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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für ein Endoskop oder ein Behandlungsinstrument
sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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Als
Betätigungsdrahtseil
für ein
Endoskop wird ein Spiraldrahtseil verwendet. Das Spiraldrahtseil
ist ein Drahtseil, das aus einer Vielzahl von dünnen Drähten besteht, die miteinander
so verschlungen sind, so daß das
Spiraldrahtseil keine Biegeneigung hat. Zum Verbinden des Spiraldrahtseils
mit einem Bauteil ist z. B. das Ende des Spiraldrahtseils in eine
in einem Bauteil eingebrachte Öffnung
eingeführt,
wobei das Ende des Spiraldrahtseils darin eingelötet oder mit Silberhartlot
eingelötet
ist.
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Soll
das Spiraldrahtseil mit Silberhartlot verlötet werden, werden die zu verlötenden Bereiche des
Spiraldrahtseils und des zu verbindenden Bauteils auf etwa 600°C aufgeheizt.
Um die hart zu verlötenden
Bereiche zu erhitzen, wird ein kleiner Brenner oder ähnliches
als Heizgerät
genutzt. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmekapazitäten läßt sich der Teil des Spiraldrahtseils,
der nicht in das zu verbindende Bauteil eingesetzt ist, im Vergleich
zu dem Teil des Spiraldrahtseils, der in das zu verbindende Bauteil
eingesetzt ist, leicht erwärmen.
Deshalb ist es schwer, den zu verlötenden Teil des Spiraldrahtseils mit
Silberhartlot hart zu verlöten,
wenn der Teil des Spiraldrahtseils, der nicht zu verlöten ist,
erhitzt ist, da das Silberhartlot an diesen nicht zu verlötenden Stellen
haften bleiben kann. In einem solchen Fall kann der Bereich, der
durch das Silberhartlot verhärtet
wird, länger
sein als beabsichtigt. Weiterhin kann das Betätigungsdrahtseil (d. h. das
Spiraldrahtseil) oxidieren, wodurch die Stärke des Spiraldrahtseils geschwächt wird.
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Wenn
das Spiraldrahtseil mit dem zu verbindenden Teil verbunden werden
soll, ist die Stabilität der
Verbindung von Natur aus gering, und es verbleibt eine geringe Menge
von Flußmittelresten
im Spiraldrahtseil, wodurch der verlötete Teil leichter abbrechen
kann. Deshalb sollte in diesem Fall das Flußmittel vollständig entfernt
werden, was jedoch sehr aufwendig ist.
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In
der
US 5766184 A ist
eine Verbindungsanordnung beschrieben, bei der ein Ende eines Betätigungsdrahtes
in einem Rohr aufgenommen ist. Das Ende des Betätigungsdrahtes ist mitsamt
dem Rohr in einer Öffnung
eines Verbindungsbauteils aufgenommen. Das Verbindungsbauteil ist
plastisch so verformt, daß der
Betätigungsdraht
in dem Verbindungsbauteil befestigt ist.
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Aus
der
DE 3530792 A1 ist
ein medizinisches Instrument mit einem Betätigungsdraht bekannt. Ein Ende
des Instrumentes ist mit einem Steuerabschnitt versehen, mittels
dessen der Betätigungsdraht
gedrückt
und gezogen werden kann. Dasjenige Teilstück des Betätigungsdrahtes, das in der
Nähe des
Steuerabschnittes liegt, ist mit einem Härtungsmittel imprägniert und
bildet so einen gehärteten
Drahtabschnitt. Durch diesen gehärteten
Drahtabschnitt soll der mechanische Widerstand des Betätigungsdrahtes
gegen äußere Druckkräfte verstärkt werden.
