DE10105938A1

DE10105938A1 - Miniaturseil

Info

Publication number: DE10105938A1
Application number: DE10105938A
Authority: DE
Inventors: Teruo Ouchi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2001-08-16
Also published as: JP2001226888A; US20010025475A1

Abstract

Ein Miniaturseil (10) aus Metall besteht aus einem Kerndraht (11) und mehreren um diesen gewickelten Drähten (12). Das Miniaturseil (10) bildet einen Litzendraht, bei dem der Kerndraht (11) aus einem Material besteht, dessen Materialeigenschaften von denen der den Kerndraht (11) umgebenden Drähte (12) verschieden sind. Der Kerndraht (11) besteht beispielsweise aus Wolfram, einer superelastischen Legierung oder einer Nickel-Titan-Legierung, während die ihn umgebenden Drähte aus nichtrostendem Stahl bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Miniaturseil, das als Betätigungsdraht für ein Endoskop verwendbar ist. Im engeren Sinne betrifft die Erfindung ein Metallminiaturseil, das aus einem Litzendraht besteht, bei dem ein Kerndraht spiralförmig mit mehreren Drähten umwickelt ist.

Als in einem Endoskop verwendbares Miniaturseil kommt weitläufig ein Seil mit einem sogenannten 1 × 7-Aufbau zur Anwendung, bei dem sechs Drähte spiral förmig um einen Kerndraht gewickelt sind. Es werden auch Miniaturseile mit einem 1 × 19-Aufbau, einem 1 × 37-Aufbau etc. eingesetzt. Als Kerndraht und diesen umgebende Drähte werden üblicherweise Drähte aus nichtrostendem Stahl, d. h. Edelstahl, verwendet.

Für manche Anwendungen müssen zwangsläufig Miniaturseile eingesetzt werden, die eine hohe Zugfestigkeit haben, ohne dass ihr Außendurchmesser zu groß wird, oder bei denen Kinke, d. h. unerwünschte Seilknicke vermieden werden.

Besteht deshalb ein solches Seil aus Wolframdrähten, die hohe Zugfestigkeit haben und kaum Knicke zulassen, so hat es ausgezeichnete Eigenschaften, die mit Drähten aus nichtrostendem Stahl nicht erreicht werden können. Wolfram drähte haben jedoch nur geringe Verschleißfestigkeit, wenn sie an harten Objek ten gerieben werden. Sie haben deshalb den Nachteil, dass sie leicht abgeschert werden. Mithin ist es unpraktisch, aus ihnen ein Seil vorstehend genannter Art zu fertigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Seil anzugeben, das bessere Eigenschaften als herkömmliche Seile hat und praktisch einsetzbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Miniaturseil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung sieht vor, dass ein Kerndraht aus einem Material besteht, dessen Materialeigenschaften von denen der den Kerndraht umgebenden Drähte ver schieden sind. Dadurch kann ein Miniaturseil bereitgestellt werden, dessen Eigen schaften die eines herkömmlichen aufgebauten Miniaturseils übertreffen und das praktisch einsetzbar ist.

Hat einerseits der Kerndraht die Eigenschaft, dass er die ihn umgebenden Drähte an Zugfestigkeit und Knickfestigkeit übertrifft, und haben andererseits die den Kerndraht umgebenden Drähte die Eigenschaft, dass sie diesen an Verschleißfe stigkeit übertreffen, so hat das Miniaturseil ausgezeichnete Haltbarkeit, wenn es als für ein Endoskop bestimmter Draht eingesetzt wird.

Mit Knickfestigkeit ist im Folgenden die Eigenschaft gemeint, dass das Seil nicht dazu neigt, eine Seilkink, d. h. einen Knick, durch den das Seil unbrauchbar wer den kann, auszubilden.

Das erfindungsgemäße Miniaturseil besteht aus Metall und enthält einen Kern draht sowie spiralförmig um diesen gewickelte Drähte. Das Miniaturseil bildet so als Ganzes einen Litzendraht, dessen Kerndraht aus einem Material besteht, dessen Materialeigenschaften sich von denen der den Kerndraht umgebenden Drähte unterscheiden.

Hat in vorstehender Anordnung der Kerndraht die Eigenschaft, dass er die ihn umgebenden Drähte an Zugfestigkeit und Knickfestigkeit übertrifft, und haben die den Kerndraht umgebenden Drähte die Eigenschaft, dass sie ihn an Verschleißfe stigkeit übertreffen, so hat das Miniaturseil ausgezeichnete Haltbarkeit.

