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Gesteuert
versteifbarer Schlauch
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen gesteuert versteifbaren Schlauch,
wie er insbesondere als Katheter für entsprechende Anwendungen
in der Medizin verwendbar ist.
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Herkömmliche
in der Medizin verwendete Katheter sind relativ steif, da in der
Gebrauchs- bzw. Arbeitsstellung, in welcher der Katheter in einen
Gewebekanal eines menschlichen oder tierischen Körpers eingeschoben ist, wie
in eine Vene oder Arterie, eine entsprechende Steifigkeit gefordert
ist. Zum Einbringen eines derartigen herkömmlichen Katheters wird daher üblicherweise
zuerst ein Führungsdraht
in den Gewebekanal eingeführt,
entlang dem dann der Katheter nachgeschoben wird. In der Offenlegungsschrift
WO 2004/035124 A1 werden dazu gesteuert versteifbare Führungsdrähte vorgeschlagen,
die mehrere Drahtstränge
beinhalten, die mit magnetischen Anziehungskräften durch Erzeugung magnetischer
Felder beaufschlagt werden können,
um den Führungsdraht
in einen biegesteiferen Zustand zu versetzen. Durch Deaktivieren
der Magnetfelder wird der Führungsdraht
wieder in seinen biegsameren Zustand zurückgebracht, ggf. unterstützt durch
Druckeinleitung in Spalte zwischen den Drahtsträngen. In einem anderen dortigen
Ausführungsbeispiel
ist eine zentrale, flexible, radial dehnbare Schlauchmembran von
mehreren, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Drahtsträngen umgeben,
die ihrerseits von einer Außenhülle mit
einem eingegossenen schraubenförmigen
Draht umgeben sind. Durch Überdruckbeaufschlagung übt die Schlauchmembran
radial nach außen
weisende Druckkräfte
aus, welche die Drahtstränge
gegen die Außenhülle andrücken und dadurch
den Führungsdraht
versteifen.
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In
der Offenlegungschrift WO 91/05507 A1 ist eine Einführvorrichtung
für schlauchförmige fiberoptische
Instrumente, insbesondere Kolonoskope, offenbart, die einen ringförmigen Unterdruckkanal aufweist,
der nach außen
von einem äußeren, flexiblen,
jedoch kaum dehnbaren Schlauchmantel und nach innen von einem inneren,
dehnbaren Schlauchmantel begrenzt ist. Der innere Schlauchmantel
dient gleichzeitig als Begrenzung für einen mittigen Arbeitskanal,
der z.B. für
Spül- oder Absaugvorgänge genutzt
wird. Bei Evakuieren des Unterdruckkanals stützt sich der innere Schlauchmantel
gegen den äußeren Schlauchmantel
ab, vorzugsweise über
geeignete Stützkörper, die
an der Außenseite
des inneren Schlauchmantels und/oder an der Innenseite des äußeren Schlauchmantels
angeordnet sind, wodurch die Einführvorrichtung versteift wird.
Durch Druckausgleich, d.h. Lösen
des Unterdrucks, wird die Verbindung des inneren mit dem äußeren Schlauchmantel
wieder gelöst
und die Einführvorrichtung
wieder biegsamer. Ein ebenfalls auf diesem Funktionsprinzip basierendes
Endoskop ist in der Patentschrift
US 4.815.450 offenbart.
Der dort verwendete Unterdruckringkanal beinhaltet einen inneren
und einen koaxialen äußeren Teil,
die über
eine Trennwand abgetrennt sind, durch die hindurch eine Fluidverbindung
zwischen den beiden Kanalteilen besteht und durch die lose Kügelchen
als Stützkörper im
inneren Teil getrennt vom äußeren Teil
gehalten werden.
