DE102011008105A1

DE102011008105A1 - Systemrohr und Verfahren zum Haltern zylindrischer Elemente als Endoskopoptik

Info

Publication number: DE102011008105A1
Application number: DE102011008105A
Authority: DE
Inventors: Gregor Kiedrowski
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: US8634149B2; DE102011008105B4; US20120176669A1; CN102591004B; CN102591004A

Abstract

Bei einem Systemrohr (1) einer Endoskopoptik, ausgebildet zum Umfassen von zylindrischen Elementen (8) eines mit Linsen (8) versehenen Bildleiters und zur Halterung der Elemente (8) mitttels aus der Wand des Systemrohres (1) freigeschnittenen und nichtelastisch verformten Zungen (2, 12, 14, 16), sind die Zungen (2, 12, 14, 16) nach außen verformt und werden von einem Halter (9) elastisch nach innen bis unter das Niveau der Außenfläche des Systemrohres (1) gebogen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Systemrohr einer Endoskopoptik nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Halter zylindrischer Elemente nach dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Eine Endoskopoptik weist einen Bildleiter auf, der das Bild von einem distal angeordneten Objektiv zu einer proximal angeordneten Betrachtungseinrichtung, z. B. einem Okular oder einer Videokamera überträgt. Bei gattungsgemäßer Ausbildung ist der Bildleiter mit Linsen versehen, die gegebenenfalls mit dazwischen liegenden Distanzrohren in einem Systemrohr hintereinander gestapelt und von diesem in optisch korrekter Lage geführt sind. Das Systemrohr besteht üblicherweise aus Metall.
Dabei ist dafür Sorge zu tragen, dass die Linsen im Systemrohr fest gehalten sind, um bei Erschütterungen nicht ihre Lage ändern zu können, was zu dem störenden Springen der Blickrichtung führen würde.
Bei gattungsgemäßen Systemrohren sind aus der Wand des Systemrohres Zungen freigeschnitten und nichtelastisch verformt, die die sichere und feste Halterung der zylindrischen Elemente des Bildleiters, also der Linsen und gegebenenfalls auch der Distanzrohre ermöglichen.
Die DE 10 2006 041 920 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Systemrohr, bei dem die Zungen nichtelastisch nach innen verformt sind. Dies führt zu einer Verengung des freien Querschnittes im Bereich der Zungen, womit im Systemrohr angeordnete zylindrische Elemente sicher verklemmt bzw. spielarm geführt werden können. Die Sicherung des Bildleiters gegen Klappern seiner Elemente und daraus folgendes Blickrichtungsspringen wird sicher erreicht. Allerdings hat diese bekannte Konstruktion auch einen erheblichen Nachteil. Beim Einschieben der Elemente des Bildleiters in das Systemrohr müssen Klemmkräfte überwunden werden. Dadurch wird die Feinjustierung der Elemente erschwert. Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht bei der Demontage, wenn also die zylindrischen Elemente des Bildleiters aus dem Systemrohr wieder entfernt werden müssen. Sie müssen dann mit Kraft aus dem Bereich der klemmenden Zungen geschoben werden, was zu Problemen, z. B. zu Beschädigungen führen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem gattungsgemäßen Systemrohr die Montage und Demontage der Elemente des Bildleiters zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 und mit dem Verfahren des Anspruches 5 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die Zungen nichtelastisch nach außen verformt, und zwar derart, dass sie elastisch nach innen bis unter das Niveau der Außenfläche des Systemrohres biegbar sind, also das Niveau, auf dem die Laschen vor der nichtelastischen Verformung standen. Das Eindrücken der Laschen geschieht mit irgendeinem geeigneten Halter, z. B. mit dem Daumen. Selbst wenn der in Bezug auf die Achse des Systemrohres radial am weitesten außen liegende Punkt der Lasche genau auf dem radialen Abstand liegt, den er vor der nichtelastischen Verformung innehatte, also auf dem ursprünglichen Niveau des umgebenden Systemrohres, ergibt sich eine mit Klemmkraft wirkende Halterung des an dieser Stelle liegenden zylindrischen Elementes, also einer Linse oder eines Abstandsrohres, welche mit dem üblichen geringen Spiel im Systemrohr liegen. Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, dass eine Lasche, die aus einer Wand eines Rohres nichtelastisch herausgebogen wurde, beim elastischen Zurückbiegen nicht exakt in die ursprüngliche Lage, also die Lage vor der nichtelastischen Verformung, bringbar ist. Das ergibt sich aus Formänderungen der Lasche, die bei der nichtelastischen Verformung auftreten und durch elastische Rückbiegung nicht beseitigbar sind. Diese sorgen dafür, dass wenn äußere Punkte der Lasche bis auf das ursprüngliche Niveau zurückgedrückt sind, zwangsweise innere Punkte der Lasche in den Innenraum des Systemrohres, also innerhalb des Niveaus der Innenfläche des Systemrohres ragen und dort die zylindrischen Elemente klemmend halten.
