DE102014206941A1

DE102014206941A1 - Endoskopisches Instrument

Info

Publication number: DE102014206941A1
Application number: DE102014206941.6A
Authority: DE
Inventors: Manfred Boebel
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: DE102014206941B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein endoskopisches Instrument mit einem Hohlschaft, welcher zumindest zwei in Längsrichtung des Hohlschafts hintereinander angeordnete Hohlschaftabschnitte aufweist. Diese Hohlschaftabschnitte sind an ihren einander zugewandten Stirnseiten abgeschrägt ausgebildet, wobei sie um eine normal zu den Stirnseiten ausgerichtete Achse relativ zueinander verdrehbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein endoskopisches Instrument.
Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden endoskopische Schaftinstrumente, bei denen ein distaler Instrumentenabschnitt mit einem daran angeordneten Werkzeug quer zur Schaftachse abwinkelbar ist, sodass mit dem Werkzeug auch Bereiche seitlich der Schaftachse erreichbar sind.
Zur Abwinkelung des distalen Instrumentenabschnitts relativ zu dem Schaft ist es üblich, den abwinkelbaren Instrumentenabschnitt, bei dem es sich um einen an dem distalen Schaftende angeordneten Instrumentenkopf, aber auch um einen distalen Abschnitt des Schaftes handeln kann, über ein Gelenk mit dem Schaft bzw. mit einem proximalen Schaftabschnitt gelenkig zu verbinden. Hierzu sind unterschiedliche Gelenkmechaniken bekannt, die aber die Gemeinsamkeit aufweisen, dass im Bereich des Gelenks Teile des Inneren des Schaftes und des daran distal angrenzenden Instrumentenabschnitts und Steuerungsmittel, die von dem proximalen Instrumentenende durch den Schaft zu dem distalen Instrumentenabschnitt und dem dort angeordneten Werkzeug geführt sind, freiliegen und somit leicht verschmutzen können, was wiederum eine aufwendige Reinigung erforderlich macht.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein endoskopisches Instrument der zuvor beschriebenen Art zu schaffen, bei dem eine Verunreinigung im Bereich einer Abwinkelung eines distalen Instrumentenabschnitts relativ zu dem Schaft nicht auftreten kann.
Diese Aufgabe wird durch ein endoskopisches Instrument mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses endoskopischen Instruments ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können gemäß der Erfindung die Unteransprüche jeweils für sich, aber auch in sinnvoller Kombination miteinander das Instrument nach Anspruch 1 weiter ausgestalten.
Bei dem erfindungsgemäßen endoskopischen Instrument handelt es sich bevorzugt um ein medizinisch endoskopisches Instrument. Im Sinne der Erfindung sind aber unter dem Begriff „endoskopisches Instrument“ auch Technoskope zu verstehen, welche zum Einsatz in schwer zugänglichen Hohlräumen technischer Objekte vorgesehen sind. Das Instrument kann sowohl ein manuell zu betätigendes Instrument sein, als auch Teil eines robotischen Operationssystems bilden. Es weist einen länglichen Hohlschaft auf, an dessen distalen Ende ein Werkzeug angeordnet ist. Die Art dieses Werkzeugs ist prinzipiell beliebig. Beispielsweise kann es sich bei dem Werkzeug um ein Maulwerkzeug zum Fassen und/oder Schneiden handeln. Zur Steuerung des Werkzeugs ist proximalseitig des Hohlschaftes eine Steuerungseinrichtung angeordnet.
Der Hohlschaft ist zumindest zweiteilig ausgebildet und weist demnach zumindest zwei in Längsrichtung des Hohlschaftes hintereinander angeordnete Hohlschaftabschnitte auf. Um das Werkzeug in eine Stellung schräg oder quer zur Längsachse des Hohlschaftes, das heißt schräg oder quer zur Längsachse eines proximalen Hohlschaftabschnitts ausrichten zu können, ist zumindest ein distaler Hohlschaftabschnitt relativ zu dem proximalen Hohlschaftabschnitt abwinkelbar. Bevorzugt weist der Hohlschaft mehr als zwei Hohlschaftabschnitte auf, wobei die distalseitig eines proximalen Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitte jeweils relativ zueinander und zu dem proximalen Hohlschaftabschnitt abwinkelbar sind.
Erfindungsgemäß wird die Abwinkelung der Hohlschaftabschnitte dadurch ermöglicht, dass die einander zugewandten Stirnseiten benachbarter Hohlschaftabschnitte abgeschrägt ausgebildet sind und die Hohlschaftabschnitte um eine normal zu den Stirnseiten ausgerichtete Achse relativ zueinander verdrehbar sind. So kann ein distaler Hohlschaftabschnitt, der zunächst im Wesentlichen in gerader Verlängerung eines proximal benachbarten Hohlschaftabschnitts angeordnet ist, durch eine Drehbewegung relativ zu dem proximal benachbarten Hohlschaftabschnitt in eine hierzu abgewinkelte Position und umgekehrt bewegt werden. Hierbei liegen die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Hohlschaftabschnitte immer quasi bündig aneinander an, sodass zwischen ihnen keine Freiräume entstehen, über die ansonsten Verunreinigungen in das Instrumenteninnere gelangen könnten.