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Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines
gesteuert versteifbaren Schlauchs zugrunde, der in einer gegenüber dem oben
genannten Stand der Technik weiter verbesserten Weise gezielt versteifbar
ist und wieder in seinen weniger steifen Zustand gebracht werden
kann.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung eines gesteuert versteifbaren Schlauchs
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser Schlauch ist so ausgelegt,
dass durch entsprechendes Einleiten eines Druckmediums in seinen Druckkanal
steuerbar ein Überdruck
erzeugt wird, durch den der Schlauch in einen biegesteiferen Zustand
versetzt wird. Dazu beinhaltet der Schlauch flexible Versteifungselemente,
die unter der Wirkung der durch den Überdruck generierten Druckkräfte schlauchformversteifend
gegeneinander anliegen. Bei Druckentlastung, d.h. Lösen des Überdrucks, nimmt
der Schlauch wieder einen biegsameren Zustand ein. Ein vom Druckkanal
getrennter Nutzkanal bleibt auch dann vorzugsweise mit gegenüber dem druckentlasteten
Schlauchzustand im Wesentlichen unverändertem Querschnitt erhalten,
wenn der Schlauch in seinen biegesteiferen Zustand verbracht wird,
der normalerweise den Funktionszustand des Schlauchs im Gebrauch
z.B. als Katheter darstellt.
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Die
erfindungsgemäße Auslegung
des Schlauchs dahingehend, dass er durch Überdruck und nicht durch Unterdruck
in seinen biegesteiferen Zustand versetzt wird, hat u.a. Vorteile
hinsichtlich größerer Wahlfreiheit
für Form
und Material der flexiblen Versteifungselemente und der Handhabung des
Schlauchs im Gebrauch. Zudem ist der apparative Aufwand zur Bereitstellung
von Überdruck
im allgemeinen geringer als zur Bereitstellung eines zu vergleichbar
hohen Druckkräften
führenden
Unterdrucks. Des Weiteren lässt
sich eine Überdruckbeaufschlagung
normalerweise mit deutlich kürzeren Reaktionszeiten
bewirken als eine Unterdruckbeaufschlagung.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind gemäß Anspruch 2 die flexiblen
Versteifungselemente zum reib- und/oder formschlüssigen versteifenden Zusammenwirken
eingerichtet.
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In
Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist der Druckkanal als
Ringkanal ausgebildet, der von einer inneren und einer äußeren Schlauchmembran
begrenzt ist, wobei mindestens die äußere Schlauchmembran flexibel
und radial dehnbar ist und dadurch eine radial nach außen weisende
Druckkraftkomponente auf die angrenzenden flexiblen Versteifungselemente
ausübt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 beinhalten
die flexiblen Versteifungselemente eine flexible Außenhülse und
wenigstens ein zwischen der äußeren Schlauchmembran und
der Außenhülse angeordnetes
Innenglied, das unter der Einwirkung der radial nach außen weisenden
Druckkraftkomponente gegen die Außenhülse angedrückt wird, um dadurch den versteifenden Schlauchzustand
z.B. durch Reib- und/oder
Formschluss mit der Außenhülse zu bewirken.
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In
weiterer Ausgestaltung sind gemäß Anspruch
5 mehrere Innenglieder vorgesehen, die mit axialer Richtungskomponente
verlaufend in Umfangsrichtung verteilt zwischen der äußeren Schlauchmembran
und der Außenhülse angeordnet sind.
Bei dem oder den Innengliedern handelt es sich in einer weiteren
Ausgestaltung gemäß Anspruch
6 um solche aus Flach- oder Runddrahtmaterial oder aus Litzenmaterial
oder Seilmaterial, oder das wenigstens eine Innenglied ist als ein
radial in erforderlichem Maß dehnbares
Schlauchgeflecht realisiert. Entsprechende Flach- oder Runddrähte, Litzen, Seile oder Schlauchgeflechte,
die als flexible Innenglieder fungieren, können sich insbesondere über die
ganze oder jedenfalls die überwiegende
Länge des Schlauchs
in Axialrichtung erstrecken und dabei Zugkräfte aufnehmen und auf diese
Weise den Längsverlauf
der Außenhülse und
damit des Schlauchs insgesamt auch in gekrümmten Abschnitten versteifend stabilisieren.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist gemäß Anspruch 7 das wenigstens
eine Innenglied zusammen mit der äußeren Schlauchmembran an deren Außenseite
oder zusammen mit der Außenhülse an deren
Innenseite vorgefertigt, wobei im Fall mehrerer Innenglieder auch
vorgesehen sein kann, jeweils einen Teil derselben an der äußeren Schlauchmembran
bzw. an der Außenhülse vorzufertigen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 ist der Nutzkanal
durch eine flexible Innenhülse
gebildet, die von der inneren Schlauchmembran umgeben oder durch
diese gebildet ist. Ersteres ermöglicht
in einfacher Weise eine materialmäßige Entkopplung der außenseitigen
Begrenzung des Nutzkanals durch die flexible Innenhülse von
der innenseitigen Begrenzung des Druckkanals durch die innere Schlauchmembran.