Da die Zungen elastisch niedergedrückt wurden, gehen sie beim Entfernen des Halters wieder nach außen in ihre durch die nichtelastische Verformung eingestellte Lage. Die im Systemrohr angeordneten zylindrischen Elemente sind also bei fehlendem Halter frei und mit geringen Kräften bewegbar. Sie lassen sich dann leicht einfüllen, justieren und entfernen. Bei angeordnetem Halter sind die Elemente von den Zungen fest gehalten. Nach Entfernen der Halters sind die Elemente wieder frei und können leicht entfernt werden.
Als Halter können irgendwelche geeigneten Gegenstände verwendet werden, beispielsweise der Daumen des Monteurs, der eine Probefixierung vornimmt. Vorteilhaft gemäß Anspruch 2 wird als Halter ein überschiebbares Hüllrohr verwendet, das ohnehin üblicherweise Systemrohre umgibt, zumeist in Form des so genannten Faserrohres oder in Form eines die äußere Oberfläche des Endoskopes bildenden Rohres bei einer sehr einfachen Endoskopoptik ohne Beleuchtung.
Die nichtelastische Verformung der Zungen in Richtung nach außen erfordert ein von innen an den Zungen angreifendes Werkzeug. Dieses kann z. B. mit einem langen Schaft durch das Rohr hindurch arbeiten, z. B. in Form einer zangenähnlichen Konstruktion mit spreizbaren Backen und einem langen Schaft. Vorzugsweise gemäß Anspruch 3 weist das Systemrohr jedoch den Zungen gegenüberliegende Öffnungen auf, durch die bequem und auf kurzem Wege, z. B. mit einem geraden Stößel, gedrückt werden kann.
Das Systemrohr kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die von ihren Materialeigenschaften her geeignet sind, also nichtelastisch verformbar sind und danach noch elastisch biegbar bleiben. Dazu sind eine Reihe von Kunststoffen geeignet. Vorzugsweise gemäß Anspruch 4 besteht das Systemrohr jedoch aus Metall, das sich bei Endoskopoptiken ohnehin für diese Zwecke bewährt hat.
Die Ansprüche 5 bis 7 betreffen vorteilhafte Verfahren zum Halter zylindrischer Elemente eines Bildleiters in einem Systemrohr eines Endoskopes.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Systemrohres,
2a–2d Schnitte nach Linie 2-2 in 1 in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen und
3 eine Ansicht gemäß 1 einer anderen Ausführungsform.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Systemrohr 1, in dessen Wand eine Zunge 2 mit zwei Schnitten 3 und 4 freigeschnitten sind. Die Schnitte 3 und 4 sind gemäß 1 beide parallel zur Achse des Systemrohres 1 angeordnet. Die Zunge 2 bleibt an beiden Enden mit dem Systemrohr 1 verbunden.
2a zeigt einen Schnitt nach Linie 2-2 in 1. Der Schnitt verläuft genau durch den Schnitt 3 und zeigt die Zunge 2 vom Schnitt 3 her gesehen. Man erkennt eine der Zunge 2 gegenüberliegende Öffnung 5 im Systemrohr 1.
2b zeigt einen durch die Öffnung 5 ins Innere des Systemrohres 1 eingeführten Stößel 6, der bei Vorschieben in Richtung des Pfeiles 7 die Zunge 2 nach außen drückt. Diese Verformung erfolgt mit höheren Kräften, die zu einer nichtelastischen, also bleibenden Verformung der Zunge 2 führen, wie dies in 2b dargestellt ist. Dort ist dargestellt, dass nach Zurückziehen des Stößels 6 die Zunge 2 in der nichtelastisch nach außen verformten Stellung verbleibt.
2c zeigt, dass in dem Systemrohr 1 mit gemäß 2b nach außen verformter Zunge 2 eine Linse 8, die ein gewisses Untermaß gegenüber dem Systemrohr 1 aufweist, frei eingeführt und zu Justierzwecken verschoben werden kann. Die Linse 8 gehört zu einem Bildleiter einer Endoskopoptik, der aus zylindrischen Elementen gebildet ist, zu denen die Linse 8 gehört. Ansonsten enthält der Bildleiter weitere Linsen und in üblicher Ausbildung auch Distanzrohre, die zwischen den Linsen angeordnet sind, um diesen gewisse Abstände vorzugeben.
Die Linsen 8 können, wie dargestellt, als langgestreckte Stablinsen ausgebildet, oder auch als kurze Linsen, bei denen die Probleme der Verkippung wesentlich gravierender sind, als bei langen Linsen. Anstelle einzelner Linsen können auch Linsensätze vorgesehen sein, die z. B. jeweils in einem Rohr zusammengefasst sind.