Die einander zugewandten Stirnseiten direkt benachbarter Hohlschaftabschnitte werden jeweils von einem radial in das Innere des Hohlschaftabschnitts ragenden Ringkragen gebildet. Demnach sind an den einander zugewandten abgeschrägten Enden benachbarter Hohlschaftabschnitte jeweils Ringelemente angeordnet, die sich radial in Richtung der jeweiligen Drehachse der beiden Hohlschaftabschnitte erstrecken und den Öffnungsdurchmesser der Hohlschaftabschnitte somit verringern. Auch diese konstruktive Maßnahme dient in vorteilhafter Weise dazu, das Eindringen von Verunreinigungen in das Instrumenteninnere zu verhindern.
Wenn das erfindungsgemäße endoskopische Instrument mehr als zwei relativ zueinander abwinkelbare Hohlschaftabschnitte aufweist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Stirnseiten eines zwischen zwei Hohlschaftabschnitten angeordneten Hohlschaftabschnitts gegensinnig zueinander abgeschrägt sind. Demzufolge ist ein Winkel der Stirnseite bezogen auf eine Normale zu der Längsachse des Hohlschaftabschnitts positiv, das heißt gegen den Uhrzeigersinn gerichtet, während dieser Winkel an der anderen Stirnseite negativ, das heißt im Uhrzeigersinn gerichtet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass sich die Abwinkelung des zwischen zwei Hohlschaftabschnitten angeordneten Hohlschaftabschnitts relativ zu einem proximal benachbarten Hohlschaftabschnitt und die Abwinkelung des Hohlschaftabschnitts, der distalseitig des zwischen zwei Hohlschaftabschnitten angeordneten Hohlschaftabschnitts angeordnet ist, betragsmäßig addieren, so dass sich eine vergleichsweise große maximale Abwinkelung des an dem distalen Ende des Hohlschafts angeordneten Werkzeugs ergibt.
Dieses Werkzeug ist vorteilhaft an einem Werkzeugträger angeordnet, der an einem in distaler Richtung letzten Hohlschaftabschnitt drehbar gelagert ist. Indem der Werkzeugträger relativ zu dem distal letzten Hohlschaftabschnitt drehbar ist, wird die Fähigkeit des erfindungsgemäßen endoskopischen Instruments, das Werkzeug in bestmöglicher Weise zu einem Behandlungsgebiet bzw. Bearbeitungsgebiet auszurichten, weiter gesteigert.
Zur Steuerung der Abwinkelung der abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte und zur Bewegungssteuerung eines an dem in distaler Richtung letzten Hohlschaftabschnitt drehbar gelagerten Werkzeugträgers, sind die distalseitig des proximal ersten Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitte und der Werkzeugträger zweckmäßigerweise jeweils mit einer proximalseitig des Hohlschafts angeordneten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt. Falls das erfindungsgemäße Instrument manuell zu bedienen ist, bildet eine proximalseitig des Hohlschafts angeordnete Handhabe mit daran angeordneten entsprechenden Steuerungselementen diese Steuerungseinrichtung. Wenn das erfindungsgemäße Instrument Teil eines robotischen Operationssystems ist, kann als Steuerungseinrichtung eine proximalseitig des Hohlschafts angeordnete Steuerungsschnittstelle des Operationssystems vorgesehen sein.
Die Bewegungskopplung der distalseitig des proximal ersten Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitte und des Werkzeugträgers mit den ihnen zugeordneten proximalseitigen Steuerungseinrichtungen erfolgt vorteilhafterweise jeweils über in dem Hohlschaft angeordnete Getriebe. Diese Getriebe sind zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass sie eine Abwinkelung der distalseitig des proximalen ersten Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitte durch eine entsprechende Verdrehung dieser Hohlschaftabschnitte ermöglichen.
