DE102021102267A1

DE102021102267A1 - Endoskop mit einer Zahnstangengetriebesteuerung

Info

Publication number: DE102021102267A1
Application number: DE102021102267.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Johst Christensen; Martin Refslund Nielsen
Original assignee: Ambu AS
Current assignee: Ambu AS
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Endoskop (1), das einen proximalen Endoskopgriff (2), einen Einführstrang (3), der so konfiguriert ist, dass er in die Körperhöhle eines Patienten eingeführt werden kann, und einen Steuermechanismus umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den Einführstrang (3) in einer Biegeebene biegt. Der Steuermechanismus umfasst: ein Bedienelement (7), das am Endoskopgriff (2) vorgesehen ist; einen Steuerdraht (8a, 8b) zum Steuern einer Biegebewegung des Einführstrangs (3); und eine Getriebeanordnung (9), die im Endoskopgriff (2) untergebracht ist und das Bedienelement (7) mit dem Steuerdraht (8a, 8b) verbindet. Die Getriebeanordnung (9) umfasst: einen ersten Schaft (10), der drehbar am Endoskopgriff (2) gelagert ist und auf dem das Bedienelement (7) montiert ist; ein Eingangszahnrad (11) mit einer Außenverzahnung, das auf dem ersten Schaft (10) montiert ist; ein Verbundzahnrad mit einem Zwischenzahnrad (12) und einem Ausgangszahnrad (14), wobei das Zwischenzahnrad (12) und das Ausgangszahnrad (14) jeweils eine Außenverzahnung aufweisen und das Zwischenzahnrad (12) durch das Eingangszahnrad (11) antreibbar ist, einen zweiten Schaft (13), auf dem das Verbundzahnrad montiert ist, und eine Zahnstange (15a, 15b), die in das Ausgangszahnrad (14) eingreift und mit dem Steuerdraht (8a, 8b) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Endoskop, das Folgendes umfasst: einen proximalen Endoskopgriff; einen Einführstrang, der mit dem Endoskopgriff verbunden und so konfiguriert ist, dass er in die Körperhöhle eines Patienten eingeführt werden kann, wobei der Einführstrang einen Einführschlauch, einen Biegeabschnitt und eine distale Spitzeneinheit umfasst; und einen Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit durch Biegen des Biegeabschnitts in einer Biegeebene biegt.
Verwandter Stand der Technik
Steuerbare Endoskope haben häufig einen proximalen Endoskopgriff mit einem Betätigungsrad zur Betätigung durch einen Benutzer und einen distalen Einführstrang mit einem Biegeabschnitt. Der Biegeabschnitt kann durch Ziehen an einem oder mehreren Zug-/Steuerdrähten, die sich in den Einführstrang des Endoskops erstrecken und deren distale Teile am Biegeabschnitt befestigt sind, gebogen oder gehandhabt werden. In einem Endoskop, das eine Vier-Richtungen-Biegung ermöglicht, können beispielsweise vier Zugdrähte vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt sind, und das Ziehen an einem der Zugdrähte führt zu einer Biegebewegung in eine entsprechende Richtung. Diese Zugbewegung kann durch die Drehung einer in einem Gehäuse des Endoskopgriffs angebrachten Drahttrommel erzeugt werden, wobei die Drahttrommel drehfest mit dem Betätigungsrad verbunden ist. Wenn das Betätigungsrad gedreht wird, dreht sich die Drahttrommel, und ein proximaler Abschnitt des Zugdrahtes wird auf die Drahttrommel/ auf eine zylindrische Fläche derselben aufgewickelt. Daher wird eine Drehung der Drahttrommel in eine Translationsbewegung des Zugdrahtes umgewandelt.
Ein Getriebe-/ Übersetzungsverhältnis der Umwandlung der Rotation der Drahttrommel in die Translationsbewegung des Zugdrahtes wird direkt durch einen Durchmesser der Drahttrommel/ ihrer zylindrischen Oberfläche bestimmt. Das Drehmoment, das der Benutzer beim Drehen des Betätigungsrades aufbringen muss, wird ebenfalls durch dieses Getriebe-/ Übersetzungsverhältnis bestimmt. Außerdem darf der Draht nicht mehrmals auf denselben Flächenabschnitt gewickelt werden, um eine Überlappung mehrerer Drahtabschnitte zu vermeiden, die zu einem ungenauen Getriebe-/ Übersetzungsverhältnis führen würde. Die Drahttrommel muss also relativ groß sein, um eine ausreichend lange Drahtverschiebung bei einem angemessenen Getriebe-/Übersetzungsverhältnis zu gewährleisten.
Bei dem oben beschriebenen Endoskop ist die Montage der Drahttrommel und des Zugdrahtes aufwendig, da der Zugdraht mit der Drahttrommel verbunden werden muss, wenn die Drahttrommel in einem Griffgehäuse montiert ist. Im Griffgehäuse ist der Platz begrenzt, was den Anschluss der Steuerdrähte mühsam und fehleranfällig macht. Außerdem können die Zugdrähte, wenn sie in einem zu kleinen Radius gebogen werden, dauerhaft verformt werden, so dass eine genaue Steuerung nicht gewährleistet ist.
Weiterer Stand der Technik ist z.B. aus der US 4 617 914 B bekannt, die eine Endkrümmungsvorrichtung für ein Endoskop offenbart, die ein Paar von Drähten aufweist, die an einem Ende mit einem gekrümmten Endabschnitt des Endoskops verbunden sind, sowie einen Betätigungshebel in einem Betätigungsabschnitt, der die Drähte bei manueller Betätigung durch den Bediener schiebt und zieht. Am Schaft des Betätigungshebels ist ein Innenzahnrad ausgebildet, das im Betätigungsabschnitt drehbar gelagert ist. Ein erstes und ein zweites Ritzel, die einstückig miteinander ausgeführt sind, stehen mit den jeweiligen Zahnstangen, an die die Drähte gekoppelt sind, in Eingriff. Das erste Ritzel ist mit dem Innenzahnrad in Eingriff. Ein Nachteil dieses Systems ist seine große Baugröße.
Kurzbeschreibung der Offenbarung
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Endoskop bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik verringert oder vermeidet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Offenbarung, ein Endoskop mit einem Steuermechanismus bereitzustellen, der eine zweckmäßige und zuverlässige Übertragung ermöglicht und eine einfache und kostengünstige Montage und Herstellung erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch ein Endoskop nach Anspruch 1 und durch ein System nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht und/oder werden im Folgenden erläutert.
Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Endoskop, das Folgendes umfasst: einen proximalen Endoskopgriff; einen Einführstrang, der einen Einführschlauch, einen Biegeabschnitt und eine distale Spitzeneinheit umfasst und so konfiguriert ist, dass er in die Körperhöhle eines Patienten eingeführt werden kann, wobei der Einführschlauch und der Biegeabschnitt den Endoskopgriff mit der distalen Spitzeneinheit verbinden; einen Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit in einer Biegeebene durch Biegen des Biegeabschnitts biegt, wobei der Steuermechanismus Folgendes umfasst: ein Bedienelement, das am Endoskopgriff vorgesehen ist; einen Steuerdraht zum Steuern einer Biegebewegung des Biegeabschnitts, wobei sich der Steuerdraht durch den Einführschlauch und den Biegeabschnitt erstreckt; und eine Getriebeanordnung, die im Endoskopgriff untergebracht ist und das Bedienelement mit dem Steuerdraht verbindet; wobei die Getriebeanordnung Folgendes umfasst: einen ersten Schaft, der drehbar am Endoskopgriff gelagert ist und an dem das Bedienelement befestigt ist; ein Eingangszahnrad mit einer Außenverzahnung, das am ersten Schaft befestigt ist; ein Verbundzahnrad mit einem Zwischenzahnrad und einem Ausgangszahnrad, wobei das Zwischenzahnrad und das Ausgangszahnrad jeweils eine Außenverzahnung aufweisen und das Zwischenzahnrad durch das Eingangszahnrad antreibbar ist; einen zweiten Schaft, an dem das Verbundzahnrad befestigt ist; und eine Zahnstange, die in das Ausgangszahnrad eingreift und mit dem Steuerdraht verbunden ist.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Endoskop, das Folgendes umfasst: einen proximalen Endoskopgriff; einen Einführstrang, der einen Einführschlauch, einen Biegeabschnitt und eine distale Spitzeneinheit umfasst und so konfiguriert ist, dass er in die Körperhöhle eines Patienten eingeführt wird, wobei der Einführschlauch und der Biegeabschnitt den Endoskopgriff mit der distalen Spitzeneinheit verbinden; und einen Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit durch Biegen des Biegeabschnitts in einer Biegeebene biegt/schwenkt. Der Steuermechanismus umfasst: ein am Endoskopgriff vorgesehenes Bedienelement, das vorzugsweise an einer Außenfläche des Endoskopgriffs zugänglich oder angeordnet ist; einen Steuerdraht zum Steuern einer Biegebewegung des Biegeabschnitts, wobei sich der Steuerdraht durch den Einführschlauch und den Biegeabschnitt erstreckt; und eine Getriebeanordnung (auch Drahtzugmechanismus genannt), die im Endoskopgriff untergebracht ist und das Bedienelement mit/und den Steuerdraht verbindet. Die Getriebeanordnung umfasst: einen ersten Schaft, der drehbar am Endoskopgriff gelagert ist und auf dem das Bedienelement montiert ist; ein Eingangszahnrad, das eine Außenverzahnung aufweist und auf dem ersten Schaft montiert ist; ein Verbundzahnrad, das ein Zwischen-/ erstes Zahnrad und ein Ausgangs-/ zweites Zahnrad (auch Ritzel genannt) umfasst, wobei das Zwischenzahnrad und das Ausgangszahnrad jeweils eine Außenverzahnung aufweisen und das Zwischenzahnrad über/von dem Eingangszahnrad angetrieben/antreibbar ist; einen zweiten Schaft, an dem das Verbundzahnrad befestigt ist; und eine Zahnstange (auch Zahnstangenelement genannt), die mit dem Ausgangszahnrad in Eingriff ist und mit dem Steuerdraht verbunden ist, wobei die Zahnstange insbesondere eine Verzahnung aufweist, die zum Eingriff in die Außenverzahnung des Ausgangszahnrads ausgebildet ist.
Mit anderen Worten: Ein Endoskop, das einen Einführstrang oder Schaft mit einem Biegeabschnitt aufweist, ist mit einem Steuermechanismus zum Biegen des Biegeabschnitts ausgestattet, der auf dem Prinzip beruht, ein Bedienelement über eine Getriebeanordnung mit einem Steuerdraht, der sich durch den Einführstrang erstreckt und mit dem Biegeabschnitt verbunden ist, in Wirkverbindung zu bringen, um eine Biegung des Biegeabschnitts zu bewirken. Die Getriebeanordnung umfasst ein Zahnstangengetriebesystem, das mehrere Übertragungsstufen integriert. Unter einer Übertragungsstufe versteht man eine Paarung von zwei Elementen der Getriebeanordnung, die mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis oder, im Falle eines Eingriffs der Zahnstangen, einem Bewegungsverhältnis in Eingriff sind und ein Gesamtübersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung beeinflussen. Konkret greift das Eingangszahnrad in ein erstes Rad (d.h. ein Zwischenzahnrad) eines Verbundzahnrads ein. Das Verbundzahnrad umfasst außerdem ein Ritzel (Ausgangszahnrad), das in eine Zahnstange eingreift. Das Eingangszahnrad, das erste Rad/Zwischenzahnrad und das Ritzel/Ausgangszahnrad sind als außenverzahnte Zahnräder ausgebildet.
Die vorliegende Steuerungsanordnung ist sehr einfach zu montieren, da eine Verbindung des Steuerdrahtes mit der Zahnstange außerhalb des Endoskopgriffs (d.h. außerhalb eines Griffgehäuses des Endoskopgriffs) erfolgen kann und dann die Zahnstange in den Endoskopgriff/Griffgehäuse eingebaut werden kann. Wahlweise kann die gesamte Getriebeanordnung außerhalb des Endoskopgriffs/Griffgehäuses an einem Montageelement, z. B. einer Montageplatte, vormontiert und als vormontierte Konstruktion in den Endoskopgriff eingebaut werden.