Ist eine Linse 8 gemäß 2c im Systemrohr 1 benachbart zu einer Zunge 2 angeordnet, dann kann sie mit der Zunge 2 festgehalten werden, wenn diese nach innen gegen die Linse 8 gedrückt wird. Dazu wird die nichtelastisch nach außen verformte Zunge 2 aus ihrer ursprünglichen Stellung gemäß 2c elastisch federnd nach innen gedrückt, wie dies die 2d zeigt. Als Halter zum Eindrücken der Zunge 2 dient in dem in 2d dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Hüllrohr 9, das das Systemrohr 1 eng umgebend ausgebildet ist.
Das Hüllrohr 9 wird relativ zum Systemrohr 1 verschoben. Dazu wird es im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Pfeiles 10 über das Systemrohr 1 geschoben. Es kann auch fest stehen bleiben und das Systemrohr wird eingeschoben.
Dabei drückt das Hüllrohr 9 die Zunge 2 aus der Stellung gemäß 2c nach innen, bis der radial äußerste Punkt 11 der Zunge 2, der gemäß 2c außerhalb der sonstigen Außenfläche des Systemrohres 1 lag, nunmehr, wie dies die 2d zeigt, an der Innenwand des Hüllrohres 9 anliegt und somit auf dem Niveau der Außenfläche des Systemrohres 1, also auf dem Niveau, auf dem der Punkt 11 ursprünglich, im unverformten Zustand der Zunge 2 lag, wie dies in 2a dargestellt ist.
Wie die 2d zeigt, geht bei dieser elastischen Biegung aus der Stellung der 2c in die Stellung der 2d die Zunge 2 nicht in ihre ursprüngliche Gestalt gemäß 2a zurück. Sie kann dies schon deswegen nicht, weil sie, wie die 2c zeigt, durch die nichtelastische Verformung länger geworden ist und nicht mehr in ihren Ausschnitt im Systemrohr 1 passt. Sie ist außerdem nichtelastisch verformt und weist somit bleibende Verbiegungen auf, die nicht mehr in die ursprüngliche Form der 2a passen. Solche bleibenden Verbiegungen liegen im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere im Bereich des äussersten Punktes 11 vor.
Es ergibt sich zwangsweise, dass die mit ihrem radial am weitesten nach außen liegenden Punkt 11 auf dem Außenumfang des Systemrohres 1 gehaltene Zunge 2 nunmehr mit Teilen innerhalb des Innenumfanges des Systemrohres 1 liegen muss, wie dies die 2d zeigt. Mit den im dargestellten Ausführungsbeispiel 2 am weitesten nach innen liegenden Punkten 21 liegt die Zunge 2 folglich gegen die Linse 8 an und klemmt diese mit ausreichender Klemmkraft fest oder sorgt zumindest für spielarme Führung.
Da die Verbiegung der Zunge 2 aus der Stellung gemäß 2c in die Stellung der 2d elastisch erfolgt, kehrt die Zunge 2 nach Entfernen des Hüllrohres 9 durch Zurückziehen entgegen der Richtung des Pfeiles 10 wieder in ihre Stellung gemäß 2c zurück. Die von der Zunge 2 gehaltene Linse 8 wird somit freigegeben und kann leicht entfernt werden.
Unter elastischer Biegung wird hier auch eine im wesentlichen elastische Biegung verstanden, die nichtelastische verformende Anteile aufweist. Die vorstehenden Erläuterungen gelten auch für diesen Fall.
3 zeigt eine Ausführungsvariante des Systemrohres 1 der 1 in derselben Ansicht. Die Ausschnittformen der dargestellten Zungen sind unterschiedlich. Bei einer Zunge 12 ist der Schnitt 13 so geführt, dass die Zunge nur an einem Ende mit dem Systemrohr 1 verbunden ist. Bei einer Zunge 14 liegen die Schnitte achsparallel genau wie bei der Ausführungsform der 1, jedoch sind die Schnitte 15 nicht als enge Schnitte, sondern als breit ausgeschnittene Öffnungen ausgebildet.
Eine Zunge 16 entspricht mit den parallelen Schnitten der Ausbildungsform der 1, jedoch ist die Zunge 16 mit einem Schnitt 17 in der Mitte geteilt, so dass sich zwei unabhängig bewegbare Zungen ergeben.
Die unterschiedlichen Zungenformen, die in den 1 und 3 beispielsweise dargestellt sind, eignen sich alle zu der in 2d dargestellten Halterung des zylindrischen Elementes 8. Das zu den 2c und 2d Gesagte gilt analog auch hier.
In den 2c und 2d ist im Systemrohr 1 nur eine Linse 8 dargestellt. Bei einer üblichen Endoskopoptik ist das Systemrohr 1 relativ lang und es sind mehrere Linsen mit dazwischen angeordneten Distanzrohren hintereinander im Systemrohr 1 angeordnet. Für jedes dieser zylindrischen Elemente können eigene Zungen und zugeordnete, gegenüberliegende Öffnungen vorgesehen sein, damit die Elemente alle einzeln gesichert werden können. Es können auch pro Element mehrere Zungen vorgesehen sein, um beispielsweise bei längeren Elementen diese an beiden Ende halten zu können.
In Bezug auf die Längsrichtung des Systemrohres 1 können die Zungen, wie in 3 mit den Zungen 12, 14 und 16 dargestellt, auf unterschiedlichen Positionen stehen. Es können aber auch in einer Längsposition mehrere Zungen angeordnet sein, z. B. drei Zungen in Umfangsabständen von 120°, um z. B. eine gezielte Dreipunktanlage zu erreichen, oder zwei Zungen mit Anlage der Linse am Systemrohr im dritten Punkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006041920 A1 [0005]