Grundsätzlich können zur Bewegungskopplung der abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte und des Werkzeugträgers mit der Ihnen jeweils zugeordneten Steuerungseinrichtung alle Getriebe verwendet werden, die eine abgewinkelte Kraft- und Bewegungsübertragung erlauben. Bevorzugt handelt es sich bei diesen Getrieben aber um Kegelradgetriebe, mit denen eine proximalseitig des Hohlschafts erzeugte Betätigungskraft und Bewegung auf die abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte und den Werkzeugträger über einen Winkel übertragen werden können. Die Kegelradgetriebe werden zweckmäßigerweise von kegelförmigen Kegelritzeln und Kegelrädern gebildet. Hierbei ist ein Kegelritzel bzw. Kegelrad, das mit einem abwinkelbaren Hohlschaftabschnitt bewegungsgekoppelt ist, mit einem in dem proximal benachbarten Hohlschaftabschnitt angeordneten Kegelrad bzw. Kegelritzel in Eingriff, welches mit der proximalseitig des Hohlschafts angeordneten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt ist. Der Achswinkel, in dem die Achse des Kegelritzels und die Achse des Kegelrades versetzt zueinander ausgerichtet sind, entspricht typischerweise dem Winkel der Abschrägung der Stirnseiten der einander benachbarten Hohlschaftabschnitte.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Instruments, bei der dessen Hohlschaft mehr als einen abwinkelbaren Hohlschaftabschnitt aufweist, sind vorteilhafterweise die mit einem Hohlschaftabschnitt bewegungsgekoppelten Kegelradgetriebe jeweils durch das mit dem proximalseitig direkt benachbarten Hohlschaftabschnitt bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe geführt. Hierzu sind die Getriebeelemente der Kegelradgetriebe zweckmäßigerweise in Achsrichtung hohl ausgebildet.
In vergleichbarer Weise ist vorteilhaft auch das mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe durch die mit den Hohlschaftabschnitten bewegungsgekoppelten Kegelradgetriebe geführt. Entsprechend der Anzahl der abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte weist das mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe mehrere miteinander in Eingriff befindliche verzahnte Getriebeelemente, wie Kegelritzel oder Kegelräder auf.
Bevorzugt sind die distalseitig des proximal ersten Hohlschaftabschnitts angeordneten abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte drehfest mit einem Kegelritzel verbunden, das in das Innenlumen des proximal direkt benachbarten Hohlschaftabschnitts hineinragt und dort den das distale Ende des Hohlschaftabschnitts bildenden Ringkragen hintergreift. Hierzu weisen die Kegelritzel zweckmäßigerweise einen Schaft auf, der im Bereich des proximalen Endes des distalen Hohlschaftabschnitts befestigt ist und an den sich im an diesen Hohlschaftabschnitt befestigten Zustand proximalseitig ein kegelförmiger Verzahnabschnitt anschließt, der den an dem proximalen Hohlschaftabschnitt ausgebildeten Ringkragen hintergreift, das heißt proximalseitig in radialer Richtung umgreift. Um dies zu ermöglichen, weist der Schaft des Kegelritzels einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner als der Durchmesser, der an dem Ringkragen ausgebildeten Öffnung ist, während ein maximaler Querschnitt des kegelstumpfförmigen Verzahnabschnitts des Kegelritzels, der direkt an den Schaft anschließt, größer als der Öffnungsquerschnitt des Ringkragens ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen endoskopischen Instruments, nach der die mit einem Hohlschafabschnitt bewegungsgekoppelten Kegelradgetriebe und/oder das mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe jeweils durch das mit dem proximalseitig direkt benachbarten Hohlschaftabschnitt bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe geführt sind, ist vorgesehen, dass die Kegelritzel der Kegelradgetriebe eine zentrale Durchbrechung aufweisen, die zur drehbaren Lagerung zumindest eines Verzahnelements vorgesehen ist, welches Teil eines Kegelradgetriebes ist, das mit einem distalseitig angeordneten Hohlschaftabschnitt oder dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelt ist.
Insbesondere dann, wenn der Hohlschaft des erfindungsgemäßen Instruments mehr als einen abwinkelbaren Hohlschaftabschnitt aufweist und/oder an dem distal letzten Hohlschaftabschnitt ein drehbar gelagerter Werkzeugträger vorgesehen ist, weisen zweckmäßigerweise auch die in der zentralen Durchbrechung der Kegelritzel gelagerten Verzahnelemente jeweils eine zentrale Durchbrechung auf, die zur drehbaren Lagerung zumindest eines weiteren Verzahnelements vorgesehen ist.
Vorteilhafterweise ragen die in einem Kegelritzel gelagerten Verzahnelemente proximal- und distalseitig aus dem Kegelritzel und gegebenenfalls aus einem sie umfänglich umgebenden Verzahnelement heraus sowie in die Innenlumen benachbarter Hohlschaftabschnitte hinein. Demnach sind die Verzahnelemente jeweils in Richtung ihrer Drehachse länger als ein sie umfänglich umgebendes Kegelritzel oder Verzahnelement ausgebildet. An den Bereichen, an denen die Verzahnelemente aus dem sie umfänglich umgebenden Kegelritzel und/oder Verzahnelement herausragen, ist vorteilhafterweise jeweils eine Kegelverzahnung ausgebildet. Eine distalseitige Kegelverzahnung ist hierbei mit einem weiteren verzahnten Getriebeglied des Kegelradgetriebes in Eingriff.