Die Zahnstangengetriebelösung mit dem Verbundzahnrad ermöglicht die Konstruktion eines sehr kompakten, im Endoskopgriff angeordneten Steuermechanismus, insbesondere die Optimierung für ein spezifisches Griffgehäuse. Außenverzahnte Zahnräder sind kleiner als innenverzahnte Zahnräder und können flexibler zueinander angeordnet werden. Durch die Wahl geeigneter Zahnräder als Eingangs-, Zwischen- und Ausgangszahnrad kann ein bestimmter Abstand zwischen dem Bedienelement und einem Bereich, in dem die Zahnstange und das Ritzel ineinandergreifen, eingestellt werden. Weiterhin ist die vorliegende Getriebeanordnung mit dem Verbundzahnrad vorteilhaft für modulare Lösungen. Insbesondere kann die gleiche Grundkonstruktion für verschiedene Endoskope verwendet werden. So kann z.B. durch Austausch (nur) des Verbundzahnrades ein Zahnrad/Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung leicht geändert werden, während der Rest der Getriebeanordnung/des Moduls gleich bleibt (z.B. durch Verwendung der gleichen Zahnstangen und/oder des Eingangszahnrades). Um Änderungen an der Konstruktion zu begrenzen, kann es bevorzugt sein, die Positionen der einzelnen Räder beizubehalten, d. h., dass z. B. Eingangszahnrad und Verbundzahnrad zusammen geändert werden, während der Achsabstand beibehalten wird. Alternativ können auch das gleiche Verbundzahnrad und Eingangszahnrad verwendet und (nur) die Zahnstange ausgetauscht werden, um das Getriebe-/Übersetzungsverhältnis auf einfache Art und Weise anzupassen.
Darüber hinaus ist es in dem oben definierten Endoskop möglich, entsprechende Getriebestufen in die Getriebeanordnung zu integrieren, um die Kräfte, die der Nutzer aufbringen muss, zu verringern. Anders ausgedrückt können die Eingangs- und Verbundzahnräder sowie die Zahnstangen so konfiguriert und aufeinander abgestimmt werden, dass ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis der gesamten Getriebeanordnung entsteht. Die Zahnstangen können parallel zueinander angeordnet werden, was zu einem besonders kleinen Bauraum und einfachen Aufbau führt.
Vorzugsweise ist die Getriebeanordnung so gestaltet, dass der Steuerdraht nur gezogen, also nicht geschoben oder gewickelt wird. Auf diese Weise muss der Steuerdraht nur einer Zugbelastung standhalten, für die er besonders gut geeignet ist. Die Gefahr einer unangemessenen Biegung oder Verformung des Steuerdrahtes besteht somit nicht. Dies führt auch zu einer sehr leisen und geräuschlosen Übertragung, die als hochwertig wahrgenommen wird.
Vorzugsweise ist die Zahnstange eine erste Zahnstange, der Steuerdraht ist ein erster Steuerdraht, und das Endoskop/der Steuermechanismus umfasst ferner einen zweiten Steuerdraht zur Steuerung der Biegebewegung des Biegeabschnitts, wobei sich der zweite Steuerdraht durch den Einführschlauch und den Biegeabschnitt erstreckt; und umfasst der Steuermechanismus/die Getriebeanordnung ferner eine zweite Zahnstange oder ein Zahnstangenelement, das in das Ausgangszahnrad eingreift und mit dem zweiten Steuerdraht verbunden ist.
Vorzugsweise wird eine Zug- oder Biegekraft zur Bewirkung der Biegebewegung des Biegeabschnitts in einer ersten Richtung über die erste Zahnstange und den ersten Steuerdraht übertragen, wenn die erste Zahnstange in die proximale Richtung verschoben wird. Umgekehrt wird eine Zug- oder Biegekraft zum Bewirken der Biegebewegung in einer zweiten Richtung (vorzugsweise entgegengesetzt zur ersten Richtung in derselben Biegeebene) vorzugsweise über die zweite Zahnstange und den zweiten Steuerdraht übertragen, wenn die zweite Zahnstange in die proximale Richtung verschoben wird.
Vorzugsweise greift (nur) ein Ausgangszahnrad/ -ritzel in (nur) zwei Zahnstangen/ Zahnstangenelemente ein. Insbesondere können die beiden Zahnstangen/ Zahnstangenelemente auf gegenüberliegenden (diametral gegenüberliegenden) Seiten des einen Ausgangszahnrads/ -ritzels angeordnet sein. Z.B. können die beiden Zahnstangen symmetrisch zu einer (Symmetrie-)Ebene, die die zweite Schaftachse und vorzugsweise die erste Schaftachse schneidet, oder zu einer (Symmetrie-)Linie, die die erste Schaftachse und die zweite Schaftachse schneidet, vorzugsweise orthogonal dazu, angeordnet sein. So kann infolge einer Drehung des Ausgangszahnrads eine der beiden Zahnstangen (d. h. die erste Zahnstange oder die zweite Zahnstange) in proximaler Richtung verschoben werden und den entsprechenden Steuerdraht ziehen, und die andere der beiden Zahnstangen kann in distaler Richtung verschoben werden und den entsprechenden Steuerdraht entspannen. Ein Übergang von einer Biegung des Biegeabschnitts in der ersten Richtung zu einer Biegung des Biegeabschnitts in der zweiten Richtung kann somit auf besonders kontrollierte Weise erreicht werden.
Vorzugsweise sind der erste Steuerdraht und der zweite Steuerdraht so angeordnet (insbesondere in einem distalen Teil des Endoskopgriffs, im Einführschlauch oder im Biegeabschnitt), dass sie sich kreuzen, vorzugsweise nur einmal. Insbesondere bedeutet die sich kreuzende oder kreuzend angeordnete Anordnung der Drähte, dass die Drähte (mit einem minimalen Abstand) aneinander vorbeigeführt werden, wobei sie in Bezug auf eine Ebene, die eine Endoskopachse, insbesondere eine Achse des Einführschlauchs, umfasst, zu und von gegenüberliegenden Seiten des Endoskops wechseln. Besonders bevorzugt kreuzen sich die ersten und zweiten Steuerdrähte in einem Verbindungsbereich, in dem der Einführstrang mit dem Endoskopgriff verbunden ist.
Das Kreuzen der Steuerdrähte bewirkt einen Wechsel der Wirkrichtungen für die Steuerung der ersten und zweiten Biegerichtung des Biegeabschnitts. Mit anderen Worten, wenn sich die Drähte nicht kreuzen (d.h. im Wesentlichen auf getrennten Seiten in Bezug auf die Ebene mit der Endoskopachse geführt werden, vorzugsweise gehalten werden), führt eine Betätigung des Bedienelements in einer ersten Betätigungsrichtung zu einer Biegung des Biegeabschnitts in der ersten Richtung. Kreuzen sich hingegen die Drähte, so führt eine Betätigung des Bedienelements in der ersten Betätigungsrichtung zu einer Biegung des Biegeabschnitts in der zweiten Richtung. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Steuermechanismus gemäß der vorliegenden Offenbarung einen früheren Steuermechanismus mit einer anderen Anzahl von Übertragungsstufen, wie z.B. einen Drahttrommelmechanismus, ersetzt. Anders ausgedrückt bedeutet die Verwendung von zwei Getrieberädern (d.h. dem Eingangszahnrad und dem Verbundzahnrad), dass die Bewegung der Drähte im Vergleich zu einem herkömmlichen Steuermechanismus auf Drahttrommelbasis umgekehrt ist. Um also die gleiche Bewegungsrichtung wie bei früheren Steuermechanismen zu erreichen, werden die beiden Drähte vorzugsweise gekreuzt. Auf diese Weise kann ein Benutzer, der an den früheren Steuermechanismus gewöhnt ist, das Endoskop mit dem Steuermechanismus gemäß der vorliegenden Offenbarung ohne die Gefahr einer Verwechslung der Betätigungsrichtungen bedienen.
Vorzugsweise sind die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange so zueinander angeordnet, weiter bevorzugt abgewinkelt, dass ein Abstand zwischen der ersten Zahnstange und der zweiten Zahnstange zu distalen Enden der Zahnstangen/Zahnstangenelemente hin abnimmt. Insbesondere können die Zahnstangen symmetrisch zur Symmetrieebene oder zur Symmetrielinie angeordnet sein. Vorzugsweise kreuzen sich die Steuerdrähte in einem Bereich, in dem sich die Erstreckungsrichtungen der Zahnstangen mit minimalem Abstand dazwischen schneiden oder aneinander vorbeigehen, weiter vorzugsweise in der Symmetrieebene. Der Schnittpunkt mit der Symmetrieebene kann einem Anfang oder einem Eingang des Einführstrangs entsprechen.
Die Anordnung der Zahnstangen in einem Winkel, so dass sie sich in ihrer distalen Verlängerung einander annähern, erleichtert die Auslegung der Steuerdrähte, insbesondere, wenn sich die Steuerdrähte kreuzen oder wenn die Steuerdrähte in distaler Richtung zu einem engen Eingang des Einführstrangs geführt werden. Eine solche Anordnung ist einfacher, wenn die Drähte bereits gewinkelt sind (d. h. über ihre Verbindung mit den gewinkelten Zahnstangen). Wären die Zahnstangen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet (was gemäß der vorliegenden Offenbarung vorzugsweise nicht der Fall ist), würde eine Biegung/ein Knick an einer Verbindung eines der Steuerdrähte mit der entsprechenden Zahnstange einen geschwächten Drahtabschnitt bilden oder darstellen.
Vorzugsweise sind die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange also nicht parallel zueinander angeordnet.
Die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange können in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange in einem Winkel zwischen 1° und 20°, z. B. 10°, zueinander angeordnet.
Vorzugsweise sind die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange als Stäbe ausgebildet, die in proximal-distaler Richtung so ausgerichtet/ angeordnet sind/ eine Erstreckungsrichtung haben, dass sie sich einander einer Mittellinie des Einführschlauches/ des Biegeabschnitts annähern.
Vorzugsweise ist die erste Zahnstange ein erster Zahnstangenabschnitt, und die zweite Zahnstange ist ein zweiter Zahnstangenabschnitt, und der erste Zahnstangenabschnitt und der zweite Zahnstangenabschnitt sind proximal durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Der Verbindungsabschnitt kann auch eine Verzahnung aufweisen (wie der erste Zahnstangenabschnitt und der zweite Zahnstangenabschnitt). So kann z. B. eine durchgehende Verzahnung entlang einer Zahnstangenkomponente/eines Zahnstangenteils vorgesehen sein, das aus dem ersten Zahnstangenabschnitt, dem Verbindungsabschnitt und dem zweiten Zahnstangenabschnitt besteht. Der Verbindungsabschnitt kann flexibel sein, vorzugsweise über seine gesamte Länge. Die Zahnstangenabschnitte können starr, wahlweise gerade und außerdem wahlweise parallel zueinander oder in einem Winkel angeordnet sein, ähnlich wie die oben beschriebenen abgewinkelten Zahnstangen.
Weiter bevorzugt sind der erste Zahnstangenabschnitt, der zweite Zahnstangenabschnitt und der Verbindungsabschnitt einstückig miteinander ausgebildet, vorzugsweise geformt, und bilden ein einteiliges (vorzugsweise einmaterialiges) Zahnstangenteil, das zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über seine gesamte Länge, flexibel ist. Das flexible Zahnstangenteil kann im Endoskopgriff in einer das Ausgangszahnrad umgebenden Schlaufe geführt und gehalten werden. Vorzugsweise besteht der Endoskopgriff aus einem Gehäuse mit Führungsabschnitten, insbesondere Nuten, die zur Führung des flexiblen Zahnstangenteils ausgebildet sind. Endabschnitte des flexiblen Zahnstangenteils, die zur Fixierung der Steuerdrähte ausgebildet sind, sind vorteilhafterweise so geführt, dass sie sich distal und vorzugsweise aufeinander zu erstrecken (d.h. so, dass ein Abstand zwischen den Endabschnitten in distaler Richtung abnimmt). Vorteilhafterweise benötigt ein proximaler Schlaufenabschnitt des Zahnstangenteils relativ wenig Platz in proximaler Richtung, insbesondere im Vergleich zu starren Zahnstangen, die ausgehend vom Ausgangszahnrad fast eine ganze Zahnstangenlänge an Platz in proximaler Richtung benötigen. Darüber hinaus kann der Verbindungsabschnitt entlang der Schlaufe übertragen werden und auf beiden Seiten des Ritzels in Eingriff kommen. Das heißt, der Verbindungsabschnitt kann kürzer sein als die beiden proximalen Abschnitte der starren Zahnstangen. Die Kräfte können in geeigneter Weise übertragen, geteilt und zwischen den beiden Drähten verteilt werden, die entgegengesetzte Richtungen steuern, z. B. Aufwärts-/ Abwärtsbiegung.