Mit anderen Worten kann auf diese Weise die von der flexib-len Innenhülse bereitgestellte
Außenwand
des Nutzkanals spezifisch auf die Erfordernisse ausgelegt werden,
die sich für
den Nutzkanal als Arbeitskanal im Gebrauch des Schlauchs stellen,
während
die innere Schlauchmembran primär
auf die Abdichtfunktion für
das Druckmedium ausgelegt werden kann. Wenn sich die diesbezüglichen
Anforderungen decken, kann alternativ die innere Schlauchmembran
gleichzeitig als außenseitige
Begrenzung des Nutzkanals fungieren.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 ist die flexible
Außenhülse und/oder
die flexible Innenhülse
durch einen Schlauchmantel mit eingegossener Schraubenfeder oder
eingegossenem Schlauchgewebe oder durch eine Schraubenfeder gebildet.
Diese Realisierungen sind herstellungstechnisch und funktionell
vorteilhaft und lassen sich mit der gewünschten Flexibilität, d.h.
Biegsamkeit, realisieren.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine
teilweise Längsschnittansicht
eines als Katheter verwendbaren versteifbaren Schlauchs in einem
geradlinigen Schlauchabschnitt,
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2 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie II-II von 1,
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3 eine
Ansicht entsprechend 1 im versteiften Gebrauchszustand
des Schlauchs,
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4 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie IV-IV von 3,
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5 eine
Ansicht entsprechend 3 des versteiften Schlauchs
in einem gebogenen Schlauchabschnitt,
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6 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine erste Variante des dortigen
Ausführungsbeispiels,
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7 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie VII-VII von 6,
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8 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine zweite Variante des
dortigen Ausführungsbeispiels
und
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9 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie IX-IX von 8.
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Die 1 bis 5 veranschaulichen
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines versteifbaren Schlauchs, wobei sich die 1 und 2 auf
einen druckentlasteten, biegsameren Ausgangszustand des Schlauchs
und die 3 bis 5 auf einen druckbelasteten,
versteiften Zustand des Schlauchs beziehen. Die 1 und 3 zeigen
jeweils einen geradlini gen axialen Teil des Schlauchs im Längsschnitt,
die 2 und 4 jeweils einen Querschnitt
durch den Schlauch und die 5 einen
gekrümmten
axialen Teil des Schlauchs im Längsschnitt.
Die Abmessungen aller gezeigten Elemente des Schlauchs sind nicht
notwendigerweise maßstäblich, sondern
jeweils so wiedergegeben, dass die Bedeutung dieser Elemente für die Erfindung
ausreichend deutlich wird. Dies gilt auch für die weiteren, in den 6 bis 9 veranschaulichten
Schlauchvarianten.
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Alle
gezeigten Ausführungsbeispiele
sind beispielsweise als Katheter für medizinische Anwendungen
einsetzbar. Des Weiteren können
versteifbare Schläuche
gemäß der Erfindung
auch für
andere medizinische und nicht-medizinische Zwecke überall dort
zum Einsatz kommen, wo Bedarf an einem Schlauch besteht, der in
seiner Biegefestigkeit variabel gesteuert verändert werden kann, d.h. von
einem biegsameren Ausgangszustand in einen biegesteiferen, versteiften
Zustand und wieder in den biegsameren Ausgangszustand zurückgebracht
werden kann. Dabei kann je nach Bedarf und Anwendungsfall der versteifte
Zustand mehrere biegesteifere Zustände mit verschiedenen erhöhten Biegefestigkeiten
umfassen, in die der Schlauch wahlweise gebracht werden kann, oder
es ist nur ein einziger biegesteiferer Zustand mit vorgebbarer erhöhter Biegefestigkeit vorgesehen.
