die kugelförmigen Körper aus Glas bestehen. Alternativ können die Kugeln auch aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast oder einem Thermoplast bestehen. Die Materialauswahl erfolgt dabei in Abhängigkeit von der beabsichtigten Einsatztemperatur.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Höhe der als Abstandhalter dienenden kugelförmigen Körper durch die Wahl des Kugeldurchmessers eingestellt werden kann. Im Hinblick auf den gewünschten Abstand zwischen der Isolierplatte und dem benachbarten Bauteil wird eine passende Kugelgröße ausgewählt. Die Kugeln werden durch das Sieb unregelmäßig auf die Unterlage gestreut, sodass sich eine ausreichende Anzahl von Fließwegen für das Gießharz bildet.

Gegebenenfalls kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die auf die Unterlage gestreuten Körper angedrückt werden. Dazu kann vorzugsweise eine Andruckplatte verwendet werden, es ist auch möglich, die Körper mit einer Rolle oder einer ähnlichen Vorrichtung gegen die Isolierplatte zu drücken. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass überall derselbe Abstand vorliegt.

Gemäß einer anderen alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass eine Lochplatte als Öffnungen aufweisende Platte auf die Unterlagen aufgelegt, die formbare Masse in die Öffnungen eingebracht und die Lochplatte nach dem Aushärten der Masse entfernt wird. Bei diesem Verfahren wird die Lochplatte als Form für die herzustellenden Erhebungen benutzt, die direkt auf der Unterlage erzeugt werden. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass anstelle eines teueren Werkzeugs lediglich eine einfach aufgebaute Lochplatte erforderlich ist, sodass die Isolierplatte kostengünstig produziert werden kann. Die Dicke der verwendeten Lochplatte richtet sich dabei nach der gewünschten Höhe der Erhebungen. Durch dieses Verfahren wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Abstandhalter erzielt.

Mit besonderem Vorteil kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vergussmasse oder ein Klebstoff als formbare Masse verwendet werden. Nach dem Aushärten dieser Masse bzw. des Klebstoffs wird die Lochplatte entfernt, sodass die mit der Unterlage fest verbundenen Erhebungen zurückbleiben. Auf diese Weise kann eine mit Noppen versehene Isolierplatte hergestellt werden.

Eine besonders hohe Prozesssicherheit ergibt sich, wenn eine Lochplatte verwendet wird, die eine Antihaftbeschichtung aufweist oder deren Oberfläche poliert ist. Eine derartige Lochplatte lässt sich nach dem Aushärten der formbaren Masse besonders leicht entfernen. Das Entfernen der als Form dienenden Lochplatte ist besonders einfach, wenn die Löcher leicht konisch ausgebildet sind, wobei die leicht geneigten Konusflächen als Entformungsschrägen dienen.