Vorzugsweise wird die Zahnstange aus einem thermoplastischen Polymer, insbesondere Polyamid (wie Nylon), Polypropylen usw. hergestellt. Darüber hinaus ist die Zahnstange vorzugsweise als dünner, flexibler Stab oder Band ausgebildet. Insbesondere wenn der Stab aus einem thermoplastischen Polymer besteht und sein Querschnitt klein genug ist, hat der Stab/das Band/das Zahnstangenelement eine solche Flexibilität, dass der Stab/das Zahnstangenelement in geeigneter Weise gebogen werden kann. Mit anderen Worten: Das Bauteil Stab/Band/Zahnstange ist so dimensioniert, dass es flexibel ist. Wenn das Zahnstangenelement als dünner, flexibler Stab oder Band mit Zähnen auf einer seiner Oberflächen ausgebildet ist, kann es in Richtung der Dicke (d. h. in Richtung der Tiefe/Höhe der Zähne) dünn sein, um flexibel zu sein. Darüber hinaus kann das Band/Zahnstangenelement in Breitenrichtung (parallel zu den Zähnen) relativ breit sein, um relativ unflexibel zu sein und einer Betriebsbelastung, wie etwa Zug-, Druck- oder Scherkräften, die während des Betriebs des Steuermechanismus wirken, standzuhalten.
Vorzugsweise ist der erste Schaft mit dem Bedienelement (z.B. ein Betätigungsrad) und dem Eingangszahnrad proximal zu dem zweiten Schaft mit dem Verbundzahnrad angeordnet. Eine Position des Bedienelements am Endoskopgriff kann so bestimmt werden, dass es für den Benutzer leicht zugänglich/erreichbar ist. Vorzugsweise ist das Bedienelement an einem proximalen Abschnitt nahe einem proximalen Ende des Endoskopgriffs angeordnet.
Vorzugsweise ist der zweite Schaft in einem zentralen Bereich, insbesondere einer zentralen Position/Mitte, des Endoskopgriffs angeordnet. Das heißt, der zweite Schaft ist (eher) mittig zwischen dem proximalsten und dem distalsten Ende des Endoskopgriffs angeordnet. Genauer gesagt greift das Ausgangszahnrad (Ritzel) vorzugsweise an einer Position (Kontaktposition/Eingriffsposition von Zahnstange und Ritzel) in die Zahnstange bzw. die Zahnstangen ein, die sich im zentralen Bereich/im Wesentlichen in der Mitte des Endoskopgriffs befindet. Der zentrale Bereich entspricht einem Abschnitt des Endoskopgriffs, der sich im Wesentlichen in der Mitte zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Endoskopgriffs befindet.
Weiter bevorzugt sind die Zahnstange/ das Zahnstangenelement innerhalb des Endoskopgriffs so angeordnet, dass sie sich proximal und distal in Bezug auf den Ausgangszahnrad des Verbundzahnrads erstrecken. D.h. die Zahnstangen bzw. die Zahnstangenelemente sind vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie sich frei (in Erstreckungsrichtung der Zahnstange) bewegen können, ohne dass die Gefahr besteht, mit dem Griffgehäuse des Endoskopgriffs zu kollidieren. Mit anderen Worten: Der zweite Schaft (und optional auch die Führungsmittel des Endoskopgriffs zum Führen der Zahnstange oder der Zahnstangen) sind so angeordnet, dass ein innerhalb des Endoskopgriffs proximal und distal in Bezug auf den zweiten Schaft (oder in Bezug auf die Kontakt-/Eingriffsposition der Zahnstange und des Ritzels) gebildeter Raum so dimensioniert ist, dass er die Zahnstange oder die Zahnstangen in ihrer/ihren maximal verschobenen Position(en) aufnehmen kann.
Vorzugsweise umfasst der Steuermechanismus einen ersten Betriebsbereich mit einer neutralen Position, in der die distale Spitzeneinheit durch den Steuermechanismus nicht gebogen, vorzugsweise im Wesentlichen gestreckt ist, und einen zweiten Betriebsbereich mit einer maximal gebogenen Position, in der die distale Spitzeneinheit durch den Steuermechanismus maximal gebogen ist, wobei sich ein Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung im ersten Betriebsbereich von einem Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung im zweiten Betriebsbereich unterscheidet. Daher kann in Abhängigkeit von bestimmten Parametern der entsprechenden Betriebsbereiche ein geeignetes Übersetzungsverhältnis vorgesehen werden, oder mit anderen Worten, verschiedene Stufen der Biegebewegung können mit entsprechend optimierten Übersetzungsverhältnissen betrieben werden.
Im Rahmen dieser Offenbarung wird bei einem relativ hohen Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung bei konstanter/gleicher Eingangsdrehzahl und Eingangsdrehmoment/-kraft eine relativ hohe Ausgangsdrehzahl und ein relativ niedriges Ausgangsdrehmoment/-kraft im Vergleich zu einem niedrigen Übersetzungsverhältnis erreicht, und umgekehrt. Das Gleiche gilt für Übersetzungsverhältnisse einzelner Getriebestufen, wie z.B. ein Übersetzungsverhältnis in einer Getriebestufe zwischen einer Zahnstange und einem Ritzel oder ein Übersetzungsverhältnis in einer Getriebestufe zwischen zwei Zahnrädern. Anders ausgedrückt: Ein relativ hohes Übersetzungsverhältnis in einer Getriebestufe zwischen Zahnstange und Ritzel oder ein hohes Übersetzungsverhältnis in einer Zahnrad-Zahnrad-Getriebestufe führt bei konstanter Eingangsdrehzahl und konstantem Eingangsdrehmoment zu einer relativ hohen Ausgangsdrehzahl und einem relativ niedrigen Ausgangsdrehmoment, verglichen mit einem niedrigen Übersetzungsverhältnis, und umgekehrt. Das Übersetzungsverhältnis R (z. B. das Gesamtübersetzungsverhältnis, die Getriebeübersetzung oder das Bewegungsverhältnis) ist proportional zu/ kann berechnet werden als Ausgangsdrehzahl geteilt durch Eingangsdrehzahl oder als Eingangsdrehmoment/ - kraft geteilt durch Ausgangsdrehmoment/ -kraft.
Vorzugsweise ist die Neutralstellung in der Mitte des ersten Betriebsbereichs vorgesehen. Weiter vorzugsweise umfasst der zweite Betriebsbereich beide maximalen Biegepositionen der Biegebewegungen in der ersten und zweiten Biegerichtung. D.h. der erste Betriebsbereich ist zwischen zwei Abschnitten, vorzugsweise zwei Hälften, des zweiten Betriebsbereiches vorgesehen. Insbesondere sind die Betriebsbereiche so angeordnet, dass ein Biegevorgang jeweils symmetrisch in der ersten und zweiten Biegerichtung erfolgt. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Betriebsbereiche vorgesehen sein. So können beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsbereich jeweils Übergangsbetriebsbereiche vorgesehen sein, um einen fließenden Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsbereich zu erreichen.
Vorzugsweise ist das Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung im ersten Betriebsbereich höher als im zweiten Betriebsbereich. Weiter bevorzugt ist das Übersetzungsverhältnis im ersten Betriebsbereich relativ hoch eingestellt, um eine hohe Biegegeschwindigkeit der Biegebewegung zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine effektive Verschleierung des Durchhangs des Steuerdrahtes zu Beginn der Biegebewegung, wenn der Steuerdraht gespannt wird. Aufgrund der hohen Bewegungsgeschwindigkeit wird ein solcher Durchhang schnell überwunden. Weiter bevorzugt ist das Übersetzungsverhältnis im zweiten Betriebsbereich relativ niedrig eingestellt, um eine hohe Biegekraft der Biegebewegung zu erreichen. Mit anderen Worten, bei Erreichen des zweiten Betriebsbereiches nimmt das Übersetzungsverhältnis ab und damit wird eine Biegekraft stärker erhöht als im ersten Betriebsbereich. Dies ist vorteilhaft, da beim Biegen des Biegeabschnitts ein Widerstand gegen das Biegen zunimmt. Das heißt, am Ende der Dreh-/Biegebewegung, wenn der Biegeabschnitt maximal gebogen ist, ist der Widerstand am größten und die Biegekraft wird über das verringerte Übersetzungsverhältnis unterstützt.
Vorzugsweise werden der erste Betriebsbereich und der zweite Betriebsbereich durch eine jeweilige/ spezifische Verzahnung zwischen dem Ausgangszahnrad und der Zahnstange oder durch eine jeweilige/ spezifische Verzahnung zwischen dem Eingangszahnrad und dem Zwischenzahnrad gebildet. Das heißt, die spezifische Verzahnung unterscheidet sich zwischen dem ersten und zweiten Betriebsbereich. Die Verzahnung kann sich in Bezug auf einen Teilkreis der entsprechenden Verzahnung unterscheiden. Nachfolgend werden mehrere Möglichkeiten zur Bereitstellung solcher unterschiedlichen Verzahnungen erörtert.
Vorzugsweise werden der erste Betriebsbereich und der zweite Betriebsbereich durch die Bereitstellung von Zähnen mit unterschiedlichen Abständen/Teilungen (an der Zahnstange) oder durch die Bereitstellung von Zähnen mit unterschiedlicher Tiefe an der Zahnstange gebildet. Ein Bewegungsverhältnis des Eingriffs zwischen dem Ausgangszahnrad und der Zahnstange ist meist von der Form der Zahnstange und ihrer Zähne abhängig. Im Allgemeinen greift eine Anzahl von Zähnen des Ausgangszahnrads in eine entsprechende Anzahl von Zähnen der Zahnstange/ Zahnstangenzähne ein. Daher kann das vorliegende Bewegungsverhältnis von einer Teilung des Ausgangszahnrads und einer Teilung der Zahnstange abhängen. Ist die Teilung groß (breiter Teilungsbereich), wird die Zahnstange pro Eingriffskontakt zweier korrespondierender Zähne ein Stück weiter geschoben. Ist die Teilung eng (enger Teilungsbereich), wird die Zahnstange pro Eingriffskontakt von zwei entsprechenden Zähnen eine kürzere Strecke geschoben. Da die Zahnstange leicht montiert werden kann, ist es besonders vorteilhaft, das endgültige Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung über das Zahnstangenelement zu bestimmen. Auch bei einer größeren Teilung der Zahnstange berühren die Zähne des Ausgangszahnrades die Zähne der Zahnstange in einer Tiefe, die weiter von der zweiten Schaftachse entfernt ist, als eine Berührung der entsprechenden Zähne bei der engen Teilung. Wenn also das Ausgangszahnrad mit der breiten Teilung in Eingriff steht, ist ein resultierender Teilkreisdurchmesser des Ausgangszahnrades relativ groß im Vergleich zu dem, der bei einem Zahnstangenbereich mit einer kleineren Teilung erreicht wird. Da die Geschwindigkeit der Zahnstange auf der Grundlage des Teilkreisdurchmessers des Ausgangszahnrads multipliziert mit seiner Drehzahl berechnet werden kann, ist ein entsprechendes Bewegungsverhältnis direkt von der Teilungsbreite des Ausgangszahnrads und/oder der Zahnstange und dem Teilkreis des Ausgangszahnrads abhängig.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Zahnstange/dem Zahnstangenelement um eine Zahnstange mit variablem Übersetzungsverhältnis (d.h. eine Zahnstange mit einer Verzahnung mit variablem Abstand/ variabler Teilung oder Tiefe der Zähne entlang ihrer Erstreckungsrichtung). Vorzugsweise hat ein Mittenabschnitt der Zahnstange einen ersten Abstand/eine erste Teilung. Weiter bevorzugt können ein oder mehrere Außenabschnitte der Zahnstange auf mindestens einer Seite des Mittenabschnitts einen zweiten und/oder einen dritten Abstand/eine dritte Teilung aufweisen. Mit anderen Worten kann durch die Bereitstellung einer Zahnstange mit variablem Verhältnis eine maßgeschneiderte Rotations-/Drehmomentkurve für das spezifische Endoskop erreicht werden. D.h., vorzugsweise wird ein Verhältnis zwischen Zahnstangen und Ritzel verändert und das Eingangs-/Lenkverhältnis (das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangszahnrad und Zwischenzahnrad) beibehalten.