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In
der
US 2446542 A ist
ein elektrischer Kabelverbinder offenbart. Dieser Kabelverbinder
umfasst ein aus mehreren Drähten
bestehendes Kabel, das mit einem Ende in eine Öffnung eines Verbindungsbauteils
eingesetzt ist. Das Kabelende und das Verbindungsbauteil sind miteinander
verschweißt. Außerdem ist
das Verbindungsbauteil plastisch verformt, wodurch das Kabel mit
dem Verbindungsbauteil verbunden ist. Derjenige Kabelabschnitt,
der mit dem Verbindungsbauteil verschweißt ist, befindet sich axial
weiter innerhalb der Öffnung
des Verbindungsbauteils als die Stelle, an der das Verbindungsbauteil
plastisch verformt ist. Bei dieser Anordnung ist also das Kabel
sowohl über
eine Schweißverbindung
als auch über
eine Quetschverbindung mit dem Verbindungsbauteil gekoppelt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die eine verbesserte
Drahtseilverbindungsanordnung zum Verbinden eines Betätigungsdrahtseils
mit einem Bauteil mit Hilfe einfacher Mittel und gleichbleibender
Stärke
bereitstellt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung anzugeben.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgaben durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche.
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Es
ist eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Betätigungsspiraldrahtseils
mit einem Verbindungsbauteil für
ein Endoskop angegeben. Ein Ende des Betätigungsspiraldrahtseils ist
als starres Teilstück
ausgebildet, bei dem eine Vielzahl von Drähten, aus denen sich das Betätigungsspiraldrahtseil
zusammensetzt, miteinander verbunden sind. In das Verbindungsbauteil
ist eine Öffnung
eingebracht. In diese Öffnung
ist das starre Teilstück
des Betätigungsspiraldrahtseils
eingesetzt. Das Verbindungsbauteil ist plastisch so verformt, daß es mit
dem Betätigungsspiraldrahtseil,
das sich in der Öffnung
befindet, verbunden ist.
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Die
Spitze des Spiraldrahtseils ist fest mit dem Verbindungsbauteil
verpreßt.
Das Entfernen der Spitze aus dem plastisch verformten Verbindungsbauteil
wird dadurch verhindert.
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In
einer Ausführungsform
ist ein Teil des Spiraldrahtseils in die Öffnung eingesetzt, das ein
starres Teilstück
und ein nicht starres Teilstück
hat. Der Teil des Spiraldrahtseils, der sich an der Stelle der plastischen
Verformung des Verbindungsbauteils befindet, ist das auf das starre
Teilstück
des Spiraldrahtseils folgende Teilstück. Dadurch wird erreicht,
daß der
verformte Bereich des Verbindungsbauteils gut in das Spiraldrahtseilstück gedrückt wird.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist im Bereich der plastischen Verformung des Verbindungsbauteils
das starre Teilstück
des Spiraldrahtseils angeordnet. Weiterhin ist es möglich, daß ein starres Teilstück und ein
nicht starres Teilstück
des Spiraldrahtseils in dem Bereich der plastischen Verformung des
Verbindungsbauteils angeordnet sind.
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Dadurch
wird durch die plastische Verformung des Verbindungsbauteils auch
das starre Teilstück
des Spiraldrahtseils mit verformt, wodurch das Entfernen des Spiraldrahtseils
aus dem verformten Bereich des Verbindungsbauteils verhindert ist.
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Das
Betätigungsdrahtseil
kann ein Betätigungsdraht
von Behandlungsinstrumenten für
ein Endoskop sein. Weiterhin kann das Betätigungsdrahtseil ein Betätigungsdraht
zum Bewegen eines biegbaren Bereichs des Grundkörpers des Endoskops sein.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist an der inneren Oberfläche des
biegbaren Bereichs eine hervorstehende Auskragung angeordnet, die
eine durchgehende Öffnung
hat. Das Betätigungsdrahtseil
hat an dem einen Ende ein Mitnehmerteil. Das Betätigungsdrahtseil wird so vom
distalen Ende des Endoskops zum proximalen Ende durch die Öffnung im
hervorstehenden Element eingeführt,
daß das
Mitnehmerteil sich an der hervorstehenden Auskragung befindet.