Die den Kerndraht umgebenden Drähte bestehen beispielsweise aus nichtrosten dem Stahl (Edelstahl). Der Kerndraht besteht beispielsweise aus Wolfram, einer superelastischen Legierung oder einer Nickel-Titan-Legierung.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Seils längs der in Fig. 2 gezeigten, zur Seilachse senkrechten Linie I-I,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Seils,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Endoskops, in dem das erfindungsgemäße Seil verwendet wird, und

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein distales Ende einer für ein Endoskop bestimmten Schlinge, in der das erfindungsgemäße Seil verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Miniaturseils 10, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. In Fig. 1 ist der Schnitt längs der Linie I-I dargestellt, die senkrecht zur Seilachse verläuft.

Das Seil 10 ist ein schlankes Metallseil, dessen Außendurchmesser 1 mm oder weniger beträgt. Der Außendurchmesser kann auch einige mm oder weniger betragen. Das Seil 10 gemäß erläutertem Ausführungsbeispiel besteht insgesamt aus einem Litzendraht, bei dem sechs Drähte 12 spiralförmig um einen Kerndraht 11 gewickelt sind. Die Drähte 12 können in sogenannter Z-Drehung (Rechtsdre hung) oder, entgegengesetzt dazu, in S-Drehung (Linksdrehung) spiralförmig um den Kerndraht 11 gewickelt sein.

Als den Kerndraht 11 umgebende Drähte 12 können Drähte aus nichtrostendem Stahl verwendet werden (z. B. SUS 316, SUS 304 etc., in JIS). Als Kerndraht wird ein Wolframdraht verwendet, der geradförmig auf der Seilmittelachse verläuft und nicht an der Seilaußenfläche freiliegt.

Da die den Kerndraht 11 umgebenden Drähte 12, welche die freiliegende Außen fläche des Seils 10 bilden, aus nichtrostendem Stahl mit ausgezeichneter Ver schleißfestigkeit bestehen, nutzen sie auch dann kaum ab, wenn sie an einem harten Objekt gerieben werden. Da andererseits der Kerndraht 11, der nicht nach außen hin freiliegt, aus einem Wolframdraht hoher Zugfestigkeit besteht, erhöht er die Zugfestigkeit des Seils 10, ohne dass der Seilaußendurchmesser vergrößert werden muss, und ermöglicht den Gebrauch des Seils 10 an einem Einsatzort, an dem das Seil 10 einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist.

Das Seil 10 hat als Litzendraht darüber hinaus die Eigenschaft, dass bei Umlen ken, d. h. Umbiegen des Seils 10, auf den Kerndraht 11 in der Mitte lediglich eine Umlenkkraft wirkt, während auf die den Kerndraht 11 umgebenden Drähte 12 eine Umlenkkraft und eine Verwindungs- oder Torsionskraft wirken.

Da bei einem Litzendraht, der aus einem Kerndraht und diesen umgebenden Drähten besteht, die Gesamtlänge des Kerndrahtes 11 kürzer als die der umge benden Drähte ist, wirkt auf den Kerndraht im Vergleich zu den umgebenden Drähten eine große Umlenk- oder Biegebeanspruchung. Wird das aus dem Lit zendraht bestehende Seil wiederholt umgelenkt, also umgebogen, so ist es wahr scheinlich, dass in dem Kerndraht eine Seilkink auftritt.

Da in dem erläuterten Ausführungsbeispiel der Kerndraht 11 aus Wolfram besteht und deshalb kaum gefährdet ist, eine Seilkink auszubilden, besteht demzufolge auch bei dem Seil 10 als Ganzem kaum die Gefahr, dass eine Seilkink auftritt, selbst wenn die den Kerndraht 11 umgebenden Drähte aus nichtrostendem Stahl bestehen.

Eine superelastische Legierung, die beispielsweise aus einer Nickel-Titan- Legierung (Ni-Ti) besteht, hat ausgezeichnete Eigenschaften, was die Knickfestig keit betrifft. Wird deshalb als Kerndrahtmaterial eine solche superelastische Legierung verwendet, so treten in dem Seil 10 kaum Seilkinke auf, selbst wenn die den Kerndraht 11 umgebenden Drähte 12 aus nichtrostendem Stahl (Edel stahl) oder dergleichen bestehen.

Als aus der Nickel-Titan-Legierung bestehender Draht kann für den Kerndraht 11 ein Draht verwendet werden, dessen Zusammensetzung sogar noch bessere Zugfestigkeits- und Biegeeigenschaften hat, selbst wenn das Material dieses Drahtes nicht den superelastischen Verbindungen zuzurechnen ist. Das Seil 10 kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden.

Fig. 3 zeigt ein Endoskop, dessen an das distale Ende eines Einführteils 1 ange schlossener gekrümmter Teil 2 willkürlich über einen flexiblen Betätigungsdraht 5 umgelenkt werden kann, an dem über einen in einem Bedienteil 3 angeordneten Bedienmechanismus 4 gezogen wird.