Das Eingangszahnrad und das Zwischenzahnrad können jeweils als nicht kreisförmig ineinandergreifende Zahnräder, wie z. B. elliptische Zahnräder, Nautiluszahnräder usw. ausgebildet sein. Insbesondere können sie elliptische Querschnitte mit gleichen Abmessungen aufweisen und in Umfangsrichtung um 90° versetzt zueinander angeordnet sein. Das Eingangszahnrad und das Zwischenzahnrad können in einem Abstand, der der halben Länge und der halben Breite des elliptischen Querschnitts entspricht, so angeordnet sein, dass sie ineinander greifen. Mit anderen Worten: Eingangs- und Zwischenzahnrad können so ausgerichtet sein, dass sie in jedem Drehwinkel oder in jeder Betriebsstellung der Getriebeanordnung ineinandergreifen. Aufgrund der elliptischen Form bewegt sich ein Kontaktpunkt oder Eingriffspunkt des Eingangszahnrads und des Zwischenzahnrads zwischen der ersten Schaftachse und der zweiten Schaftachse hin und her, wenn das Eingangszahnrad zur Drehung angetrieben wird. Das heißt, die Teilkreisdurchmesser des Eingangszahnrads und des Zwischenzahnrads können variieren, wenn sich ihr Drehwinkel ändert. Da das entsprechende Übersetzungsverhältnis durch ein Verhältnis dieser Teilkreisdurchmesser definiert ist, ändert sich das Übersetzungsverhältnis entsprechend.
Das Eingangszahnrad kann einen ersten Eingangszahnradabschnitt und einen zweiten Eingangszahnradabschnitt mit unterschiedlichen Durchmessern umfassen. Das Zwischenzahnrad kann einen ersten Zwischenzahnradabschnitt und einen zweiten Zwischenzahnradabschnitt mit unterschiedlichen Durchmessern umfassen. Der erste Eingangszahnradabschnitt kann so konfiguriert sein, dass er im (gesamten) ersten Betriebsbereich in den ersten Zwischenzahnradabschnitt eingreift (als ein erster Eingangseingriffssatz). Der zweite Eingangszahnradabschnitt kann so konfiguriert sein, dass er mit dem zweiten Zwischenzahnradabschnitt (als zweiter Eingangseingriffssatz) im (gesamten) zweiten Betriebsbereich in Eingriff steht. Das Eingangszahnrad und das Zwischenzahnrad können so ausgebildet sein, dass entweder der erste Eingangszahnradabschnitt in den ersten Zwischenzahnradabschnitt oder der zweite Eingangszahnradabschnitt in den zweiten Zwischenzahnradabschnitt eingreift. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein variables Getriebe dadurch erreicht werden kann, dass verschiedene Zahnräder oder Zahnradabschnitte (unter den Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitten) vorhanden sind, die in unterschiedlichen Winkelintervallen ineinandergreifen.
Vorzugsweise bilden der erste Eingangszahnradabschnitt und der erste Zwischenzahnradabschnitt einen ersten Eingangseingriffssatz und der zweite Eingangszahnradabschnitt und der zweite Zwischenzahnradabschnitt bilden einen zweiten Eingangseingriffssatz. Mindestens ein Element des ersten Eingangseingriffssatzes kann nur an einem ersten Umfangsabschnitt, der dem ersten Betriebsbereich entspricht, Zähne aufweisen. Mindestens ein Element des zweiten Eingangseingriffssatzes kann nur an einem zweiten Umfangsabschnitt, der dem zweiten Betriebsbereich entspricht, Zähne aufweisen. Auf diese Weise kann nur eines der Elemente des ersten und des zweiten Eingangseingriffssatzes gleichzeitig in Eingriff sein.
Mit anderen Worten: Mindestens eine, vorzugsweise beide Komponenten des oben definierten ersten Eingangseingriffssatzes können an einer Position, die dem zweiten Betriebsbereich entspricht, eine zahnlose (nicht eingreifbare) Lücke aufweisen (d. h. sie können an ihrem Außenumfang nicht vollständig gezahnt sein). Ferner kann mindestens eine, vorzugsweise beide, Komponente(n) des oben definierten zweiten Eingangseingriffssatzes an einer Position, die dem ersten Betriebsbereich entspricht, eine zahnlose (nicht eingreifbare) Lücke aufweisen. Somit kann vorzugsweise nur einer der Eingangseingriffssätze gleichzeitig in Eingriff sein. Mit anderen Worten, eine Verzahnung des ersten Eingangszahnradabschnitts und eine Verzahnung des zweiten Eingangszahnradabschnitts überschneiden sich vorzugsweise nicht und sind ferner vorzugsweise in Umfangsrichtung (direkt) nebeneinander angeordnet. Ebenso überlappen sich eine Verzahnung des ersten Zwischenzahnradabschnitts und eine Verzahnung des zweiten Zwischenzahnradabschnitts vorzugsweise nicht und sind weiter vorzugsweise in Umfangsrichtung (direkt) nebeneinander angeordnet. So kann beispielsweise bei Betätigung des Steuermechanismus und bei Eingriff eines der Zwischenzahnradabschnitte ein erstes Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden. Über den ersten Eingangseingriffssatz kann Energie übertragen werden, bis sein letzter Zahn aus dem Eingriff rutscht, insbesondere wenn ein nicht eingreifbarer Bereich erreicht ist. Gleichzeitig können erste Zähne des zweiten Eingangseingriffssatzes in Eingriff kommen und der Steuermechanismus kann mit dem entsprechenden zweiten Übersetzungsverhältnis betrieben werden.
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Eingangszahnradabschnitt in axialer Richtung des ersten Schaftes gegeneinander versetzt. Weiter bevorzugt sind der erste und der zweite Zwischenzahnradabschnitt in axialer Richtung des zweiten Schafts gegeneinander versetzt. Anders ausgedrückt sind der erste und der zweite Eingangszahnradabschnitts nach Art eines Verbundzahnrads mit zwei parallelen Zahnrädern mit nur teilweiser Verzahnung vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass zwischen den jeweiligen Betriebsbereichen eine große Varianz der Getriebeübersetzungen erreicht werden kann. D.h. es können zwei oder mehr Getriebe/Zahnradabschnitte für die Steuerung in eine Richtung, z.B. nach oben/unten, vorgesehen sein, indem das Eingangs- und das Ausgangszahnrad jeweils in zwei Lagen unterteilt werden.
Vorzugsweise greifen der erste Eingangszahnradabschnitt und der erste Zwischenzahnradabschnitt in einem (ersten) Drehwinkelbereich von 15° bis 60°, vorzugsweise 20° bis 45°, weiter vorzugsweise 25° bis 35° gemessen von der Neutralstellung aus, vorzugsweise sowohl in positiver als auch in negativer Drehrichtung ausgehend von der Neutralstellung, ineinander. Ein entsprechender Drehwinkel entspricht vorzugsweise dem ersten Betriebsbereich. Ein beispielhafter (erster) Drehwinkelbereich beträgt 30°. Ein weiterer beispielhafter (erster) Drehwinkelbereich ist 45°:
Alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Strukturen des Eingangs- und Zwischenzahnrads können ähnliche Strukturen am Ausgangszahnrad und an den Zahnstangen vorgesehen sein.
Vorzugsweise umfasst das Ausgangszahnrad einen ersten Ausgangszahnradabschnitt und einen zweiten Ausgangszahnradabschnitt, die unterschiedliche Durchmesser haben. Ferner kann die Zahnstange eine erste Zahnreihe umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem ersten Ausgangszahnradabschnitt im ersten Betriebsbereich in Eingriff kommt und einen ersten Ausgangseingriffssatz bildet, und eine zweite Zahnreihe, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem zweiten Ausgangszahnradabschnitt im zweiten Betriebsbereich in Eingriff kommt und einen zweiten Ausgangseingriffssatz bildet. Für den Eingriff mit den entsprechenden Ausgangszahnradabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern können die Zahnreihen der Zahnstange in einer unterschiedlichen Tiefe in einer Dickenrichtung/ in einem Querschnitt der Zahnstange vorgesehen sein. Die erste Zahnreihe kann in einer Erstreckungsrichtung der Zahnstange an die zweite Zahnreihe angrenzen. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Ausgangszahnradabschnitt in einer Umfangsrichtung des Ausgangszahnrads neben dem zweiten Ausgangszahnradabschnitt angeordnet sein, so dass nur einer der ersten und zweiten Ausgangseingriffssätze gleichzeitig in Eingriff ist. Mit anderen Worten, die Zahnstange und das Ritzel können zwei Sätze von Zähnen für den Eingriff an verschiedenen Abschnitten des Weges haben, wodurch verschiedene Bewegungsverhältnisse möglich sind.
Wahlweise können der erste und der zweite Ausgangszahnradabschnitt in Richtung der zweiten Schaftachse nebeneinander oder versetzt zueinander angeordnet sein. Ebenso können die erste und die zweite Zahnreihe in einer Breitenrichtung der Zahnstange nebeneinander oder versetzt zueinander angeordnet sein. Ein entsprechender Querschnitt der Zahnstange ist im Wesentlichen L-förmig, wobei ein Boden der L-Form einer zahnlosen, radial äußeren Seite der Zahnstange in Bezug auf das Ausgangszahnrad entspricht. Vorzugsweise weist mindestens ein Element des ersten Ausgangseingriffssatzes nur an einem ersten Abschnitt, der dem ersten Betriebsbereich entspricht, Zähne auf (ansonsten eine zahnlose Lücke), und weist mindestens ein Element des zweiten Ausgangseingriffssatzes nur an einem zweiten Abschnitt, der dem zweiten Betriebsbereich entspricht, Zähne auf. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nur einer der ersten und zweiten Ausgangseingriffssätze gleichzeitig in Eingriff ist.
Vorzugsweise ist der Steuermechanismus ein erster Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit in einer ersten Biegeebene biegt/schwenkt, und umfasst das Endoskop ferner einen zweiten Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit in einer zweiten Biegeebene biegt/schwenkt, wobei sich die zweite Biegeebene von der ersten Biegeebene unterscheidet, vorzugsweise orthogonal zur ersten Biegeebene ausgerichtet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt kann das Endoskop zwei Steuermechanismen umfassen, um eine Biegung in zwei verschiedenen Biegeebenen zu bewirken. Der erste und der zweite Steuermechanismus können vorzugsweise unabhängig voneinander betätigt werden. Weiter bevorzugt weisen die beiden Steuermechanismen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf. Die jeweiligen Steuerdrähte können zu unterschiedlichen Umfangspositionen innerhalb des/zum Einführstrang geführt werden. Die Getriebeanordnungen der beiden Steuermechanismen können parallel zueinander angeordnet sein. In diesem Fall können die jeweiligen ersten Schäfte der beiden Steuermechanismen teleskopartig ineinander angeordnet sein, wobei die jeweiligen Bedienelemente entlang der ersten Schaftachse nebeneinander angeordnet sind. Entsprechend können auch die jeweiligen zweiten Schäfte teleskopartig angeordnet sein.
Vorzugsweise ist das Bedienelement als ein am Endoskopgriff, vorzugsweise an einem proximalen Endabschnitt des Endoskopgriffs, angeordnetes/vorgesehenes Betätigungsrad oder ein Betätigungshebel ausgebildet. Vorzugsweise ist das Bedienelement in einer Ebene dreh- oder schwenkbar, die im Wesentlichen tangential zu einer Außenfläche des Endoskopgriffs liegt, oder anders ausgedrückt, dreh- oder schwenkbar um die erste Schaftachse, die das Griffgehäuse vorzugsweise orthogonal dazu verlässt.
Ferner wird die der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe durch ein System gelöst, das ein Endoskop, wie oben beschrieben, und einen Monitor umfasst, der mit dem Endoskop verbunden werden kann/verbunden ist.
Zusammenfassend wird die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung dadurch gelöst, dass ein Endoskop bereitgestellt wird, das einen Steuermechanismus zur Steuerung der Endoskopspitze in einer Ebene umfasst. Der Steuermechanismus umfasst ein Steuerrad, das mit einem Steuerdraht über einen Drahtzugmechanismus verbunden ist, der ein Zahnstangengetriebe umfasst. Der Drahtzugmechanismus umfasst einen ersten Schaft, der das Steuerrad mit einem Eingangszahnrad mit Außenverzahnung verbindet. Das Eingangszahnrad greift in ein erstes Zahnrad mit Außenverzahnung eines Verbundzahnrads an einem zweiten Schaft ein. Das Verbundzahnrad umfasst ferner ein Ritzel, das in die Zahnstange eingreift, die wiederum mit dem Steuerdraht verbunden ist. Vorzugsweise umfasst der Drahtzugmechanismus ein Ritzel und zwei Zahnstangen, die in einem Winkel angeordnet sind bzw. sich nach distal erstrecken, wenn der Abstand zwischen den beiden Zahnstangen abnimmt. Weiter vorzugsweise kann eine 4-Richtungen-Biegung vorgesehen sein - d.h. das Endoskop kann zwei Drahtzugmechanismen umfassen, einen Drahtzugmechanismus für oben/unten und einen weiteren Drahtzugmechanismus für links/rechts.