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Mit
dieser Anordnung sind das Drahtseil und das Verbindungsbauteil fest
miteinander verbunden. Das Mitnehmerteil verhindert das Durchziehen
des Spiraldrahtseils durch die in der hervorstehenden Auskragung
angeordnete Öffnung.
Dadurch wird erreicht, daß beim
Ziehen des Betätigungsdrahtseils am
proximalen Ende des Endoskops der biegbare Bereich des Endoskops
aufgrund der Zugkräfte
des Betätigungsdrahtes
gebogen wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die
Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
teilgeschnittene Seitenansicht der Spitze eines Behandlungsinstruments
für ein
Endoskop gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
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2 eine
Seitenansicht des Behandlungsinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
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3 eine
Seitenansicht mit einer Vorderansicht eines 1 × 3 Spiraldrahtseils (z. B.
ein Spiraldrahtseil, das aus drei dünnen Drähten besteht),
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4 eine
Seitenansicht mit einer Vorderansicht eines 1 × 7 Spiraldrahtseils (z. B.
ein Spiraldrahtseil, das aus sieben dünnen Drähten besteht),
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5 ein
Seitenansicht mit einer Vorderansicht eines 7 × 7 Spiraldrahtseils (z. B.
ein Spiraldrahtseil, das aus sieben Spiraldrahtseilen besteht, die
aus jeweils sieben einzelnen dünnen
Drähten
bestehen),
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6 eine
teilgeschnittene Seitenansicht der Spitze eines Behandlungsinstruments
für ein
Endoskop gemäß eines
zweiten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
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7 eine
Seitenansicht, in der ein Verfahren zur Herstellung eines Betätigungsdrahtseils
dargestellt ist,
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8 eine
teilgeschnittene Seitenansicht der Spitze eines Behandlungsinstruments
für ein
Endoskop gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
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9 eine
teilgeschnittene Darstellung der Spitze eines Behandlungsinstruments
für ein
Endoskop gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel,
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10 eine
geschnittene Seitenansicht eines proximalen Endes des Betätigungsdrahtseils
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel,
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11 eine
geschnittene Seitenansicht eines gebogenen Bereichs eines Endoskops
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
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12 eine
geschnittene Ansicht, in der ein Verfahren zum Herstellen eines
Betätigungsdrahtseils
dargestellt ist, wie es in dem in 11 dargestellten
Endoskop eingesetzt ist, und
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13 eine
geschnittene Ansicht, in der ein Verfahren zum Herstellen eines
Betätigungsdrahtseils,
wie es in einem Endoskop eingesetzt ist, dargestellt ist.
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In 2 ist
eine Seitenansicht einer Biopsiepinzette 100, die ein mögliches
Behandlungsinstrument, das in ein Endoskop eingesetzt ist, dargestellt. Die
Biop siepinzette ist in einen Pinzettenkanal (nicht dargestellt)
eines Endoskops einzusetzen. Typischerweise hat die in 2 dargestellte
Biopsiepinzette 100 eine flexible Hülle 1, die in den
Pinzettenkanal des Endoskops eingesetzt wird. Ein Betätigungsdrahtseil 2 ist
im Inneren der Hülle 1 über deren ganze
Länge angeordnet.
Das Betätigungsdrahtseil 2 ist
entlang der Längsachse
gegenüber
der Hülle 1 beweglich.
Das proximale Ende der Hülle 1 ist
mit einer Behandlungseinheit 10 verbunden. Die Betätigungseinheit 10 hat
einen Schlitten 11. Durch Bewegen des Schlittens 11 in
axiale Richtung in Bezug auf die Hülle 1 wird ein Schalenpaar 3,
das am Ende der Hülle 1 montiert
ist, durch das Betätigungsdrahtseil 2 angetrieben,
um die Schalen 3 zu öffnen
und zu schließen.