Claims

Systemrohr (1) einer Endoskopoptik, ausgebildet zum Umfassen von zylindrischen Elementen eines mit Linsen (8) versehenen Bildleiters und zur Halterung der Elemente (8) mitttels aus der Wand des Systemrohres (1) freigeschnittenen und nichtelastisch verformten Zungen (2, 12, 14, 16), dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (2, 12, 14, 16) nach außen verformt und von einem Halter (9) elastisch nach innen bis unter das Niveau der Außenfläche des Systemrohres (1) biegbar ausgebildet sind.
Systemrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter als eng über das Systemrohr (1) schiebbares Hüllrohr (9) ausgebildet ist.
Systemrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemrohr (1) den Zungen gegenüberliegende Öffnungen (5) aufweist.
Systemrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemrohr (1) aus Metall besteht.
Verfahren zum Halter zylindrischer Elemente eines mit Linsen (8) versehenen Bildleiters in einem Systemrohr (1) eines Endoskopes, wobei aus dem Systemrohr (1) Zungen (2, 12, 14, 16) freigeschnitten werden und diese sodann nichtelastisch verformten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtelastische Verformung der Zungen (2, 12, 14, 16) nach außen erfolgt (2b), dass anschliessend an die nichtelastische Verforrung die Elemente (8) in das Systemrohr (1) gefüllt werden (2c) und dass schliesslich die Zungen (2, 12, 14, 16) bis unter das Niveau der Außenfläche des Systemrohres (1) gedrückt werden (2d).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederdrücken durch Überschieben eines das Systemrohr (1) eng umschließenden Hüllrohres (9) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtelastische Verformen der Zungen durch diesen im Systemrohr (1) gegenüberliegende Öffnungen (5) erfolgt.