Weiter bevorzugt sind 2-in-1 Zahnstangen vorgesehen, d.h. zwei Zahnstangen sind in einem Stück mit einem verbindenden flexiblen Teil gegossen. Weiter bevorzugt weist die Zahnstange Zähne auf, die mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Zahnstange Zähne aufweisen, die in unterschiedlicher Tiefe/mit unterschiedlichem Abstand zum zweiten Schaft angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Eingangszahnrad nur auf einem Teil des Umfangs Zähne aufweisen. Ferner kann das Ausgangszahnrad nur auf einem Teil des Umfangs Zähne aufweisen. Der Drahtzugmechanismus/ die Getriebeanordnung kann ferner einen zweiten Satz von Eingangszahnrad und Ausgangszahnrad umfassen, wobei beide Zahnräder des zweiten Satzes nur auf einem Teil des Umfangs Zähne aufweisen und jeweils nur einer der Sätze von Eingangs- und Ausgangszahnrad in Eingriff steht.
Figurenliste
Die folgenden Figuren veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung. Die Offenbarung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen, Kombinationen von Ausführungsformen und Modifikationen können im Rahmen des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs vorgesehen sein.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems mit einem Endoskop und einem Monitor gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt einen Steuermechanismus zur Steuerung eines Endoskops gemäß einer ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt schematisch den Steuermechanismus nach der ersten Ausführungsform.
4 zeigt schematisch einen Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt schematisch einen Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6A und 6B zeigen das Funktionsprinzip des Steuermechanismus gemäß der dritten Ausführungsform.
7A und 7B zeigen einen Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8 veranschaulicht die Beziehung zwischen einer Zahnstange und einem Ausgangszahnrad der vierten Ausführungsform.
9 und 10 zeigen eine Modifikation der vierten Ausführungsform.
11 zeigt schematisch einen Teil eines Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
12 zeigt schematisch einen Teil eines Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13 veranschaulicht eine flexible Zahnstange.
14 und 15 zeigen Modifikationen eines Steuermechanismus eines Endoskops gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einschließlich einer flexiblen Zahnstange gemäß 13.
16 zeigt schematisch eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einem 4-Richtungen-Biegeendoskop und 17 zeigt schematisch einen entsprechenden Steuermechanismus.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Endoskops 1. Das Endoskop 1 hat einen proximalen Endoskopgriff 2 und einen Einführstrang 3, der sich distal vom Endoskopgriff 2 erstreckt. Der Einführstrang 3 hat einen Einführschlauch 4, der mit dem Endoskopgriff 2 verbunden ist. Der Einführstrang 3 umfasst ferner einen Biegeabschnitt 5, der mit einem distalen Ende des Einführschlauchs 4 verbunden ist, und eine distale Spitzeneinheit 6, die distal mit dem Biegeabschnitt 5 verbunden ist. Der Biegeabschnitt 5 ist so konfiguriert, dass er eine Biege-/Schwenkbewegung in einer Biegeebene ausführt, um eine Steuerung des Endoskops 1 zu ermöglichen. Die Biege-/Schwenkbewegung wird durch einen Steuermechanismus gemäß einer der unten im Detail beschriebenen Ausführungsformen gesteuert. In einer Neutralstellung ist der Biegeabschnitt 5 durch den Steuermechanismus nicht gebogen, vorzugsweise gerade.
An der distalen Spitzeneinheit 6 sind Bildaufnahmemittel, wie z. B. eine Miniaturvideokamera, und Beleuchtungsmittel, wie z. B. Leuchtdioden oder optische Fasern, die mit einer proximalen Lichtquelle verbunden sind, so angeordnet/installiert, dass die Körperhöhle des Patienten beleuchtet und inspiziert werden kann. Ein von dem Bildaufnahmemittel aufgenommenes Bild kann auf einem Monitor M angezeigt werden. Der Monitor M ist separat vom Endoskop 1 vorgesehen und mit diesem verbunden.
Die 2 und 3 zeigen einen Steuermechanismus zur Steuerung des Endoskops 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei 3 eine vereinfachte und schematische Darstellung ist und 2 den im Endoskopgriff 2 montierten Steuermechanismus zeigt. Der Steuermechanismus umfasst ein Bedienelement 7, das am Endoskopgriff 2 (in 2 am Ausbruchabschnitt des Endoskopgriffs 2 zu sehen), insbesondere an einem proximalen Teil desselben, derart angeordnet ist, dass es von einem Benutzer betätigt werden kann. Insbesondere ist das Bedienelement 7 an einer Außenfläche des Endoskopgriffs 2 angeordnet. Über eine Getriebeanordnung 9 ist das Bedienelement 7 mit zwei Steuerdrähten 8a, 8b verbunden, die sich in den Einführstrang 3 hinein erstrecken und am Biegeabschnitt 5 (nicht dargestellt) befestigt sind, um eine Biegekraft zu erzeugen. Durch Ziehen an den Steuerdrähten 8a, 8b wird die Biegung des Biegeabschnitts 5 in entsprechende Richtungen gesteuert.
Die Getriebeanordnung 9 ist im Endoskopgriff 2 untergebracht und umfasst einen ersten Schaft 10, der drehbar am Endoskopgriff 2 gelagert ist. Das Bedienelement 7 ist drehfest auf dem ersten Schaft 10 gelagert. Ferner ist innerhalb des Endoskopgriffs 2 ein Eingangszahnrad 11 mit Außenverzahnung drehfest mit dem ersten Schaft 10 verbunden. Somit führt eine Betätigung des Bedienelements 7 zu einer Drehung des ersten Schaftes 10 und einer Drehung des Eingangszahnrads 11.
Das Eingangszahnrad 11 greift in eine Außenverzahnung eines Zwischen- oder ersten Zahnrads 12 ein, das Teil eines Verbundzahnrads ist. Das Verbundzahnrad ist am Endoskopgriff 2 über einen zweiten Schaft 13 abgestützt. Das Verbundzahnrad umfasst ferner ein Ausgangszahnrad oder zweites Zahnrad 14, das drehfest mit dem Zwischenzahnrad 12 verbunden ist. Somit ist das Eingangszahnrad 11 so konfiguriert, dass es das Zwischenzahnrad 13 antreibt, das sich dann zusammen mit dem Ausgangszahnrad 14 dreht. Das Ausgangszahnrad 14 greift in eine Verzahnung einer Zahnstange 15a, 15b oder eines Zahnstangenelements ein, die im Wesentlichen tangential zum Ausgangszahnrad 14 verläuft und sich in Richtung eines distalen Endes des Endoskopgriffs 2 erstreckt. Die Zahnstange 15a, 15b oder das Zahnstangenelement ist am Endoskopgriff 2 so gelagert, dass sie entlang ihrer Zahnstangen-Erstreckungsrichtung verschiebbar ist, d.h. in proximaler oder distaler Richtung. Somit treibt das Ausgangszahnrad 14 die Zahnstange 15a, 15b an, um eine translatorische Bewegung entlang der Zahnstangen-Erstreckungsrichtung durchzuführen.
Das Ausgangszahnrad 14 ist an einem zentralen Abschnitt des Endoskopgriffs 2 in Bezug auf die Erstreckungsrichtung der Zahnstange angeordnet, d. h. zwischen dem proximalen und dem distalen Endabschnitt des Endoskopgriffs 2. Das heißt, es gibt Raum für die translatorische Bewegung der Zahnstange 15a, 15b sowohl in proximaler als auch in distaler Richtung, ausgehend vom Ausgangszahnrad 14 oder, genauer gesagt, von einem Eingriffsbereich, in dem die jeweiligen Verzahnungen des Ausgangszahnrads 14 und der Zahnstange 15a, 15b ineinandergreifen oder in Eingriff stehen.
Insbesondere sind bei der vorliegenden Ausführungsform eine erste Zahnstange 15a und eine zweite Zahnstange 15b bzw. ein Zahnstangenelement entsprechend auf gegenüberliegenden Seiten des Ausgangszahnrads 14 angeordnet und greifen in dessen Verzahnung ein. Die Zahnstangen 15a, 15b verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Beide Zahnstangen 15a, 15b greifen in das Ausgangszahnrad 14 ein, so dass eine Drehung des Ausgangszahnrads 14 eine der Zahnstangen in die proximale Richtung und die andere der Zahnstangen 15a, 15b in die distale Richtung bewegt. Ein distaler Teil jeder Zahnstange 15a, 15b ist an einem entsprechenden der Steuerdrähte 8a, 8b befestigt. Somit wird die Translationsbewegung der Zahnstangen 15a, 15b auf die Steuerdrähte 8a, 8b übertragen. Insbesondere führt die Bewegung der Zahnstange 15a, 15b, die sich in proximaler Richtung bewegt, zu einem Ziehen des entsprechenden Steuerdrahtes 8a, 8b mit der Biegekraft, die dann über den Steuerdraht 8a, 8b auf den Biegeabschnitt 5 übertragen wird, um dessen Biegebewegung zu bewirken. Zusammenfassend wird eine von einem Benutzer auf das Bedienelement 7 aufgebrachte Betätigungskraft von dem Bedienelement 7 in dieser Reihenfolge über den ersten Schaft 10, das Eingangszahnrad 11, das Zwischenzahnrad 12 und das Ausgangszahnrad 14 auf die Zahnstangen 15a, 15b übertragen und dann zumindest von der sich in proximaler Richtung bewegenden Zahnstange 15a, 15b über den entsprechenden Steuerdraht 8a, 8b als Biegekraft auf den Biegeabschnitt 5 übertragen.
In dieser beispielhaften Ausführungsform ist eine Montageplatte 16 zur Befestigung der Getriebeanordnung 9 vorgesehen. Die Montageplatte 16 ist innerhalb des Endoskopgriffs 2 an einem Gehäuse desselben über eine Koppelstruktur 17 wie Schnappstifte, Nieten, Schrauben oder dergleichen befestigt. Die Montageplatte 16 umfasst Halterungen für den ersten Schaft 10 und den zweiten Schaft 13. Ferner bildet die Montageplatte 16 Führungsnuten oder Führungsschienen 18, die so gestaltet sind, dass sie in entsprechende Strukturen der Zahnstangen 15a, 15b eingreifen, um die Translationsbewegung der Zahnstangen 15a, 15b entlang der Führungsnuten oder Führungsschienen 18 zu führen.
4 zeigt schematisch einen Steuermechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede. Anstatt parallel zueinander zu verlaufen, sind die Zahnstangen 15a, 15b bzw. das Zahnstangenelement in einem Winkel 2*α zueinander angeordnet, so dass ein Abstand zwischen den Zahnstangen 15a, 15b zu den distalen Enden der Zahnstangen 15a, 15b hin abnimmt. Insbesondere sind die Zahnstangen 15a, 15b symmetrisch in Bezug auf eine Symmetrieebene angeordnet, die durch den ersten und zweiten Schaft oder Schaftachse 10, 13 verläuft. Vorzugsweise kreuzen sich die Steuerdrähte 8a, 8b in einem Bereich, in dem sich die Erstreckungsrichtungen der Zahnstangen 15a, 15b und die Symmetrieebene mit minimalem Abstand schneiden oder aneinander vorbeigehen. Ferner ist zu beachten, dass das Eingangszahnrad 11 und das Verbundzahnrad 12, 14, insbesondere ihre Abmessungen und Anordnungen, zwar vereinfacht dargestellt sind, aber im Wesentlichen denen der ersten Ausführungsform entsprechen können.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen des Endoskops 1, genauer gesagt der Getriebeanordnung 9, offenbart, die ein variables Übersetzungsverhältnis der Gesamtgetriebeanordnung in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich des Steuermechanismus vorsehen.