Während dieses Ziehvorgangs wirkt eine starke Zugkraft auf den flexiblen Betäti gungsdraht 5, der dabei stark an einem gekrümmten Edelstahlrohr gerieben wird, dass sich innerhalb des gekrümmten Teils 2 befindet. Darüber hinaus ist der Teil des Betätigungsdrahtes 5, der um eine in dem Bedienmechanismus 4 angeord nete Seilscheibe 6 gewunden ist, mit einem kleinen Krümmungsradius gebogen. Wird als Betätigungsdraht 5 das erfindungsgemäße Seil 10 eingesetzt, bei dem die aus Edelstahl bestehenden Drähte 12 spiralförmig um den aus Wolfram bestehenden Kerndraht 11 gewunden sind, so ist die Haltbarkeit des Seils vergli chen mit einem Seil, bei dem sowohl der Kerndraht als auch die diesen umge benden Drähte aus Edelstahl bestehen, beträchtlich erhöht.

Fig. 4 zeigt eine für ein Endoskop bestimmte Schlinge, die dazu dient, einen Kolonpolypen oder dergleichen zusammenzuziehen und abzuschneiden. Ein elastischer Schlingendraht 23 ist über ein Edelstahlrohr 24 mit dem distalen Ende eines Betätigungsdrahtes 22 verbunden, der so in einer flexiblen Rohrhülle 21 eingesetzt ist, dass er axial aus- und zurückziehbar ist.

Der Schlingendraht 23 bewegt sich in der Hülle 21 hinein oder aus dieser heraus, indem an dem Betätigungsdraht 22 gezogen oder der Betätigungsdraht 22 nach vorne gedrückt wird. Außerhalb der Rohrhülle 21 baucht sich dabei der Schlin gendraht 23 in Folge seiner Federkraft in eine Schlingenform aus.

Wird der Schlingendraht 23 in die Rohrhülle 21 eingezogen, so wird er elastisch deformiert und zusammengezogen. Wird er jedoch aus der Rohrhülle 21 hinaus geschoben, so muss er wiederum seine ursprüngliche bauchige Form annehmen.

Der Schlingendraht 23 muss deshalb die Eigenschaft haben, dass in ihm nur schwer ein Knick auftritt. Dieser Forderung wird dadurch genüge getan, dass als Schlingendraht 23 das erfindungsgemäße Seil 10 verwendet wird. Wird in diesem Fall als Kerndraht 11 ein aus einer superelastischen Legierung, z. B. einer Nickel- Titan-Legierung bestehender Draht verwendet, so ist der Schlingendraht 23 knickfest, da sichergestellt ist, dass in dem Kerndraht 11 praktisch kein Knick auftritt. Selbst bei wiederholtem Gebrauch des Endoskops nimmt deshalb der Schlingendraht 23 außerhalb der Rohrhülle 21 seinen bauchigen Zustand an. Die Nickel-Titan-Legierung ist zwar ein Material, das für Löten, Hartlöten und Schwei ßen nicht besonders gut geeignet ist. Werden jedoch als den Kerndraht umge bende Drähte 12 Edelstahldrähte verwendet, so können diese in Verbindung mit einem entsprechenden Element, z. B. dem Verbindungsrohr 24, gelötete, hartge lötet oder geschweißt werden.

Die Erfindung ist auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel nicht be schränkt. So kann sie auf Seile mit einem 1 × 19- oder einem 1 × 37-Aufbau ange wendet werden, die als Ganzes aus einem Litzendraht bestehen, bei dem 18 bzw. 36 Drähte 12 spiralförmig um den Kerndraht 11 gewunden sind. Die Erfindung kann auch auf Seile mit anderen Litzenkonstruktionen angewendet werden.

Als Kerndraht 11 und als diesen umgebende Drähte 12 können auch Metalldrähte verwendet werden, die aus einem anderen Material als den vorstehend erläuter ten Materialien bestehen.

Claims

1. Miniaturseil (10) aus Metall, das als aus einem Kerndraht (11) und mehreren um diesen gewickelten Drähten (12) bestehender Litzendraht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndraht (11) aus einem Material be steht, dessen Materialeigenschaften von denen der um den Kerndraht (11) gewickelten Drähte (12) verschieden sind.

2. Miniaturseil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndraht (11) die ihn umgebenden Drähte (12) an Zugfestigkeit und Knick festigkeit übertrifft und dass die Drähte (12) den Kerndraht (11) an Ver schleißfestigkeit übertreffen.

3. Miniaturseil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die um den Kerndraht (11) gewickelten Drähte (12) aus nichtrostendem Stahl bestehen.

4. Miniaturseil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndraht (11) aus Wolfram besteht.

5. Miniaturseil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass der Kerndraht (11) aus einer superelastischen Legierung besteht.

6. Miniaturseil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndraht (11) aus einer Nickel-Titan-Legierung besteht.