Zur Steuerung der abwinkelbaren Hohlschaftabschnitte und beim Vorhandensein eines an einem distal letzten Hohlschaftabschnitt drehbar gelagerten Werkzeugträgers zur Steuerung dieses Werkzeugträgers sind bevorzugt in dem proximal ersten Hohlschaftabschnitt koaxial ineinander geführte Betätigungsrohre drehbar gelagert. Diese Betätigungsrohre sind proximalseitig jeweils mit einer Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt. An ihrem distalen Ende weisen die Betätigungsrohre vorzugsweise eine Kronenverzahnung auf, die mit jeweils einer Verzahnung von Kegelritzel oder Verzahnelement in Eingriff ist. So kann ein äußeres Betätigungsrohr mit seiner Kronenverzahnung mit einem Kegelritzel in Eingriff sein, das mit einem distalseitig des proximalen Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitt drehfest verbunden ist. Eine Drehbewegung des Betätigungsrohrs wird hierdurch auf den distalseitig des proximalen Hohlschaftabschnitts angeordneten Hohlschaftabschnitt übertragen, was zu einer Abwinkelung dieses Hohlschaftabschnitts führt. In ähnlicher Weise kann ein zweites in dem Betätigungsrohr geführtes Betätigungsrohr mit seiner Kronenverzahnung mit einem in dem Kegelritzel drehbar gelagerten Verzahnelement in Eingriff sein, welches mit einem weiteren abwinkelbaren Hohlschaftabschnitt oder einem drehbar gelagerten Werkzeugträger bewegungsgekoppelt ist, sodass eine Drehbewegung des zweiten Betätigungsrohrs zu einer Drehbewegung und Abwinkelung des zweiten abwinkelbaren Hohlschaftabschnitts bzw. zu einer Drehbewegung des Werkzeugträgers führt.
Insbesondere, wenn der Hohlschaft des erfindungsgemäßen endoskopischen Instruments mehr als einen abwinkelbaren Hohlschaftabschnitt aufweist, sind in den zwischen zwei benachbarten Hohlschaftabschnitten angeordneten Hohlschaftabschnitten zumindest eine und vorzugsweise mehrere Hülsen ineinander drehbar gelagert. Die Hülsen sind zweckmäßigerweise an ihren beiden Stirnseiten jeweils mit einer Kronenverzahnung versehen, die mit den Verzahnungen von Kegelritzel oder Verzahnelementen in Eingriff sind, welche in das Innenlumen des Hohlschaftabschnitts hineinragen. Die Hülsen bilden somit ebenfalls Getriebeglieder von Kegelradgetrieben, über welche die Hohlschaftabschnitte, die distalseitig des Hohlschaftabschnitts mit den darin gelagerten Hülsen angeordnet sind, und/oder ein drehbar gelagerter Werkzeugträger mit einem Betätigungsrohr bewegungsgekoppelt sind.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt schematisch vereinfacht:
1 in einem Längsschnitt einen distalen Endbereich eines Hohlschafts eines endoskopischen Instruments mit gerade ausgerichtetem Hohlschaft, und
2 in einem Längsschnitt den distalen Endbereich des Hohlschafts aus 1 mit abgewinkelten Hohlschaftabschnitten.
In der Zeichnung ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit lediglich das distale Ende eines Hohlschafts 2 eines endoskopischen Instruments dargestellt. Hierbei ist auf die Darstellung eines an dem distalen Ende des Instruments angeordneten Werkzeugs verzichtet worden. Auch die Steuerungseinrichtungen bzw. Antriebe des Instruments am proximalen Ende des Hohlschaftes 2 sind nicht dargestellt, da diese in bekannter Weise, wie z.B. in DE 10 2011 085 512 A1 für ein manuell betätigtes Instrument oder in US 5,797,900 A für ein einen Teil eines robotischen Operationssystems bildendes Instrument beschrieben, ausgebildet sein können.
Der Hohlschaft 2 ist dreiteilig ausgebildet und weist einen proximalen Hohlschaftabschnitt 4 auf, an den sich distalseitig die Hohlschaftabschnitte 6 und 8 anschließen. Die Hohlschaftabschnitte 4, 6 und 8 werden jeweils von einem starr ausgebildeten Rohrstück gebildet, wobei das den Hohlschaftabschnitt 6 bildende Rohrstück quer zu seiner Längsausdehnung zweigeteilt ist. Eine distale Stirnseite des proximalen Hohlschaftabschnitts 2 ist relativ zu einer Mittelachse A des Hohlschaftabschnitts 4 abgeschrägt ausgebildet.
An dem mittleren Hohlschaftabschnitt 6 sind beide Stirnseiten relativ zu einer Mittelachse B des Hohlschaftabschnitts 6 abgeschrägt ausgebildet. Hierbei ist die proximale Stirnseite des Hohlschaftabschnitts 6 korrespondierend zur distalen Stirnseite des proximalen Hohlschaftabschnitts 4 abgeschrägt, sodass die Hohlschaftabschnitte 4 und 6 ohne die Bildung eines Freiraums miteinander verbunden werden können. Die distale Stirnseite des Hohlschaftabschnitts 6 ist entgegengesetzt zu dessen proximaler Stirnseite abgeschrägt. An dem in distaler Richtung letzten Hohlschaftabschnitt 8 ist eine proximale Stirnseite korrespondierend zu der abgeschrägten distalen Stirnseite des Hohlschaftabschnitts 6 relativ zu einer Mittelachse C des Hohlschaftabschnitts 8 abgeschrägt, sodass auch die Hohlschaftabschnitte 6 und 8 ohne die Bildung eines Freiraums miteinander verbunden werden können.