Im Detail zeigt 5 schematisch einen Steuermechanismus eines Endoskops 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung. Die Getriebeanordnung 9 entspricht im Wesentlichen der in 3 gezeigten, mit der Ausnahme, dass eine zusätzliche Übertragungsstufe wie folgt vorgesehen ist. Das Eingangszahnrad 11 ist mit einem ersten Eingangszahnradabschnitt 19 und einem zweiten Eingangszahnradabschnitt 20 versehen, die jeweils als verzahnte Ringe ausgebildet sind, die in Richtung des ersten Schaftes 10 axial zueinander versetzt sind und die unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen, so dass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bzw. Drehzahlverhältnisse vorliegen. Ferner ist das Zwischenzahnrad 12 mit einem ersten Zwischenzahnradabschnitt 21 und einem zweiten Zwischenzahnradabschnitt 22 versehen, die jeweils als verzahnte Ringe ausgebildet sind, die in Richtung des zweiten Schafts 13 axial zueinander versetzt sind. Ferner haben der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 und der zweite Zwischenzahnradabschnitt 22 unterschiedliche Teilkreisdurchmesser, die jeweils an den ersten Eingangszahnradabschnitt 19 und den zweiten Eingangszahnradabschnitt 20 angepasst sind. D.h. der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 ist so konfiguriert, dass er mit dem ersten Eingangszahnradabschnitt 19 ineinandergreift, und der zweite Zwischenzahnradabschnitt 22 ist so konfiguriert ist, dass er mit dem zweiten Eingangszahnradabschnitt 20 ineinandergreift.
Im Folgenden wird auf die 6A und 6B verwiesen, die einen bestimmten Drehablauf des Eingangszahnrads 11 und des Zwischenzahnrads 12 bei deren Drehantrieb zeigen, wobei die 6A und 6B entgegengesetzte Ansichten desselben Ablaufs zeigen, d.h. eine Vorder- und eine Rückansicht.
Der erste Eingangszahnradabschnitt 19 (in den 6A und 6B am jeweiligen Eingangszahnrad 11, dem oberen der Zahnräder, dargestellt) und der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 (in 6B am Zwischenzahnrad 12, dem unteren der Zahnräder, dargestellt) haben nur in einem ersten Drehwinkelbereich ihrer Peripherie/ ihres Außenumfangs Zähne. Somit greifen der erste Eingangszahnradabschnitt 19 und der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 nur dann ineinander, wenn die genannten ersten Drehwinkelbereiche einander zugewandt sind und ihre jeweiligen Zähne ineinander greifen bzw. so angeordnet sind, dass sie einander berühren. In ähnlicher Weise haben der zweite Eingangszahnradabschnitt 20 (in 6A am Eingangszahnrad 11 dargestellt) und der zweite Zwischenzahnradabschnitt 22 (in 6A und 6B am Zwischenzahnrad 12 dargestellt) nur an einem Teil ihres Umfangs Zähne. Daher greifen sie nur in einem zweiten Drehwinkelbereich des Eingangszahnrads 11 und des Zwischenzahnrads 12 ineinander, wenn ihre jeweiligen Zähne so positioniert sind, dass sie einander berühren. In diesem Beispiel umfassen die ersten Drehwinkelbereiche der ersten Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitte im Wesentlichen 270° oder drei Viertel ihres Umfangs. Mit anderen Worten sind die verzahnten Ringe, die die jeweiligen Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitte 19, 20, 21, 22 bilden, nur teilweise verzahnt oder weisen entlang ihres Außenumfangs zahnlose Lücken auf.
Der erste Drehwinkelbereich und der zweite Drehwinkelbereich des Eingangszahnrads 11 bzw. des Zwischenzahnrads 12 sind voneinander verschieden und überschneiden sich nicht. Insbesondere liegen der erste Drehwinkelbereich und der zweite Drehwinkelbereich in Umfangsrichtung vorzugsweise direkt nebeneinander. Somit sind entweder der erste Eingangszahnradabschnitt 19 und der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 oder der zweite Eingangszahnradabschnitt 20 und der zweite Zwischenzahnradabschnitt 22 im Eingriff (d.h. nicht beide gleichzeitig). D.h., die zahnlose Lücke der ersten Zwischen- und Eingangszahnradabschnitte 19, 21 ist im gleichen Drehwinkelbereich angeordnet wie ein gezahnter Abschnitt der jeweiligen zweiten Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitte 20, 22 und umgekehrt. Der erste Drehwinkelbereich und der zweite Drehwinkelbereich definieren zwei unterschiedliche Betriebsbereiche.
Die in den 6A und 6B gezeigte Rotationssequenz veranschaulicht einen Übergang oder Transfer von einem Eingriff im ersten Drehwinkelbereich zu einem Eingriff im zweiten Drehwinkelbereich. In 6B zeigt die erste sequenzielle Position auf der linken Seite, dass der erste Eingangszahnradabschnitt 19 mit dem ersten Zwischenzahnradabschnitt 21 in Eingriff steht. In der gleichen sequentiellen Position, wie in 6A links dargestellt, passieren die zahnlosen Lücken der zweiten Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitte 20, 22 einander ohne Eingriff.
Das Eingangszahnrad 11 dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und treibt das Zwischenzahnrad 12 zu einer Drehung im Uhrzeigersinn an, bis die Zähne des ersten Eingangszahnradabschnitts 19 und des ersten Zwischenzahnradabschnitts 21 ineinander greifen, wie in der zweiten oder mittleren sequenziellen Position in 6B dargestellt. Die ersten bzw. letzten Zähne beziehen sich auf die Zähne, die in der Reihenfolge des Eingriffs bzw. der Drehrichtung des Eingangs- und des Zwischenzahnrads 11, 12 als erste bzw. letzte (d. h. neben den jeweiligen zahnlosen Lücken) angeordnet sind. In dieser Position befinden sich die Zähne des zweiten Eingangszahnradabschnitts 20 und des zweiten Zwischenzahnradabschnitts 22 nahe beieinander, wie in der zweiten oder mittleren sequenziellen Position in 6A dargestellt ist. Man beachte, dass in 6A, die eine Ansicht von einer gegenüberliegenden Seite im Vergleich zur Ansicht von 6B ist, das Eingangszahnrad im Uhrzeigersinn und das Zwischenzahnrad gegen den Uhrzeigersinn rotiert.
Wenn sich dann das Eingangszahnrad 11 weiterdreht, gibt einer der letzten Zähne des ersten Eingangszahnradabschnitts 19 einen letzten Stoß an einen der letzten Zähne des ersten Zwischenzahnradabschnitts 21, wie in der letzten/rechten sequenziellen Position in 6B dargestellt. Am Ende dieses Stoßes greifen die ersten Zähne des zweiten Eingangszahnradabschnitts 20 in die ersten Zähne des zweiten Zwischenzahnradabschnitts 22 ein, wie in der letzten aufeinanderfolgenden Position rechts in 6A dargestellt. Danach passieren die zahnlosen Lücken des ersten Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitts 19, 21 einander ohne Eingriff.
Der erste Zwischenzahnradabschnitt 21 und der zweite Zwischenzahnradabschnitt 22 haben unterschiedliche Teilkreisdurchmesser. In dieser bevorzugten Ausführungsform hat der erste Eingangszahnradabschnitt 19 einen größeren Teilkreisdurchmesser als der zweite Eingangszahnradabschnitt 20, so dass ein höheres Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wenn der jeweilige erste Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitt 19, 21 ineinander greifen, als wenn der jeweilige zweite Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitt 20, 22 ineinander greifen. Während der in den 6A und 6B gezeigten Sequenz ist also das Übersetzungsverhältnis relativ hoch, d.h. das Verbundzahnrad 12, 14 wird mit einer relativ hohen Drehzahl gedreht. Dies trägt zu einem relativ hohen Übersetzungsverhältnis der gesamten Getriebeanordnung 9 bei. Im Anschluss an diese Sequenz wird das Übersetzungsverhältnis relativ niedrig sein, was zu einer relativ niedrigen Drehzahl des Verbundzahnrads 12, 14 führt. Dies trägt zu einem relativ geringen Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung 9 bei.
Vorzugsweise entspricht die Neutralstellung des Steuermechanismus einem Zustand der Getriebeanordnung 9, in dem der erste Eingangs- und der Zwischenzahnradabschnitt in der Mitte des ersten Drehwinkelbereichs in Eingriff stehen, so dass ausgehend von der Neutralstellung eine relativ große Biegebewegung in jeder Biegerichtung möglich ist. Umgekehrt greifen, wenn der Biegeabschnitt 5 mit einem großen Biegewinkel gebogen wird und eine höhere Biegekraft für die weitere Biegung erforderlich ist, der zweite Eingangs- und Zwischenzahnradabschnitt dort ein, wo das Übersetzungsverhältnis relativ gering ist.
7A und 7B zeigen einen Steuermechanismus eines Endoskops 1 gemäß einer anderen Ausführungsform, der eine Getriebeanordnung 9 umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bei unterschiedlichen Betriebsbereichen bereitstellt. Der in den 7A und 7B dargestellte Steuermechanismus entspricht im Wesentlichen dem in 1 beispielhaft dargestellten, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede. Die Zahnstangen 15a, 15b haben Zahnstangenzähne mit einer variablen Teilung (d.h. einer Breite von einem Zahn und einer Lücke zwischen dem jeweiligen Zahn und seinem Nachbarzahn). Insbesondere hat jede Zahnstange 15a, 15b einen Mittenabschnitt 23a, 23b, bei dem die Teilung relativ breit/groß ist und ein Kontakt-/Teilkreisdurchmesser des Ausgangszahnrads 14 in Bezug auf seinen Eingriff mit der Zahnstange 15a, 15b relativ groß ist, was unter Bezugnahme auf 8 unten im Einzelnen erörtert wird. Wenn das Ausgangszahnrad 14 in die Zahnstangen 15a, 15b in ihren Mittenabschnitten 23a, 23b eingreift, wie es in 7A dargestellt ist, werden die Zahnstangen 15a, 15b mit einer relativ hohen Zahnstangengeschwindigkeit bewegt. Ein Bewegungsverhältnis des Eingriffs der Zahnstangen 15a, 15b und des Ausgangszahnrads 14 entspricht einem Verhältnis zwischen der Drehzahl des Ausgangszahnrads 14 und der resultierenden Geschwindigkeit der Zahnstangen 15a, 15b. Wenn also das Ausgangszahnrad 14 in den Mittenabschnitt der Zahnstangen 15a, 15b eingreift, wird ein relativ hohes Übersetzungsverhältnis erreicht. Dies trägt zu einem relativ hohen Übersetzungsverhältnis der gesamten Getriebeanordnung 9 bei. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein großer Teilkreisdurchmesser/ Zahnradkontaktdurchmesser zu einem hohen Übersetzungsverhältnis/ Bewegungsverhältnis führt.
Auf beiden Seiten des Mittenabschnitts 23a, 23b hat die jeweilige Zahnstange 15a, 15b einen Außenabschnitt 24a, 24b, wo die Teilung relativ eng/klein ist. Wenn das Ausgangszahnrad 14 in die Zahnstangen 15a, 15b in ihren Außenabschnitten 24a, 24b eingreift, wie in 7B dargestellt, werden die Zahnstangen 15a, 15b mit einer relativ geringen Zahnstangengeschwindigkeit bewegt. Wenn das Ausgangszahnrad 14 in einen der Außenabschnitte jeder der beiden Zahnstangen 15a, 15b eingreift, wird also ein relativ niedriges Übersetzungsverhältnis erreicht. Dies trägt zu einem relativ geringen Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung 9 bei. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein kleiner Teilkreisradius/ Zahnkontaktdurchmesser zu einem geringen Übersetzungsverhältnis führt.
Wenn das Ausgangszahnrad 14 in die Zahnstangen 15a, 15b in ihren Mittenabschnitten 23a, 23b eingreift, wie in 7A dargestellt, befindet sich der Biegeabschnitt 5 vorzugsweise in der Neutralstellung. In diesem Fall ist zum Biegen des Biegeabschnitts 5 keine größere Biegekraft erforderlich. Eine kleine Betätigung des Bedienelements durch einen Benutzer führt zu einer schnellen Biegebewegung des Biegeabschnitts 5 aus der Neutralstellung heraus. Wenn der Biegeabschnitt 5 weiter gebogen wird, greift das Ausgangszahnrad 14 in die Zahnstangen 15a, 15b an einem ihrer jeweiligen Außenabschnitte 24a, 24b ein, wie in 7B dargestellt. Dann wird der Biegeabschnitt 5 in einem relativ großen Winkel gebogen und das weitere Biegen erfordert eine höhere Biegekraft, die aufgrund der relativ niedrigen Zahnstangengeschwindigkeit und des geringeren Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Ausgangszahnrad 14 und den Zahnstangen 15a, 15b bereitgestellt wird.