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In 1 ist
die Spitze der Biopsiepinzette 100 dargestellt. An dem
distalen Ende der Hülle 1 ist ein
Führungselement 4 sicher
befestigt. An dem Führungselement 4 ist
ein geschlitztes Teil 4a angeordnet, das zwei Schlitze
hat, die sich in Bezug auf die Längsachse
de geschlitzten Teils 4a an gegenüberliegenden Stellen befinden.
An der Spitze des geschlitzten Teils 4a ist ein Bolzen 5 vorgesehen.
Der Bolzen 5 erstreckt sich in die Richtung des Durchmessers
des geschlitzten Teils 4a, wodurch die Möglichkeit
besteht, das Schalenpaar 3 gestützt durch den Bolzen 5 zu öffnen (d.
h. zu schwenken).
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Im
geschlitzten Teil 4a ist ein Verbindungsmechanismus 6 zum Öffnen und
Schließen
der Schalen 3 vorgesehen. Am proximalen Ende des Verbindungsmechanismus 6 ist
ein Verbindungsbauteil 7, das aus Edelstahl hergestellt
ist, befestigt. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Spitze
des Betätigungsdrahtseils 2 mit
dem Verbindungsbauteil 7 verbunden.
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Das
Betätigungsdrahtseil 2 ist
ein Spiraldrahtseil, das aus einer Vielzahl von dünnen Drähten, die
mit einander verseilt sind, zusammengesetzt ist. In den 3 bis 5 sind
Beispiele für
Spiraldrahtseile für
die Biopsiepinzette 100 dargestellt. In 3 ist
ein 1 × 3
Spiraldrahtseil dargestellt, das aus drei einzelnen dünnen Drähten zusammengesetzt
ist. In 4 ist ein 1 × 7 Spiraldrahtseil dargestellt,
das aus sieben einzelnen dünnen
Drähten
zusammengesetzt ist. In 5 ist ein 7 × 7 Spiraldrahtseil dargestellt, das
aus sieben Spiraldrahtseilen, von denen jedes ein 1 × 7 Spiraldrahtseil
ist, zusammengesetzt. Die Spiraldrahtseile, die in den 1 bis 5 dargestellt
sind, sind Beispiele für
Spiraldrahtseile, wobei beliebige andere Drahtseile ähnlichen
Typs eingesetzt werden können.
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An
der Spitze 2a des Spiraldrahtseils 2 sind die
Drähte,
die das Spiraldrahtseil 2 bilden, fest miteinander durch
Löten,
Löten mit
Silberhartlot, Plasmaschweißen
oder dergleichen verbunden. Auf diese Spitze 2a wird im
folgenden als starres Teilstück 2a Bezug
genommen.
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Das
Verbindungsbauteil 7 hat an der proximale Stirnfläche eine Öffnung,
in die das starre Teilstück 2a des
Betätigungsdrahtseils 2 eingeführt ist. Die äußere Form
des Verbindungsbauteils 7 ist in dem Teil, in dem die Öffnung angeordnet
ist, zylindrisch ausgebildet. Der zylindrische Teil ist an zwei
axial unterschiedlichen Stellen plastisch verformt, d. h. gequetscht,
wobei auf die mit X bezeichneten Bereiche Bezug genommen wird, so
daß Teile
des zylindrischen Teils in die Öffnung
hervorstehen und in das Betätigungsdrahtseil 2 drücken. Das
Betätigungsdrahtseil 2 ist
dadurch fest mit dem Verbindungsbauteil 7 verbunden.
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Durch
diese Anordnung kann das starre Teilstück 2a des Betätigungsdrahtseils 2 nicht
aus dem schmalen Teil des Quetschbereichs X herausrutschen. Das
Verbindungsbauteil 7 und der Draht 2 sind somit
sehr fest miteinander verbunden.