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Der
in den 1 bis 5 gezeigte Schlauch beinhaltet
eine mittige Schraubenfeder 1 als ein inneres flexibles
Element, das in seinem Inneren einen mittigen Nutz- bzw. Arbeitskanal 2 definiert. Die
innere Schraubenfeder 1 mit dem mittigen Nutzkanal 2 ist
koaxial von einem ringförmigen
Druckkanal 3 umgeben, der jeweils fluid- bzw. gasdicht
radial nach innen von einer inneren Schlauchmembran 4 und
radial nach außen
von einer äußeren Schlauchmembran 5 begrenzt
wird. Durch ein herkömmliches und
daher in 1 nur schematisch angedeutetes Druckerzeugungsmittel 6 kann über eine
geeignete Anschlussleitung 7 ein Druckmedium 8,
wie Druckluft oder ein anderes Gas oder ein flüssiges Druckmedium, in den
Druckkanal 3 in gesteuerter oder geregelter Weise eingespeist
werden. Beispielsweise kann als Anschlusselement in nicht gezeigter
Weise stirnseitig am Druckkanal 3 eine geeignete Ringdüse angeordnet
sein.
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Die äußere Schlauchmembran 5 ist
von einer flexiblen Versteifungselementanordnung umgeben, die eine
Außenhülse in Form
einer weiteren, äußeren Schraubenfeder 9 und
eine Mehrzahl von Innengliedern 10 umfasst, die in Form
von axial verlaufenden Längsstäben in Umfangsrichtung
gleichmäßig verteilt in
einen Ringspalt passender Weite zwischen der äußeren Schlauchmembran 5 und
der äußeren Schraubenfeder 9 eingebracht
sind. Im gezeigten Beispiel sind dies vierzehn mit engem Abstand
nebeneinander angeordnete Längsstäbe 10 mit
im wesentlichen rechteckförmigem
Querschnitt, die insbesondere durch entsprechendes Flachdrahtmaterial
aus Metall oder Kunststoff realisiert sein können.
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Die
innere und die äußere Schlauchmembran 4, 5 sind
aus flexiblem und dehnbarem Material gefertigt. Wenn daher im Druckkanal 3 durch
Einspeisen des Druckmediums 8 ein Überdruck erzeugt wird, d.h.
im druckbelasteten Schlauchzustand der 3 und 4,
drückt
die äußere Schlauchmembran 5 durch
die Wirkung einer radial nach außen weisenden Druckkraftkomponente
Fa unter Dehnung die angrenzenden Längsdrahtelemente 10 radial
nach außen.
Dadurch werden die zuvor nur locker zwischen der äußeren Schlauchmembran 5 und
der äußeren Schraubenfeder 9 liegenden
Längsdrähte bzw. Innenglieder 10 unter
Druck fest gegen die Innenseite der sich praktisch nicht dehnenden äußeren Schraubenfeder 9 angedrückt, so
dass eine Reibschlussverbindung zwischen den einzelnen, axial verlaufenden
Innengliedern 10 und der äußeren Schraubenfeder 9 hergestellt
wird, wodurch der biegesteifere, versteifte Zustand des Schlauchs
bewirkt wird. Hierzu kann bei spielsweise ein Überdruck im Bereich von etwa
5bar bis etwa 40bar benutzt werden. Bei Ausführungsbeispielen mit mehreren
biegesteiferen Schlauchzuständen
kann zwischen diesen beispielsweise durch unterschiedlich hohe Überdrücke ausgewählt werden.
Bevorzugt ist in letzterem Fall auch die Reibungskontaktfläche zwischen
den die Versteifung bewirkenden flexiblen Versteifungselementen
geeignet auf die Bereitstellung mehrerer biegesteiferer Zustände abgestimmt.