8 zeigt eine Beziehung zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Ausgangszahnrad 14. Links ist eine Zahnstange 15a, 15b mit einer engen Teilung P1 dargestellt, die einem engen Teilungsbereich wie den Außenabschnitten 24a, 24b der in den 7A und 7B dargestellten Zahnstangen 15a, 15b entspricht. Die entsprechenden Zahnstangenzähne sind schmal und liegen eng beieinander. Auf der rechten Seite ist eine Zahnstange 15a, 15b mit einer großen Teilung P2 dargestellt, die einem großen Teilungsbereich wie den Mittenabschnitten 23a, 23b der in den 7A und 7B gezeigten Zahnstangen 15a, 15b entspricht. In diesem Fall sind die Zähne der Zahnstange, die vorzugsweise gerade Flanken haben, breiter und weiter voneinander entfernt.
Ein Kontaktpunkt K zwischen den Zähnen des Ausgangszahnrads 14 und den Zähnen der Zahnstange im weiten Teilungsbereich liegt im Durchschnitt näher an der Achse des zweiten Schafts 13. Außerdem ist die Geschwindigkeit der Zahnstange proportional zur Drehzahl des Ausgangszahnrads 14 und seinem Teilkreisradius ((durchschnittlicher) Radius, bei dem die Zähne der Zahnstange und die Zähne des Ausgangszahnrads 14 einander berühren). Daher ist der resultierende Teilkreisradius R1 während des Eingriffs des Ausgangszahnrads 14 und der Zahnstangen 15a, 15b im engen Teilungsbereich kleiner als ein Teilungsradius R2 im weiten Teilungsbereich, und dementsprechend ist das Bewegungsverhältnis geringer.
Ferner ist ein Eingriffswinkel β1 eines Kontakts zwischen den Zähnen des Ausgangszahnrads 14 und den Zähnen der Zahnstange im engen Teilungsbereich kleiner als im weiten Teilungsbereich. Dies ist insbesondere bei dem in 8 dargestellten Beispiel der Fall, bei dem das Ausgangszahnrad 14 eine Evolventenverzahnung aufweist und ein Winkel der Zahnflanken der Zahnstange 15a, 15b dem Eingriffswinkel entspricht. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Eingriffswinkel β1 im engen Teilungsbereich 20° und der Eingriffswinkel β2 im breiten Teilungsbereich 40°.
Zur Veranschaulichung des Prinzips der variablen Zahnteilung, wie es z. B. in Steuermechanismen von Kraftfahrzeugen verwendet wird, veranschaulichen die 9 und 10 eine Modifikation der in den 7A, 7B und 8 offenbarten Ausführungsform. Konkret haben die Zahnstangen 15a, 15b, von denen eine in 9 gezeigt ist, eine enge Teilung an ihren Mittenabschnitten 23a, 23b und eine weite Teilung an ihren Außenabschnitten 24a, 24b. 10 ist ein Diagramm, das das Bewegungsverhältnis des Eingriffs zwischen den Zahnstangen 15a, 15b und dem Ausgangszahnrad 14 gemäß dieser Ausführungsform in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Ausgangszahnrads 14 zeigt. Der mit „0“ gekennzeichnete Drehwinkel entspricht der Neutralstellung des Biegeabschnitts 4 des Endoskops. Bei einer Drehung des Ausgangszahnrads in eine beliebige Richtung, ausgehend von der Neutralstellung, werden die Zahnstangen 15a, 15b zunächst an ihren Mittenabschnitten 23a, 23b eingerastet und mit einem geringen Bewegungsverhältnis (bei kleinem Teilkreisdurchmesser) bewegt. Wenn der Eingriff von den Mittenabschnitten 23a, 23b zu den jeweiligen Außenabschnitten 24a, 24b übergeht, erhöht sich das Bewegungsverhältnis auf das einem großen Teilkreisdurchmesser entsprechende Bewegungsverhältnis, das beim Eingriff an den Außenabschnitten 24a, 24b erreicht wird. Bei Endoskopen ist es im Allgemeinen bevorzugt, in der Neutralstellung, d. h. gegenüber der Darstellung in den 9 und 10, eine große Teilung zu haben.
11 zeigt eine alternative Ausführungsform des Eingangszahnrads 11 und des Zwischenzahnrads 12 des Endoskops 1, die so konfiguriert sind, dass sie je nach Betriebsbereich unterschiedliche Getriebebereiche bieten. Das Eingangszahnrad 11 und das Zwischenzahnrad 12 haben einen elliptischen Querschnitt mit gleichen Abmessungen und sind um 90° versetzt zueinander ausgerichtet. Das Eingangszahnrad 11 und das Zwischenzahnrad 12 greifen ineinander. Wenn das Eingangszahnrad 12 zur Drehung angetrieben wird, wechselt sein Eingriffspunkt zwischen seinen Scheitelpunkten und seinen Co-Scheitelpunkten bzw. einem Co-Scheitelpunkt und einem Scheitelpunkt des Zwischenzahnrads 14, wodurch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse entstehen.
12 zeigt schematisch eine weitere alternative Ausführungsform, die so ausgestaltet ist, dass je nach Betriebsbereich unterschiedliche Getriebebereiche zur Verfügung stehen. Das Ausgangszahnrad 14 weist einen ersten Ausgangszahnradabschnitt 26 und einen zweiten Ausgangszahnradabschnitt 27 auf, die jeweils als verzahnte Ringe ausgebildet sind und in axialer Richtung des zweiten Schafts 13 axial nebeneinander angeordnet sind. Der erste und der zweite Ausgangszahnradabschnitt 26, 27 weisen unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf und sorgen somit für unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bzw. Drehzahlverhältnisse. Die entsprechende Zahnstange 15a, 15b (oder Zahnstangen, wobei nur eine dargestellt ist) ist mit einer ersten Zahnreihe 28 und einer zweiten Zahnreihe 29 versehen, die in einer Breitenrichtung der Zahnstange 15a, 15b aneinander angrenzen, entsprechend dem axialen Versatz der ersten und zweiten Ausgangszahnradabschnitte 26, 27. Ferner sind die ersten und die zweiten Zahnreihen 28, 29 in einer Tiefen- oder Dickenrichtung der Zahnstange 15a, 15b (d.h. in einer radialen Richtung in Bezug auf das Ausgangszahnrad 14) gegeneinander versetzt, entsprechend den unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern der Ausgangszahnradabschnitte 26, 27. Mit anderen Worten ist der erste Ausgangszahnradabschnitt 26 so gestaltet, dass er in die erste Zahnreihe 28 eingreift, und ist der zweite Ausgangszahnradabschnitt 27 so gestaltet, dass er in die zweite Zahnreihe 29 eingreift.
Der erste Ausgangszahnradabschnitt 26 und die erste Zahnreihe 28 bilden Elemente eines ersten Ausgangseingriffssatzes. Der zweite Ausgangszahnradabschnitt 27 und die zweite Zahnreihe 29 bilden Elemente eines zweiten Ausgangseingriffssatzes. Ähnlich wie bei der in den 5, 6A und 6B beschriebenen Ausführungsform hat mindestens ein Element des ersten Ausgangszahnradabschnitts nur in einem Abschnitt Zähne, der einem (ersten) Betriebsbereich entspricht (d.h. eine zahnlose Lücke in einem Bereich, der einem anderen/zweiten Betriebsbereich entspricht, der sich von dem einen/ersten Betriebsbereich unterscheidet). Auf diese Weise ist ein Eingriff zwischen den Elementen in dem entsprechenden (ersten) Betriebsbereich vorgesehen, und in dem anderen (zweiten) Betriebsbereich wird der Eingriff verhindert. Darüber hinaus hat mindestens ein Element des zweiten Ausgangseingriffssatzes nur an einem Abschnitt Zähne, der dem anderen (zweiten) Betriebsbereich entspricht (d. h. eine zahnlose Lücke in einem Bereich, der dem einen/ersten Betriebsbereich entspricht). Auf diese Weise wird in dem entsprechenden anderen (zweiten) Betriebsbereich ein Eingriff zwischen den Elementen hergestellt, und in dem einen (ersten) Betriebsbereich wird der Eingriff verhindert.
Die 13 bis 15 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die in 14 gezeigten Eingangs- und Zwischenzahnräder 12, 14 und deren Anordnung entsprechen beispielhaft derjenigen von 5. Die ersten und zweiten Zahnstangen 15a, 15b sind in dieser Ausführungsform als erste und zweite Zahnstangenabschnitte vorgesehen, die an ihren proximalen Enden über einen flexiblen Verbindungsabschnitt 25 verbunden sind. Die Zahnstangenabschnitte und der Verbindungsabschnitt 25 sind vorzugsweise einstückig geformt. Der Verbindungsabschnitt 25 hat eine Verzahnung, die für den Eingriff mit dem Ausgangszahnrad 14 ausgebildet ist. Die Zahnstangenabschnitte können starr, gerade und parallel zueinander sein, wie in 14 dargestellt. Alternativ kann, als eine in 15 dargestellte Abwandlung, eine einzelne, (vollständig) flexible Zahnstange 15a, 15b, 25, auch als einteiliges Zahnstangenelement bezeichnet, einstückig aus einem Material geformt sein, wie das in 13 beispielhaft Dargestellte (Zahnräder sind nur zur besseren Veranschaulichung der Verzahnung dargestellt). In diesem Fall kann der Endoskopgriff 2 so gestaltet sein, dass er die flexible Zahnstange 15a, 15b, 25 in einer das Ausgangszahnrad 14 umgebenden Schlaufe hält. Ein Eingangszahnrad 11 ist in 15 nicht dargestellt, da die schlaufenförmigen Endabschnitte der flexiblen Zahnstange 15a, 15b, 25, die zur Fixierung der Steuerdrähte 8a, 8b ausgebildet sind, so geführt sind, dass sie sich von einem Eingriffsbereich, in dem sie in das Ausgangszahnrad eingreifen, im Wesentlichen diagonal in distaler Richtung und aufeinander zu erstrecken. D.h. ein Abstand zwischen den Endabschnitten der flexiblen Zahnstange 15a, 15b wird in distaler Richtung verringert.
16 zeigt schematisch einen Einführstrang 3 eines Endoskops 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einem 4-Richtungen-Biegemechanismus. Der Aufbau des Endoskops 1 und seines Einführstrangs 3 entspricht im Wesentlichen dem Endoskop der 1. Der 4-Richtungen-Biegemechanismus umfasst einen ersten Steuermechanismus, der im Wesentlichen einem der oben beschriebenen Steuermechanismen entspricht und der ein Schwenken/ Verschwenken der distalen Spitzeneinheit 6 in einer ersten Biegeebene (mit einer durchgehenden Linie gezeichnet) über erste und zweite Steuerdrähte 8a, 8b ermöglicht. Weiterhin umfasst der 4-Richtungen-Biegemechanismus einen zweiten Steuermechanismus, der im Wesentlichen einem der oben beschriebenen Steuermechanismen entspricht und der ein Schwenken/ Verschwenken der distalen Spitzeneinheit 6 in einer zweiten Biegeebene (gestrichelt gezeichnet) über dritte und vierte Steuerdrähte 30a, 30b ermöglicht. Die jeweiligen Steuerdrähte werden entsprechend den ihnen jeweils zugeordneten Biegerichtungen, z.B. oben, unten, links und rechts, an unterschiedliche Umfangspositionen innerhalb des/zum Einführstrang geführt. Die erste Biegeebene und die zweite Biegeebene sind vorzugsweise orthogonal zueinander ausgerichtet.
Der erste Steuermechanismus ist vorzugsweise ähnlich aufgebaut wie der zweite Steuermechanismus, wie in 17 dargestellt. 17 zeigt eine Seitenansicht des 4-Richtungen-Biegemechanismus mit dem ersten und zweiten Steuermechanismus, die beispielhaft dem in 3 offenbarten Steuermechanismus entsprechen und nicht näher beschrieben sind. Es ist zu beachten, dass in der Seitenansicht von 17 nur eine der ersten und zweiten Zahnstangen 15a, 15b und dementsprechend auch nur einer der ersten und zweiten Steuerdrähte 8a, 8b dargestellt ist. Der erste und/oder zweite Steuermechanismus könnte jedoch alternativ auch entsprechend einer der oben beschriebenen anderen Ausführungsformen aufgebaut sein.