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In
der Ausführungsform,
die in 1 dargestellt ist, befindet sich das starre Teilstück 2a des
Betätigungsdrahtseils 2 auf
der Schalenseite im Abstand zu dem gequetschten Bereich X. Ein weiteres Teilstück des Betätigungsdrahtseils 2,
das nicht zu dem starren Teilstück 2a gehört, befindet
sich in dem gequetschten Bereich X. Durch diese Anordnung sind die
Quetschbereiche X gut in das Betätigungsdrahtseil 2 gedrückt. Das
starre Teilstück 2a ist
gut durch die gequetschten Bereiche X vor dem Herausziehen geschützt. Das
starre Teilstück 2a kann
sich auch in dem gequetschten Bereich X befinden, wie in einem zweiten
Ausführungsbeispiel
in 6 gezeigt wird. In diesem Fall sind die Quetschbereiche
X in das Betätigungsdrahtseil 2 gedrückt. Somit
ist das Betätigungsdrahtseil 2 mit
dem Verbindungsbauteil 7 ebenso fest verbunden.
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In 7 ist
ein Verfahren zum Herstellen des starren Teilstücks 2a dargestellt.
Als erstes wird ein mittleres Teilstück eines Drahtseils 2 mit
Silberhartlot verlötet,
um ein verlängertes
starres Teilstück
herzustellen. Möglich
ist es auch, das Drahtseil zum Herstellen des Teilstücks zu verlöten oder
durch Plasmaschweißen
zu bearbeiten. Anschließend
ist das verlängerte
starre Teilstück
so abzuschneiden, daß ein passendes
starres Teilstück 2a übrig bleibt.
Mit diesem Verfahren können
zwei starre Teilstücke 2a gleichzeitig
an beiden Seiten der Schnittstelle des Drahtseils 2 mit
passender Länge
bei geringstmöglicher
Wärmebeanspruchung
des Drahtes hergestellt werden. Der beschriebene Herstellungsprozeß ist von
einem Säuberungsprozeß gefolgt,
der das Drahtseil 2 von dem Flußmittel säubert.
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Die
beschriebene Ausführungsform
der Erfindung läßt sich
bei der Spitze eines Betätigungsdrahtseils 2 für eine Biopsiepinzette
anwenden.
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In 8 ist
die Verbindungsanordnung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Wie in 8 gezeigt
ist, läßt sich die
Erfindung auch am proximalen Ende des Betätigungsdrahtes 2 anwenden.
Ein in 8 mit 12 bezeichnete Verbindungsbauteil
ist mit dem Schlitten 11 der Betätigungseinheit 10 verbunden.
Die 8 zeigt weiterhin, daß der Quetschbereich X aus
nur einer Quetschung bestehen kann. Es sollte beachtet werden, daß zwei oder
mehr Quetschungen an dem proximalen Ende und an dem distalen Ende
eingebracht werden können,
jedoch erfüllt
nur eine Quetschung auch die Funktion.
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In 9 ist
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Anordnung zum Herstellen einer lösbaren Befestigung
eines Betätigungsdrahtes 2 an
dem Schlitten 11 dargestellt.
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In 10 ist
die Anordnung des Drahtseils 2 und einer Edelstahlhülse 2d,
die das Drahtseil 2 umgibt, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. In 10 ist gezeigt, daß an dem Ende
der Hülse 2d ein
Mitnehmerteil 2c durch Löten, durch Plasmaschweißen oder
durch Löten
mit Silberhartlot angebracht ist. Das Mitnehmerteil 2c hat
die Aufgabe, das Drahtseil 2 vor dem Lösen aus dem Schlitten 11 zu
sichern, wenn das Mitnehmerteil 2c in die Öffnung,
die in einem Bauteil 14 des Schlitten 11 eingebracht
ist, eingeführt
und durch eine Schraube 13 befestigt ist (siehe 9).