Direkt an seine distale Stirnseite anschließend ist das Innenlumen des proximalen Hohlschaftabschnitts 4 unter Bildung eines Absatzes 10 radial erweitert. In diesen erweiterten Bereich greift ein Einbauteil 12 ein, an dessen distalen Ende ein radial nach innen gerichteter Ringkragen 14 ausgebildet ist. Korrespondierend zu diesem Ringkragen 14 ist an dem proximalen Ende des Hohlschaftabschnitts 6 ein Ringkragen 16 ausgebildet. Die Durchmesser der an den Ringkragen 14 und 16 ausgebildeten Öffnungen ist identisch. Auch an dem distalen Ende des Hohlschaftabschnitts 6 ist ein Ringkragen 18 ausgebildet. Dieser Ringkragen 18 korrespondiert mit einem Ringkragen 20, der an dem proximalen Ende des Hohlschaftabschnitts 8 ausgebildet ist. Auch die an den Ringkragen 18 und 20 ausgebildeten Öffnungen weisen einen identischen Querschnitt auf.
Mit dem Hohlschaftabschnitt 6 ist eine Kegelritzel 22 drehfest verbunden. Das Kegelritzel 22 weist einen Schaft 24 auf, an den sich ein kegelstumpfförmiger Verzahnabschnitt 26 anschließt. Von proximal her ist der Schaft 24 des Kegelritzels 22 durch die an dem Ringkragen 14 des Anbauteils 12 ausgebildete Öffnung geführt, wobei der kegelstumpfförmiger Verzahnabschnitt 26 des Kegelritzels 22 an einer proximalen Seite des Ringkragens 14 zur Anlage kommt. Das Kegelritzel 22 greift somit in den Hohlschaftabschnitt 4 im Bereich des distalen Endes ein. Das distale Ende des Schaftes 24 des Kegelritzels 22 greift wiederum in die an dem Ringkragen 16 des Hohlschaftabschnitts 6 ausgebildete Öffnung ein und ist dort mit dem Ringkragen 16 verschweißt. Über das Kegelritzel 22 ist der proximale Hohlschaftabschnitt 4 somit formschlüssig mit dem Hohlschaftabschnitt 6 verbunden, wobei die Verbindung der Hohlschaftabschnitte 4 und 6 derart ist, dass der Hohlschaftabschnitt 6 relativ zu dem Hohlschaftabschnitt 4 verdrehbar ist.
Auch mit dem Hohlschaftabschnitt 8 ist ein Kegelritzel 28 drehfest verbunden, das einen Schaft 30 aufweist, an den sich ein kegelstumpfförmiger Verzahnabschnitt 32 anschließt. Von proximal her ist der Schaft 30 des Kegelritzels 30 durch die an dem Ringkragen 18 des Hohlschaftabschnitts 6 ausgebildete Öffnung geführt, wobei der kegelstumpfförmige Verzahnabschnitt 32 des Kegelritzels 28 an einer proximalen Seite des Ringkragens 18 anliegt. Die Befestigung des Kegelritzels 28 an dem Hohlschaftabschnitt 8 erfolgt über den in die Öffnung des Ringkragens 20 eingreifenden Schaft 30 des Kegelritzels 28, der an dem Ringkragen 20 verschweißt ist. Über das Kegelritzel 28 ist der Hohlschaftabschnitt 8 formschlüssig mit dem Hohlschaftabschnitt 6 verbunden, wobei auch die Verbindung der Hohlschaftabschnitte 6 und 8 derart ist, dass der Hohlschaftabschnitt 8 relativ zu dem Hohlschaftabschnitt 6 verdrehbar ist.
Das Kegelritzel 22 weist eine zentrale Durchbrechung 34 auf, die sich in Längsrichtung durch das Kegelritzel 22 erstreckt. Diese Durchbrechung 34 bildet einen Aufnahmeraum für ein Verzahnelement 36, das dort drehbar gelagert ist. An seinem proximalen Ende weist das Verzahnelement 36 eine Kegelverzahnung 38 auf, während an dem distalen Ende des Verzahnelements 36 eine Kegelverzahnung 40 ausgebildet ist. Unter Bildung eines Absatzes ragt die Kegelverzahnung 40 radial über das übrige Verzahnelement 36 hinaus, wobei dieser radial über das übrige Verzahnelement 36 hinausragende Bereich an dem distalen Ende des Schaftes 24 des Kegelritzels 22 anliegt und die Kegelverzahnung 40 in den Hohlschaftabschnitt 6 hineinragt. Ein proximaler Endabschnitt des Verzahnelements 36 mit der daran ausgebildeten Kegelverzahnung 38 ragt aus dem Kegelritzel 22 heraus.
