Halterungen Gantry 3 corkscrew monitoring

Bei der Gantry 3 handelt es sich um ein Gerät zur Behandlung von Krebspatienten. Die Maschine leitet einen Protonenstrahl präzise zum Patienten. Um die Person von allen Seiten zu bestrahlen, kann sich die 270 Tonnen schwere Anlage vollständig um die eigene Achse drehen. Diese zylinderförmige Maschine, 10.5 Meter Durchmesser, ist auf 2 x Rollen gelagert.
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Dieser Drehkörper verschiebt sich bei Umdrehungen in axialer Richtung leicht. Dies wirkt sich auf die Präzision des Strahls negativ aus, weshalb man die Verschiebung überwachen muss und so kontrollieren kann, ob die Abweichung in der Toleranz liegt. Da kommen die Lernenden vom PSI ins Spiel. Daniel Burger (4. Lehrjahr Automatiker) erarbeitete als Teil seiner Lehrabschlussarbeit ein System mit verschiedenen Sensoren und einer SPS-Steuerung, um die Abweichung zu überwachen. Als Sensoren wird zum einen ein Drehwinkelmesser mit einem Zahnrad eingesetzt. Das Zahnrad muss im Kontakt mit dem Zahnaussenring der Maschine sein. Wenn sich nun die Maschine dreht, dreht sich das Zahnrad mit. Ein Sensor registriert die Drehung des Zahnrads und gibt die Information der SPS, dem Kopf des Systems, weiter. Die Messung der axialen Verschiebung des Maschinenteils wird mit einem Distanzsensor realisiert. Ein solcher Sensor schiesst einen kleinen Laserstrahl auf die sich verschiebende, ebene Fläche der Maschine. Der Laser wird in einem bestimmten Winkel reflektiert. Verschiebt sich nun die Maschine ändert sich auch der Winkel des reflektierten Strahls. Diesen Winkel registriert der Sensor und kann so den Abstand zwischen Maschinenteil und Sensor errechnen.

Nur, wie sind diese Sensoren befestigt? Es musste je eine Halterung konstruiert werden. Da kommt der Konstrukteur ins Spiel. Ich (2. Lehrjahr Konstrukteur) konstruierte diese Halterungen. Für den Drehgeber verwendete ich ein Spezial-Profil, welches auf eine bestimmte Länge zugeschnitten wurde. Mit je einem Winkel an der Seite wurde dieses Profil mit der Decke verbunden. Am Ende des Profils wurde der Drehwinkelmesser mit Zahnrad montiert.
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Gantry 3, vorne Distanzsensor, hinten Drehgeber

Dank des Elektroniksystem und den Halterungen kann man nun die Verschiebung, welche nur wenige Millimeter beträgt, überwachen. Die Messungen erlauben, dass man kontrollieren kann, ob der Strahl noch in der Toleranz liegt. Das Projekt war für mich sehr lehrreich. Es war eine tolle Erfahrung, mit einem anderen Lernenden aus einem anderen Berufs zusammen zu arbeiten. Ich lernte, dass Kommunikation und gegenseitiges Verständnis entscheidend für eine gute Zusammenarbeit sind. Es war mir eine grosse Freude, für die Protonentherapie eine Arbeit zu machen, da man schnell sah, für was mein Projekt gebraucht wird.

Oliver, KS-Lernender 3. LJ