Das Drahtseil 2 ist in die Hülse 2d eingeführt und
die Hülse 2d ist
an vier oder fünf
Stellen entlang der Mittelachse gequetscht, die ähnlich den Quetschbereichen
X ausgebildet sind. In dem Ausführungsbeispiel,
das in 10 dargestellt ist, sind die
gequetschten Bereiche X sowohl an dem starren Teilstück 2a als
auch an dem Drahtseilstück 2b,
das aus Einzeldrähten
besteht, die nur miteinander verseilt sind, aber nicht starr durch
Silberhartlot oder ähnlichem
verbunden sind, angeordnet.
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Wenn
das Betätigungsdrahtseil 2 wie
oben beschrieben aufgebaut ist und in dem Bauteil 14 mit Hilfe
der Schraube 13 befestigt ist, ist das Betätigungsdrahtseil 2 dauerhaft
mit dem Schlitten 11 verbunden. Durch Lösen der Schraube 13 kann
das Drahtseil 2 leicht vom Schlitten 11 gelöst und aus dem
Schlitten 11 entfernt werden.
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Ein
solcher Aufbau ist nicht nur für
eine Biopsiepinzette 100 nutzbar, sondern kann auch für jedes andere
Behandlungsinstrument eingesetzt werden, bei dem die Hülle 1 und
die Betätigungseinheit 10 getrennt
werden kann.
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In 11 ist
ein biegsamer Bereich 30, der am distalen Ende eines Endoskops
angeordnet ist, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Der biegsame Bereich 30 ist
aus mehreren (z. B. fünf
bis fünfzehn)
Ringen 31 hergestellt, die mit Nieten 32 verbunden
sind und die zueinander schwenkbar sind. An dem Ring 31a,
der am distalen Ende des Hauptteils 40 des Endoskops angeordnet
ist, ist ein optisches Objektivsystem angebaut.
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An
der inneren Oberfläche
des Rings 31a ist eine hervorstehende Auskragung 31b gebildet,
in der eine durchgehende Öffnung
vorgesehen ist. Wie in 11 weiterhin dargestellt ist,
ist das mit dem Mitnehmerteil 2c versehene Betätigungsdrahtseil 2 durch
die durchgehende Öffnung
der Auskragung 31b vom distalen Ende des Endoskops zu dessen proximalem
Ende durchgeführt.
Durch Ziehen des Betätigungsdrahtseils 2 an
einer Betätigungseinheit 10,
die mit dem proximalen Ende eines Einführteils des Endoskops verbunden
ist, wird der biegbare Bereich 30 gebogen.
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Ein
Verfahren zum festen Anordnen des Mitnehmerteils 2c an
der Spitze des Betätigungsdrahtseils 2 ist ähnlich den
zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Als erstes wird das starre Teilstück 2a an der Spitze
des Betätigungsdrahtseils 2 angebracht
(wie in 12 dargestellt). Das Mitnehmerteil 2c hat
eine Öffnung,
die geeignet ist, das Betätigungsdrahtseil 2 mit
der gegenüberliegenden
Seite des starren Teilstücks 2a einzuführen, wie
in 12 dargestellt ist. Anschließend wird das Mitnehmerteil 2c gequetscht,
wie in 13 dargestellt ist.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Ende des Betätigungsdrahtseils 2 als
starres Teilstück 2a durch
Löten,
Plasmaschweißen
oder durch Löten
mit Silberhartlot ausgebildet. Das Ende des Drahtseils 2 einschließlich des
starren Teilstücks 2a ist
in eine Öffnung
eingeführt,
die in einem Bauteil, mit dem das Betätigungsdrahtseil 2 zu
verbinden ist, eingeführt ist.
Anschließend
wird das Bauteil, mit dem das Drahtseil 2 zu verbinden
ist, gequetscht, so daß das Bauteil
und das Drahtseil 2 fest verbunden sind. Weil die Spitze
des Drahtseils 2 ganz befestigt ist, löst sich die Spitze des Drahtseils 2 nicht
von dem Bauteil, mit dem das Drahtseil 2 verbunden ist.
Dadurch sind das Drahtseil 2 und das Bauteil durch ein
relativ einfaches Verfahren fest miteinander verbunden.