Der zweite Steuermechanismus hat ähnlich wie der erste Steuermechanismus, der unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, eine zweite Getriebeanordnung 31. Die zweite Getriebeanordnung 31 umfasst ein zweites Eingangszahnrad 32, das mit einem zweiten Zwischenzahnrad 33 in Eingriff steht. Das zweite Zwischenzahnrad 33 ist drehfest mit einem zweiten Ausgangszahnrad 34 verbunden, wodurch ein zweites Verbundzahnrad 33, 34 gebildet wird, das mit einer dritten Zahnstange 35a und einer vierten Zahnstange 35b in Eingriff steht und zwischen diesen eingefügt ist. Die dritte und vierte Zahnstange 35a, 35b sind entsprechend mit den dritten und vierten Steuerdrähten 30a, 30b verbunden. Wenn also das zweite Eingangszahnrad 32 in Drehung versetzt wird, treibt es das zweite Zwischenzahnrad 33 und das zweite Ausgangszahnrad 34 an. Das zweite Ausgangszahnrad 34 treibt eine der dritten und vierten Zahnstangen 35a, 35b in der proximalen Richtung an, um den jeweiligen der Steuerdrähte 30a, 30b zu ziehen, um das Biegen des Biegeabschnitts 5 in einer Richtung der zweiten Biegeebene zu bewirken. Ferner treibt das zweite Ausgangszahnrad 34 die andere der dritten und vierten Zahnstangen 35a, 35b in der distalen Richtung an, um den jeweils anderen der Steuerdrähte 30a, 30b zu lösen.
Das zweite Eingangszahnrad 32 wird von einem dritten Schaft getragen, der die gleiche Schaftachse 10 wie der erste Schaft haben kann. Ferner wird das zweite Verbundzahnrad 33, 34 von einem vierten Schaft getragen, der die gleiche Schaftachse 13 wie der zweite Schaft haben kann. Vorzugsweise können die erste und die dritte Schaftachse ineinander angeordnet sein. Ebenso können die zweite und die vierte Schaftachse ineinander angeordnet sein. Zwischen den ersten und zweiten Getriebeanordnungen 9, 31 ist eine statische Schicht S vorgesehen. Die statische Schicht ist vorzugsweise mit einer Innenfläche des Endoskopgriffs 2 verbunden oder befestigt und kann eine Stütze oder ein Lager für den ersten Schaft 10 und/oder den zweiten Schaft 13 und/oder den dritten Schaft und/oder den vierten Schaft bilden.
Bezugszeichenliste

1: Endoskop
2: Endoskopgriff
3: Einführstrang
4: Einführschlauch
5: Biegeabschnitt
6: Distale Spitzeneinheit
7: Bedienelement
8a, 8b: Erste und zweite Steuerdrähte
9: Getriebeanordnung
10: Erster Schaft oder erste Schaftachse
11: Eingangszahnrad
12: Zwischenzahnrad (Verbundzahnrad)
13: Zweiter Schaft oder zweite Schaftachse
14: Ausgangszahnrad (Verbundzahnrad)
15a, 15b: Erste und zweite Zahnstangen / Zahnstangenelemente / Zahnstangenabschnitte
16: Montageplatte
17: Koppelstruktur (Einraststifte / Nieten)
18: Führungsnuten oder -schienen
19: Erster Eingangszahnradabschnitt
20: Zweiter Eingangszahnradabschnitt
21: Erster Zwischenzahnradabschnitt
22: Zweiter Zwischenzahnradabschnitt
23a, 23b: Erster und zweiter Mittenabschnitt der Zahnstangen
24a, 24b: Außenabschnitt der Zahnstangen
25: Verbindungsabschnitt
26: Erster Ausgangszahnradabschnitt
27: Zweiter Ausgangszahnradabschnitt
28: Erste Zahnreihe der Zahnstange
29: Zweite Zahnreihe der Zahnstange
30a, 30b: Dritte und vierte Steuerdrähte des zweiten Steuermechanismus
31: Zweite Getriebeanordnung
32: Zweites Eingangszahnrad
33: Zweites Zwischenzahnrad
34: Zweites Ausgangszahnrad
35a, 35b: Dritte und vierte Zahnstangen / Zahnstangenelemente
M: Monitor
K: Kontaktpunkt
S: Statische Schicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4617914 [0005]

Claims

Endoskop (1) mit: einem proximalen Endoskopgriff (2); einem Einführstrang (3), der einen Einführschlauch (4), einen Biegeabschnitt (5) und eine distale Spitzeneinheit (6) umfasst und so gestaltet ist, dass er in eine Körperhöhle eines Patienten eingeführt werden kann, wobei der Einführschlauch (4) und der Biegeabschnitt (5) den Endoskopgriff (2) mit der distalen Spitzeneinheit (6) verbinden; einem Steuermechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit (6) in einer Biegeebene durch Biegen des Biegeabschnitts (5) biegt, wobei der Steuermechanismus Folgendes umfasst: ein am Endoskopgriff (2) vorgesehenes Bedienelement (7); einen Steuerdraht (8a, 8b) zum Steuern einer Biegebewegung des Biegeabschnitts (5), wobei sich der Steuerdraht (8a, 8b) durch den Einführschlauch (4) und den Biegeabschnitt (5) erstreckt; und eine Getriebeanordnung (9), die im Endoskopgriff (2) untergebracht ist und das Bedienelement (7) mit dem Steuerdraht (8a, 8b) verbindet; wobei die Getriebeanordnung (9) Folgendes umfasst: einen ersten Schaft (10), der drehbar am Endoskopgriff (2) gelagert ist und an dem das Bedienelement (7) befestigt ist; ein Eingangszahnrad (11) mit einer Außenverzahnung, das auf dem ersten Schaft (10) montiert ist; ein Verbundzahnrad (12, 14) mit einem Zwischenzahnrad (12) und einem Ausgangszahnrad (14), wobei das Zwischenzahnrad (12) und das Ausgangszahnrad (14) jeweils eine Außenverzahnung aufweisen und das Zwischenzahnrad (12) durch das Eingangszahnrad (11) antreibbar ist; einen zweiten Schaft (13), auf dem das Verbundzahnrad (12, 14) montiert ist; und eine Zahnstange (15a, 15b), die in das Ausgangszahnrad (14) eingreift und mit dem Steuerdraht (8a, 8b) verbunden ist.
Endoskop (1) nach Anspruch 1, wobei die Zahnstange eine erste Zahnstange (15a) ist; der Steuerdraht ein erster Steuerdraht (8a) ist; und das Endoskop (1) ferner einen zweiten Steuerdraht (8b) zur Steuerung der Biegebewegung des Biegeabschnitts (5) umfasst, wobei sich der zweite Steuerdraht (8b) durch den Einführschlauch (4) und den Biegeabschnitt (5) erstreckt; und die Getriebeanordnung (9) ferner eine zweite Zahnstange (15b) umfasst, die in das Ausgangszahnrad (14) eingreift und mit dem zweiten Steuerdraht (8b) verbunden ist.
Endoskop (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Steuerdraht (8a) und der zweite Steuerdraht (8b) so angeordnet sind, dass sie sich, vorzugsweise nur einmal, kreuzen.
Endoskop (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Zahnstange (15a) und die zweite Zahnstange (15b) derart zueinander angeordnet, vorzugsweise abgewinkelt, sind, dass ein Abstand zwischen der ersten Zahnstange (15a) und der zweiten Zahnstange (15b) zu distalen Enden der ersten Zahnstange (15a) und der zweiten Zahnstange (15b) hin abnimmt.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste Zahnstange (15a) ein erster Zahnstangenabschnitt ist und die zweite Zahnstange (15b) ein zweiter Zahnstangenabschnitt ist und der erste Zahnstangenabschnitt und der zweite Zahnstangenabschnitt proximal über einen Verbindungsabschnitt (25) miteinander verbunden sind.
Endoskop (1) nach Anspruch 5, wobei der erste Zahnstangenabschnitt, der zweite Zahnstangenabschnitt und der Verbindungsabschnitt (25) einstückig miteinander ausgebildet, vorzugsweise geformt, sind und ein einteiliges Zahnstangenbauteil bilden, das zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über seine gesamte Länge, flexibel ist.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Schaft (10) mit dem Bedienelement (7) und dem Eingangszahnrad (11) proximal zu dem zweiten Schaft (13) mit dem Verbundzahnrad (12, 14) angeordnet ist.
Endoskop (1) nach Anspruch 7, wobei der zweite Schaft (13) an einer zentralen Position des Endoskopgriffs (2) angeordnet ist.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Steuermechanismus Folgendes umfasst einen ersten Betriebsbereich, der eine neutrale Position einschließt, in der die distale Spitzeneinheit (6) nicht durch den Steuermechanismus gebogen ist, und einen zweiten Betriebsbereich, der eine maximal gebogene Position einschließt, in der die distale Spitzeneinheit (6) durch den Steuermechanismus maximal gebogen ist, und wobei ein Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung (9) im ersten Betriebsbereich von einem Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung (9) im zweiten Betriebsbereich verschieden ist.
Endoskop (1) nach Anspruch 9, wobei der erste Betriebsbereich und der zweite Betriebsbereich durch eine bestimmte Getriebeübersetzung oder Verzahnung zwischen dem Ausgangszahnrad (14) und der Zahnstange (15a, 15b) oder durch eine bestimmte Getriebeübersetzung oder Verzahnung zwischen dem Eingangszahnrad (11) und dem Zwischenzahnrad (12) gebildet sind.
Endoskop (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der erste Betriebsbereich und der zweite Betriebsbereich durch Zähne mit unterschiedlichem Abstand oder durch Zähne mit unterschiedlicher Tiefe an der Zahnstange (15a, 15b) gebildet sind.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Eingangszahnrad (11) einen ersten Eingangszahnradabschnitt (19) und einen zweiten Eingangszahnradabschnitt (20) umfasst, die unterschiedliche Durchmesser haben; das Zwischenzahnrad (12) einen ersten Zwischenzahnradabschnitt (21) und einen zweiten Zwischenzahnradabschnitt (22) umfasst, die unterschiedliche Durchmesser haben; der erste Eingangszahnradabschnitt (19) so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Zwischenzahnradabschnitt (21) im ersten Betriebsbereich in Eingriff kommt, und der zweite Eingangszahnradabschnitt (20) so konfiguriert ist, dass er mit dem zweiten Zwischenzahnradabschnitt (22) im zweiten Betriebsbereich in Eingriff kommt; und das Eingangszahnrad (11) und das Zwischenzahnrad (12) so ausgebildet sind, dass entweder der erste Eingangszahnradabschnitt (19) in den ersten Zwischenzahnradabschnitt (21) oder der zweite Eingangszahnradabschnitt (20) in den zweiten Zwischenzahnradabschnitt (22) eingreift.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Ausgangszahnrad (14) einen ersten Ausgangszahnradabschnitt (26) und einen zweiten Ausgangszahnradabschnitt (27) mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, die Zahnstange (15a, 15b) eine erste Zahnreihe (28) umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem ersten Ausgangszahnradabschnitt (26) im ersten Betriebsbereich in Eingriff kommt und einen ersten Ausgangseingriffssatz bildet, und eine zweite Zahnreihe (29), die so konfiguriert ist, dass sie mit dem zweiten Ausgangszahnradabschnitt (27) im zweiten Betriebsbereich in Eingriff kommt und einen zweiten Ausgangseingriffssatz bildet, und die erste Zahnreihe (28) neben der zweiten Zahnreihe (29) in einer Erstreckungsrichtung der Zahnstange (15a, 15b) angeordnet ist und/oder der erste Ausgangszahnradabschnitt (26) neben dem zweiten Ausgangszahnradabschnitt (27) in einer Umfangsrichtung des Ausgangszahnrads (14) angeordnet ist, so dass nur einer der ersten und zweiten Ausgangseingriffssätze gleichzeitig in Eingriff ist.
Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Steuermechanismus ein erster Steuermechanismus ist, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit (6) in einer ersten Biegeebene biegt, und das Endoskop (1) ferner einen zweiten Steuermechanismus umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit (6) in einer zweiten Biegeebene biegt, wobei die zweite Biegeebene vorzugsweise orthogonal in Bezug auf die erste Biegeebene ist.
System mit: einem Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und einen Monitor (M), der mit dem Endoskop (1) verbunden werden kann.