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Speziell
ergibt sich die Reibschlussverbindung durch Berührkontakt jedes der Längsdrähte 10 mit
der Innenseite der äußeren Schraubenfeder 9.
Je nach Auslegung der Schraubenfeder 9 und der Längsdrähte 10 kann
der Kontakt flächig,
linienförmig oder
punktuell sein. Im Beispiel der 1 bis 4 liegt
primär
ein Linienkontakt 11 der beiden radial äußeren Längsseitenbereiche jedes Längsdrahtes 10 mit
der äußeren Schraubenfeder 9 vor.
Bei Bedarf kann zusätzlich
oder alternativ zu der Reibschlussverbindung eine Formschlussverbindung
vorgesehen sein, wozu dann die gegeneinander gepressten Kontaktflächen der
Außenhülse 9 und
der Innenglieder 10 mit geeigneten korrespondierenden Oberflächenprofilierungen
versehen werden.
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Durch
die Reib- und/oder Formschlussverbindung stabilisieren die Innenglieder 10 die
Außenhülse 9 in
ihrem Längsverlauf
auch in gegebenenfalls gekrümmten
Abschnitten. 5 zeigt den durch Überdruck
versteiften Schlauch in einem solchen gekrümmten Abschnitt. Während die
als Außenhülse fungierende äußere Schraubenfeder 9 an
ihrer Krümmungsinnenseite 9' geschlossen
bleibt, d.h. ihre Windungen folgen dort wie in geradlinigen Schlauchabschnitten
axial lückenlos
aufeinander, geht sie an ihrer Krümmungsaußenseite 9'' etwas auf, d.h. ihre einzelnen
Windungen entfernen sich unter Bildung entsprechender Spalte 14 axial
etwas voneinander. Die Innenglieder 10 überbrücken diese Spalte 14 und sorgen
durch ihren Reib-/Formschluss mit den Windungen der äußeren Schraubenfeder 9 dafür, dass die
einzelnen Windungen der äußeren Schraubenfeder 9 auch
an der Krümmungsaußenseite 9'' der Schraubenfeder 9 stabil
in ihrer dort axial voneinander beabstandeten Lage gehalten werden.
Somit stabilisieren die Innenglieder 10 den Längsverlauf
der äußeren Schraubenfeder 9 im Überdruckzustand auch
entlang solcher gekrümmter
Schlauchabschnitte, d.h. der Schlauch insgesamt nimmt auch in diesen gekrümmten Abschnitten
zuverlässig
seinen biegesteiferen Zustand ein.
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Durch
den Überdruck
im Druckkanal 3 wird außerdem die innere Schlauchmembran 4 radial nach
innen gegen die nutzkanalbildende Schraubenfeder 1 mit
radial nach innen weisender Druckkraftkomponente Fi gedrückt, die
sich dadurch von außen eng
an diese anlegt. Die innere Schlauchmembran 4 fungiert
auf diese Weise nicht nur als fluiddichte Trennung des ringförmigen Druckkanals 3 vom
mittigen Arbeitskanal 2, sondern sie sichert zusätzlich die
innere Schraubenfeder 1 zuverlässig vor jeglicher radialer
Aufdehnung in Fällen,
in denen im Gebrauch des Schlauchs ein gewisser Überdruck im Arbeitskanal 2 auftritt,
und stützt
sie in ihrem Längsverlauf,
auch in gekrümmten
Abschnitten gemäß 5.
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Wenn
ausgehend vom versteiften Schlauchzustand der 3 bis 5 der
Druckkanal 3 wieder vom Überdruck entlastet wird, d.h.
das Druckmedium bis zum Druckausgleich aus dem Druckkanal 3 abgelassen
wird, geht der Schlauch wieder in seinen biegsameren Ausgangszustand
der 1 und 2 zurück, in welchem die innere Schlauchmembran 4 die innere
Schraubenfeder 1 lose umgibt und die Längsdrähte 10 drucklos im
Ringspalt zwischen der äußeren Schlauchmembran 5 und
der äußeren Schraubenfeder 9 liegen.