Das Verzahnelement 36 weist eine zentrale Durchbrechung 42 auf, die sich in Längsrichtung durch das Verzahnelement 36 erstreckt. Die Durchbrechung 42 ist absatzförmig ausgebildet und bildet einen Aufnahmeraum für ein Verzahnelement 44, das dort drehbar gelagert ist. Das Verzahnelement 44 weist an seinem proximalen Ende eine Kegelverzahnung 46 und an seinem distalen Ende eine Kegelverzahnung 48 auf. Während die Kegelverzahnung 46 proximalseitig aus dem Verzahnelement 36 axial herausragt, ragt die Kegelverzahnung 48 distalseitig aus dem Verzahnelement 36 axial heraus.
Auch das Kegelritzel 28 weist eine zentrale Durchbrechung 50 auf, die sich in Längsrichtung durch das Kegelritzel 28 erstreckt. Diese Durchbrechung 50 bildet einen Aufnahmeraum für ein Verzahnelement 52, das dort drehbar gelagert ist. An seinem proximalen Ende weist das Verzahnelement 52 eine Kegelverzahnung 54 auf, während an dem distalen Ende des Verzahnelements 52 eine Kegelverzahnung 56 ausgebildet ist. Unter Bildung eines Absatzes ragt die Kegelverzahnung 56 radial über das distale Ende des Kegelritzels 28 hinaus, wobei dieser radial über das Kegelritzel 28 hinausragende Bereich an dem distalen Ende des Schaftes 30 des Kegelritzels 28 anliegt und die Kegelverzahnung 40 in den Hohlschaftabschnitt 8 hineinragt. Ein proximaler Endabschnitt des Verzahnelements 52 mit der daran ausgebildeten Kegelverzahnung 54 ragt proximalseitig aus dem Kegelritzel 22 heraus.
Der Kegelwinkel des kegelstumpfförmigen Verzahnabschnitts 26 des Kegelritzels 22 ist so gewählt, dass die Wälzachse dieses Verzahnabschnitts 26 in einem Bereich 58 normal zur Mittelachse A des Hohlschaftabschnitts 4 ausgerichtet ist. In diesem Bereich 58 wird der Verzahnabschnitt 26 des Kegelritzels 22 von einer Kronenverzahnung gekämmt, die an dem distalen Ende eines in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Betätigungsrohres ausgebildet ist, das in dem proximalen Hohlschaftabschnitt 4 drehbar gelagert ist und proximalseitig mit einer ebenfalls nicht dargestellten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt ist. Zusammen mit dem Betätigungsrohr bildet das Kegelritzel 22 ein erstes Kegelradgetriebe, mittels dessen der Hohlschaftabschnitt 6 relativ zu dem proximalen Hohlschaftabschnitt 4 abwinkelbar ist. Hierzu wird das Betätigungsrohr von der Steuerungseinrichtung verdreht, wobei die Drehbewegung des Betätigungsrohrs über das Kegelritzel 22 auf den Hohlschaftabschnitt 6 übertragen wird, sodass auch der Hohlschaftabschnitt 6 verdreht wird und eine gegenüber dem Hohlschaftabschnitt 4 abgewinkelte Position einnimmt.
In dem mit dem Kegelritzel 22 in Eingriff befindlichen Betätigungsrohr ist ein zweites, in der Zeichnung nicht dargestelltes Betätigungsrohr drehbar gelagert, das an seinem proximalen Ende ebenfalls mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt ist. Zusammen mit dem Verzahnelement 36, einer in dem Hohlschaftabschnitt 6 drehbar gelagerten Hülse 60 und dem Kegelritzel 28 bildet das zweite Betätigungsrohr ein zweites Kegelradgetriebe, mittels dessen der Hohlschaftabschnitt 8 relativ zu dem Hohlschaftabschnitt 6 und dem proximalen Hohlschaftabschnitt 4 abwinkelbar ist.
Der Kegelwinkel der Kegelverzahnung 38 des Verzahnelements 36 ist so gewählt, dass die Wälzachse dieser Kegelverzahnung 38 in einem Bereich 62 normal zur Mittelachse A des Hohlschaftabschnitts 4 ausgerichtet ist. In diesem Bereich 62 wird die Kegelverzahnung 38 des Verzahnelements 36 von einer an dem distalen Ende des zweiten Betätigungsrohrs ausgebildeten Kronenverzahnung gekämmt.