Daneben betrifft die Erfindung eine Isolierplatte für eine Gradientenspule eines Magnetresonanzgeräts. Die erfindungsgemäße Isolierplatte wird durch das beschriebene Verfahren hergestellt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1A eine Öffnungen aufweisende Platte mit kugelförmigen Körpern;
1B die auf eine Unterlage gestreuten Kugeln mit einer Andruckplatte;
1C eine erfindungsgemäße Isolierplatte;
2A eine Lochplatte;
2B eine auf einer Unterlage liegende mit einer Vergussmasse gefüllte Lochplatte; und
2C eine erfindungsgemäße Isolierplatte.
Das Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte wird anhand der 1A bis 1C beschrieben. 1A zeigt eine Öffnungen aufweisende Platte, die als Behälter 1 mit einem siebartigen Boden 2 ausgebildet ist. In dem Behälter 1 befindet sich ein Vorrat von als Glaskugeln 3 ausgebildeten Körpern, wobei der Durchmesser der Glaskugeln 3 und der Öffnungen 4 in dem Boden 2 so aneinander angepasst sind, dass die Glaskugeln 3 durch den Boden 2 fallen. Durch die Wahl des Durchmessers der Glaskugeln 3 wird der gewünschte Abstand und damit die Höhe der Fließwege eingestellt.
Wie in 1B zu sehen ist, fallen de Glaskugeln 3 unregelmäßig auf eine Unterlage 5, bei der es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff handelt. Auf dieser Unterlage 5 ist eine Kleberschicht 6 vollflächig aufgebracht, durch die die aufgestreuten Glaskugeln 3 an ihrer Position gehalten werden. Optional können die Glaskugeln 3 durch eine Andruckplatte 7 angedrückt werden, sodass alle Glaskugeln 3 exakt in derselben Ebene liegen. Nach dem Aushärten der Klebstoffschicht 6 wird die Andruckplatte 7 wieder entfernt.
1C zeigt eine fertige Isolierplatte 8. Zwischen den einzelnen Glaskugeln 3 bestehen unterschiedlich große Freiräume 9, die nach dem Einbau der Isolierplatte 8 als Fließwege für ein Gießharz dienen.
Die 2A bis 2C zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Als Werkzeug zur Herstellung der Isolierplatte dient eine Lochplatte 10. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Lochplatte 10 rasterartig angeordnete Löcher 11 auf, es ist jedoch auch möglich, dass die Löcher zueinander versetzt angeordnet oder ungeordnet sind. Die Lochplatte 10 weist eine Antihaftbeschichtung auf, um das Entformen zu erleichtern. Bei anderen Ausführungen kann auch eine polierte Lochplatte aus Edelstahl verwendet werden.
2B zeigt die auf eine Unterlage 12 aufgelegte Lochplatte 10, nachdem die Löcher 11 mit einer Vergussmasse 13 gefüllt worden sind. Als Vergussmasse 13 kommen beispielsweise Klebstoffe, Gießharze und andere mehr oder weniger viskose Massen infrage. Die Vergussmasse 13 kann in Abhängigkeit von deren Viskosität entweder in die Löcher 11 der Lochplatte 10 gegossen werden, alternativ kann eine pastöse Vergussmasse mit einem Spachtel oder einem ähnlichen Hilfsmittel von Hand oder maschinell eingebracht werden. Gegebenenfalls können überstehende Bestandteile der Vergussmasse mit einem über die Oberfläche der Lochplatte 10 geführten Werkzeug entfernt werden. Beim Aushärten der Vergussmasse 13 entsteht eine tragfähige Verbindung zwischen der Unterlage 12 und der Vergussmasse 13. Nach dem Aushärten kann die Lochplatte 10 wieder entfernt werden, wobei das Entfernen durch Entformungsschrägen unterstützt wird. Das Entformen wird auch durch ein auf die Lochplatte 10 aufgetragenes Trennmittel erleichtert.
2C zeigt eine hergestellte Isolierplatte 14 mit zylinderförmigen Noppen 15. Zwischen benachbarten Noppen 15 sind in gleichem Abstand als Fließwege dienende Freiräume 16 ausgebildet.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Isolierplatte (8, 12) für eine Gradientenspule, wobei zur Erzeugung von Fließwegen für ein Gießharz als Abstandhalter dienende Körper (3) auf einer Unterlage (5) aufgebracht werden, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Öffnungen (4) aufweisende Platte (2) verwendet wird, um die Körper (3) auf die Unterlage (5) zu streuen oder um die Körper (3) auf der Unterlage (5) aus einer formbaren Masse zu formen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kugelförmige Körper (3) verwendet werden, die durch eine als Sieb ausgebildete Platte (2) auf die mit einem Klebstoff beschichtete Unterlage (5) gestreut werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus Glas oder einem Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast oder Thermoplast, bestehende kugelförmige Körper (3) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der als Abstandhalter dienenden kugelförmigen Körper (3) durch die Wahl des Kugeldurchmessers eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Unterlage (5) gestreuten Körper (3) vorzugsweise durch eine Andruckplatte (7) angedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochplatte (10) als Öffnungen (11) aufweisende Platte auf die Unterlage (12) aufgelegt, die formbare Masse (13) in die Öffnungen (11) einge bracht und die Lochplatte (10) nach dem Aushärten der Masse entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergussmasse (13) oder ein Klebstoff als formbare Masse verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antihaftbeschichtung oder eine polierte Oberfläche aufweisende Lochplatte (10) verwendet wird.
Isolierplatte (14) für eine Gradientenspule eines Magnetresonanzgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.