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Im
Anwendungsbeispiel als Katheter wird der Katheterschlauch in seinem
druckentlasteten, biegsameren Ausgangszustand der 1 und 2 in
einen Gewebekanal eines menschlichen oder tierischen Kör pers eingeführt, was
aufgrund der relativ geringen Biegefestigkeit problemlos möglich ist. Wenn
der Katheterschlauch eingeführt
ist, wird der Überdruck
im Druckkanal 3 erzeugt, wodurch der Schlauch unter Beibehaltung
und Stabilisierung seines sich durch das Einführen in den Gewebekanal ergebenden
Längsverlaufs
mit im Allgemeinen geradlinigen und gekrümmten Abschnitten in seinen
biegesteiferen, versteiften Zustand gebracht wird. In diesem Zustand
werden dann die Arbeitsgänge
durchgeführt,
zu deren Zweck der Katheterschlauch gelegt wurde, wozu der auch
im versteiften Schlauchzustand unverändert bestehende Arbeitskanal 2 genutzt
werden kann, z.B. um Funktionsinstrumente, Funktionsgegenstände, flüssige oder
gasförmige Medien
von außen
in den Gewebekanal einzubringen und/oder Gewebepartikel, Körperflüssigkeiten oder
dergleichen aus dem Gewebekanal zu entnehmen. Nach Abschluss dieser
Arbeiten wird der Druckkanal 3 druckentlastet, so dass
der Katheterschlauch wieder seinen biegsameren Ausgangszustand einnimmt
und problemlos aus dem Gewebekanal herausgezogen werden kann.
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Die 6 und 7 bzw. 8 und 9 veranschaulichen
zwei Varianten des gesteuert versteifbaren Schlauchs der 1 bis 5 jeweils
im druckbelasteten Zustand entsprechend den 3 und 4,
wobei zum leichteren Verständnis
für gleiche
Komponenten in den verschiedenen Ausführungsbeispielen übereinstimmende
Bezugszeichen verwendet sind.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 6 und 7 unterscheidet sich von demjenigen
der 1 bis 5 dadurch, dass als flexibles,
den mittigen Nutzkanal 2 begrenzendes Element statt der
inneren Schraubenfeder 1 ein inneres Schlauchgewebeelement 1a und
als flexible Außenhülse anstelle
der äußeren Schraubenfeder 9 ein äußeres Schlauchgewebeelement 9a vorgesehen
sind. Die beiden Schlauchgewebeelemente 1a, 9a bestehen
aus einem herkömmlichen
Verguss eines Schlauchgewebes z.B. mit eingegossenen Längsfäden oder
Längsdrähten und
sind so ausgelegt, dass sie sich in radialer Richtung praktisch
nicht dehnen. Daraus resultiert, dass sie für den dergestalt modifizierten Schlauch
die gleichen Funktionen erfüllen
wie oben zur inneren und äußeren Schraubenfeder 1, 9 erläutert, worauf
verwiesen werden kann. Auch im übrigen entspricht
die Schlauchvariante der 6 und 7 vollständig derjenigen
der 1 bis 4, so dass zur Erläuterung
der vorliegend interessierenden Eigenschaften und der daraus resultierenden
Vorteile ebenfalls auf die obigen Ausführungen zum Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 verwiesen werden kann. Optional
kann in diesem Beispiel die innere Schlauchmembran entfallen und
deren Abdichtfunktion allein vom inneren Schlauchgewebeelement 1a übernommen
werden.
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Bei
der Schlauchvariante der 8 und 9 dient
als flexibles inneres, den Nutzkanal 2 definierendes Element
ein innerer Schlauchmantel 12 mit eingegossener Schraubenfeder 12a.