Der Kegelwinkel der Kegelverzahnung 40 des Verzahnelements 36 ist derart, dass die Wälzachse dieser Kegelverzahnung 40 in einem Bereich 64 normal zur Mittelachse B des Hohlschaftabschnitts 6 ausgerichtet ist. In diesem Bereich 64 wird die Kegelverzahnung 40 des Verzahnelements 36 von einer an dem proximalen Ende der Hülse 60 ausgebildeten Kronenverzahnung gekämmt. An ihrem distalen Ende weist die Hülse 60 eine weitere Kronenverzahnung auf. Diese Kronenverzahnung ist in einem Bereich 66, in dem die Wälzachse des Verzahnabschnitts 32 des Kegelritzels 28 normal zur Mittelachse B des Hohlschaftabschnitts 6 ausgerichtet ist, mit dem Verzahnabschnitt 32 in Eingriff. Wird nun von der mit dem zweiten Betätigungsrohr bewegungsgekoppelten Steuerungseinrichtung eine Drehbewegung des Betätigungsrohrs veranlasst, wird diese Drehbewegung von dem zweiten Betätigungsrohr auf das Verzahnelement 36, weiter auf die Hülse 60 und von dort auf das Kegelritzel 28 übertragen, was zu einer Drehung des Hohlschaftabschnitts 8 führt, der auf diese Weise relativ zu dem Hohlschaftabschnitt 6 und dem Hohlschaftabschnitt 4 abgewinkelt wird.
In dem mit dem mit der Kegelverzahnung 38 des Verzahnelements 36 in Eingriff befindlichen zweiten Betätigungsrohr ist ein drittes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Betätigungsrohr drehbar gelagert, das an seinem proximalen Ende ebenfalls mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt ist. Zusammen mit dem Verzahnelement 44, einer in der Hülse 60 drehbar gelagerten zweiten Hülse 68 und dem in dem Kegelritzel 28 drehbar gelagerten Verzahnelement 52 bildet das dritte Betätigungsrohr ein drittes Kegelradgetriebe, mittels dessen ein in dem Hohlschaftabschnitt 8 drehbar gelagerter Werkzeugträger 70, der das Werkzeug des endoskopischen Instruments trägt, um die Mittelachse C des Hohlschaftabschnitts 8 drehbar ist.
Der Kegelwinkel der Kegelverzahnung 46 des Verzahnelements 44 ist so gewählt, dass die Wälzachse dieser Kegelverzahnung 38 in einem Bereich 72 normal zur Mittelachse A des Hohlschaftabschnitts 4 ausgerichtet ist. In diesem Bereich 72 wird die Kegelverzahnung 46 des Verzahnelements 44 von einer an dem distalen Ende des dritten Betätigungsrohrs ausgebildeten Kronenverzahnung gekämmt.
Der Kegelwinkel der Kegelverzahnung 54 des Verzahnelements 52 ist derart, dass die Wälzachse dieser Kegelverzahnung 54 in einem Bereich 74 normal zur Mittelachse B des Hohlschaftabschnitts 6 ausgerichtet ist. In diesem Bereich 74 wird die Kegelverzahnung 54 des Verzahnelements 52 von einer an dem proximalen Ende der zweiten Hülse 68 ausgebildeten Kronenverzahnung gekämmt. An ihrem distalen Ende weist die zweite Hülse 68 eine weitere Kronenverzahnung auf. Diese Kronenverzahnung ist in einem Bereich 76, in dem die Wälzachse des Verzahnabschnitts 32 des Kegelritzels 28 normal zur Mittelachse B des Hohlschaftabschnitts 6 ausgerichtet ist, mit dem Verzahnabschnitt 52 in Eingriff. Wird nun von der mit dem dritten Betätigungsrohr bewegungsgekoppelten Steuerungseinrichtung eine Drehbewegung des Betätigungsrohrs veranlasst, wird diese Drehbewegung von dem dritten Betätigungsrohr auf das Verzahnelement 44, weiter auf die Hülse 68 und von dort auf das Verzahnelement 52 übertragen, was zu einer Drehung des Werkzeugträgers 70 relativ zu dem Hohlschaftabschnitt 8 führt.
Bezugszeichenliste

2: Hohlschaft
4: Hohlschaftabschnitt
6: Hohlschaftabschnitt
8: Hohlschaftabschnitt
10: Absatz
12: Einbauteil
14: Ringkragen
16: Ringkragen
18: Ringkragen
20: Ringkragen
22: Kegelritzel
24: Schaft
26: Verzahnabschnitt
28: Kegelritzel
30: Schaft
32: Verzahnabschnitt
34: Durchbrechung
36: Verzahnelement
38: Kegelverzahnung
40: Kegelverzahnung
42: Durchbrechung
44: Verzahnelement
46: Kegelverzahnung
48: Kegelverzahnung
50: Durchbrechung
52: Verzahnelement
54: Kegelverzahnung
56: Kegelverzahnung
58: Bereich
60: Hülse
62: Bereich
64: Bereich
66: Bereich
68: Hülse
70: Werkzeugträger
72: Bereich
74: Bereich
76: Bereich
A: Mittelachse
B: Mittelachse
C: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011085512 A1 [0026]
US 5797900 A [0026]

Claims

Endoskopisches Instrument mit einem Hohlschaft (2), welcher zumindest zwei in Längsrichtung des Hohlschafts (2) hintereinander angeordnete Hohlschaftabschnitte (4, 6, 8) aufweist, die an ihren einander zugewandten Stirnseiten abgeschrägt ausgebildet sind, wobei die Hohlschaftabschnitte (4, 6, 8) um eine normal zu den Stirnseiten ausgerichtete Achse relativ zueinander verdrehbar sind und die einander zugewandten Enden direkt benachbarter Hohlschaftabschnitte (4, 6, 8) jeweils von einem radial in das Innere des Hohlschaftabschnitts (6, 8) ragenden Ringkragen (14, 16, 18, 20) gebildet werden.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 1, bei dem die beiden Stirnseiten eines zwischen zwei Hohlschaftabschnitten (4, 8) angeordneten Hohlschaftabschnitts (6) gegensinnig zueinander abgeschrägt sind.