Dieser innere Schlauchmantel 12 vereinigt die Funktionen
der inneren Schraubenfeder 1 und der inneren Schlauchmembran 4 des
Beispiels der 1 bis 5 bzw. des
inneren Schlauchgewebeelements 1a und der inneren Schlauchmembran 4 des
Beispiels der 6 und 7. Denn
aufgrund des die eingegossene Schraubenfeder 1a umgebenden
Einbettungsmaterials sorgt der innere Schlauchmantel 12 für die geforderte
fluiddichte Abtrennung des mittigen Nutzkanals 2 von dem
ihn umgebenden Druckringkanal 3, und die eingegossene Schraubenfeder 12a sorgt
für eine ausreichende
Steifigkeit, so dass der innere Schlauchmantel 12 auch
unter Einwirkung der radial nach innen weisenden Druckkräfte Fi nicht
merklich zusammengedrückt
wird. Damit wird durch den Schlauch der 8 und 9 auch
im versteiften Zustand wiederum der Arbeitskanal 2 durchgängig und
mit im Wesentlichen unverändert
bleibendem Querschnitt aufrechterhalten.
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Des
Weiteren fungiert beim Schlauch der 8 und 9 als
flexible Außenhülse ein äußerer Schlauchmantel 9b mit
eingegossener Schraubenfeder 13 anstelle der äußeren Schraubenfeder 9 des Beispiels
der
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1 bis 5 bzw.
des äußeren Schlauchgewebeelements 9a des
Beispiels der 6 und 7. Wirkung
und Funktionsweise des äußeren Schlauchmantels 9b entsprechen
denjenigen, wie sie oben zur äußeren Schraubenfeder 9 des
Beispiels der 1 bis 5 erläutert sind,
worauf verwiesen werden kann.
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Es
versteht sich, dass in weiteren Ausführungsformen der Erfindung
beliebige Kombinationen der Komponenten der drei in den 1 bis 9 gezeigten
Schlauchvarianten insbesondere hinsichtlich der den Nutzkanal definierenden
flexiblen Innenhülse und
der flexiblen Außenhülse möglich sind.
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Zusammenfassend
stellt die Erfindung somit einen versteifbaren Schlauch bereit,
der in seinem Steifigkeitszustand gesteuert und definiert zwischen einem
Zustand geringer Biegefestigkeit und mindestens einem Zustand erhöhter Biegesteifigkeit
verändert
werden kann, indem ein Überdruck
in einem Druckkanal erzeugt wird, der getrennt von einem Nutzkanal
vorgesehen ist. Durch den Überdruck
werden flexible Versteifungselemente schiauchformversteifend z.B.
durch Reib- und/oder Formschluss aneinandergedrückt. Die flexiblen Versteifungselemente beinhalten
z.B. ein flexibles, nicht signifikant dehnbares Außenelement,
wie eine Außenhülse in Form
einer Schlauchfeder oder eines Schlauchgewebemantels, und ein oder
mehrere dagegen andrückbare
Innenglieder z.B. in Form von axial verlaufenden Längsdrähten oder
Längsstäben. Diese
können
Zugkräfte
aufnehmen und stabilisieren durch Reib- und/oder Formschluss den gegebenenfalls
gekrümmten
Längsverlauf
des Außenelements
und damit des Schlauchs insgesamt. Als Innenglieder können z.B.
Flach- oder Runddrähte,
Litzen oder auch Seile benutzt werden. Alternativ ist ein einzelnes
Innenglied in Form eines im benötigten
Maß radial dehnbaren
Schlauchgeflechts oder dergleichen verwendbar. Statt des gezeigten,
geradlinig axialen Verlaufs können
die Innen glieder alternativ auch z.B. mit schraubenförmigem oder
einem anderen Verlauf mit axialer Richtungskomponente angeordnet
sein.
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In
nicht gezeigten, weiteren alternativen Ausführungsformen der Erfindung
sind die flexiblen Innenglieder, wie die gezeigten Längsstäbe 10,
auf der Außenseite
der äußeren Schlauchmembran
oder auf der Innenseite der flexiblen Außenhülse vorgefertigt, d.h. daran
angebracht oder als integrierter Teil derselben gebildet. Es ist
auch möglich,
bei Vorhandensein mehrerer Innenglieder einen Teil derselben an
der Außenseite
der äußeren Schlauchmembran und
den restlichen Teil an der fnnenseite der flexiblen Außenhülse vorgefertigt
zu realisieren.