Endoskopisches Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem an einem in distaler Richtung letzten Hohlschaftabschnitt (8) ein Werkzeugträger (70) mit einem daran angeordneten Werkzeug drehbar gelagert ist.
Endoskopisches Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die distalseitig eines proximal ersten Hohlschaftabschnitts (4) angeordneten Hohlschaftabschnitte (6, 8) und der Werkzeugträger (70) mit jeweils einer proximalseitig des Hohlschafts (2) angeordneten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt sind.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 4, bei dem zur Bewegungskopplung der distalseitig des proximal ersten Hohlschaftabschnitts (4) angeordneten Hohlschaftabschnitte (6, 8) und des Werkzeugträgers (70) mit den ihnen zugeordneten Steuerungseinrichtungen in dem Hohlschaft (2) angeordnete Getriebe vorgesehen sind.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 5, bei dem das Getriebe ein Kegelradgetriebe ist.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 6, bei dem die mit einem Hohlschaftabschnitt (6, 8) bewegungsgekoppelten Kegelradgetriebe jeweils durch das mit dem proximalseitig direkt benachbarten Hohlschaftabschnitt (4, 6) bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe geführt sind.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem das mit dem Werkzeugträger (70) bewegungsgekoppelte Kegelradgetriebe durch die mit den Hohlschaftabschnitten (6, 8) bewegungsgekoppelten Kegelradgetriebe geführt ist.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die distalseitig des proximal ersten Hohlschaftabschnitts (4) angeordneten Hohlschaftabschnitte (6, 8) drehfest mit einem Kegelritzel (22, 28) verbunden sind, welches in das Innenlumen des proximal direkt benachbarten Hohlschaftabschnitts (4, 6) hineinragt und dort den das distale Ende bildenden Ringkragen (14, 18) hintergreift.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 9, bei dem die Kegelritzel (22, 28) eine zentrale Durchbrechung (34, 50) aufweisen, welche zur drehbaren Lagerung zumindest eines Verzahnelements (36, 44, 52) vorgesehen ist, welches Teil eines Kegelradgetriebes ist, das mit einem distalseitig angeordneten Hohlschaftabschnitt (6, 8) oder dem Werkzeugträger (70) bewegungsgekoppelt ist.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 10, bei dem die in der zentralen Durchbrechung (34, 50) der Kegelritzel (22, 28) gelagerten Verzahnelemente (36, 52) jeweils eine zentrale Durchbrechung (42) aufweisen, welche zur drehbaren Lagerung zumindest eines weiteren Verzahnelements (44) vorgesehen ist.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem die in einem Kegelritzel (22, 28) gelagerten Verzahnelemente (36, 44, 52) proximal- und distalseitig aus dem Kegelritzel (22, 28) und einem sie umgebenden Verzahnelement (36) herausragen sowie in die Innenlumen benachbarter Hohlschaftabschnitte (4, 6, 8) hineinragen, wobei an den herausragenden Bereichen der Verzahnelemente (36, 44, 52) jeweils eine Kegelverzahnung (38, 40, 46, 48, 54, 56) ausgebildet ist.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem in dem proximal ersten Hohlschaftabschnitt (4) ineinander geführte Betätigungsrohre drehbar gelagert sind, welche jeweils an ihrem distalen Ende eine Kronenverzahnung aufweisen, welche mit jeweils einer Verzahnung von Kegelritzel (22) oder Verzahnelement (36, 44) in Eingriff ist.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem in den zwischen zwei Hohlschaftabschnitten (4, 8) angeordneten Hohlschaftabschnitten (6) zumindest eine und vorzugsweise mehrere Hülsen (60, 68) ineinander drehbar gelagert sind, welche an ihren Stirnseiten jeweils mit Kronenverzahnungen versehen sind, die mit den Verzahnungen von Kegelritzel (28) oder Verzahnelementen (44, 52) in Eingriff sind, welche in das Innenlumen des Hohlschaftabschnitts (6) hineinragen.