DE102021109024B4 - Ventil für ein medizinisches Instrument sowie medizinisches Instrument - Google Patents

Abstract

Ventil (30), insbesondere Saugventil, für ein medizinisches Instrument, umfassend ein Ventilgehäuse (32) mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Hohlraum (36), in den an einer Längsseite des Hohlraums (36) in der Längsrichtung gegeneinander versetzt ein erster Abgang (37) und ein zweiter Abgang (38) münden, und einen in dem Hohlraum (36) in der Längsrichtung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Ventils (30) verschiebbaren Ventilkolben (50), welcher eine Ausnehmung (52) aufweist, durch die in der Offenstellung der erste Abgang (37) und der zweite Abgang (38) miteinander fluidverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (50) eine erste Dichtung (56) aufweist, die die Ausnehmung (52) umlaufend umgibt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Saugventil, für ein medizinisches Instrument sowie ein medizinisches Instrument mit einem derartigen Ventil.
• Bei der Durchführung eines endoskopischen Eingriffs ist häufig die Ableitung eines Fluids aus einem körperinneren Hohlraum erforderlich. Beispielsweise kann es notwendig sein, eine Spülflüssigkeit, mit der ein in dem körperinneren Hohlraum gelegenes Operationsgebiet gespült worden ist, aus diesem abzusaugen. Zur Steuerung der Absaugung ist es bekannt, dass ein manuell betätigbares Saugventil an einer Handhabe des Endoskops, mit welchem der endoskopische Eingriff durchgeführt wird, angeordnet ist. An dem Ventil ist ein proximaler Abschnitt einer Saugleitung angeschlossen, über die eine Saugpumpe mit dem Endoskop verbunden werden kann, die den zur Absaugung erforderlichen Unterdruck bereitstellt. Weiterhin ist an das Ventil ein distaler Abschnitt der Insufflationsleitung angeschlossen, der durch den Schaft des Endoskops bis zu dessen distalem Ende geführt ist. Durch Betätigen des Saugventils kann eine Fluidverbindung zwischen dem distalen und dem proximalen Abschnitt der Saugleitung hergestellt oder unterbrochen werden, um auf diese Weise die Absaugung zu steuern.
• In EP 3 417 906 A1 ist ein medizinisches Drucktastenventil offenbart mit einem Ventilgehäuse, einem in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Strömungskanal und mit einem Ventilkolben, der zwischen einer den Strömungskanal freigebenden und einer den Strömungskanal verschließenden Position verlagerbar im Ventilgehäuse angeordnet ist. Dabei sind in Richtung der Längsachse des Ventilgehäuses betrachtet am Ventilkolben mit Abstand zueinander zwei Verschlusskörper ausgebildet, die mit entsprechenden Ventilsitzen zusammenwirken. Am distalen Ende des Ventilgehäuses ist ein Anschlussstutzen für eine zum Patienten führende Leitung angeordnet. Eine Saugleitung zum Beaufschlagen mit der von einer externen Saugquelle stammenden Saugleistung mündet unter einem spitzen Winkel seitlich in das Ventilgehäuse.
• Für ein Ventil mit einer derartigen Anordnung der Anschlüsse am Ventilgehäuse ist der in einer Handhabe eines Endoskops oder eines anderen medizinischen Instruments verfügbare Bauraum jedoch nicht immer ausreichend. Ferner kann durch den anliegenden Unterdruck eine in oder entgegen einer Betätigungsrichtung auf den Ventilkolben wirkende Kraft entstehen, wodurch die Bedienbarkeit des Saugventils beeinträchtigt werden kann. Schließlich ist die Fertigung des Ventils relativ aufwändig und potentiell fehlerträchtig, so dass das Ventil für eine Verwendung in einem Einweg-Instrument nicht optimal ist.
• Aus US 2017/0055942 A1 ist eine Einstellvorrichtung für eine Ultraschalluntersuchung bekannt, die eine Veränderungseinheit zur Veränderung einer Saugkraft und einen Dämpfer zum Unterdrücken von Veränderungen der Saugkraft umfasst. Die Veränderungseinheit umfasst einen Zylinder mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt, die mit einem Endbereich und einem anderen Endbereich eines Kanals kommunizieren, der zu einem Kontaktbereich führt, und einen Kolben, der in dem Zylinder verschiebbar ist, um einen Kommunikationszustand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt zu verändern. Durch Betätigen des Kolbens kann ein Kontaktzustand verändert werden, insbesondere durch periodisches Schalten des Kontaktzustands, um ein gutes elastographisches Bild eines lebenden Gewebes zu erhalten.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil, insbesondere ein Saugventil, für ein medizinisches Instrument anzugeben, wobei die oben genannten Nachteile möglichst vermieden werden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Saugventil mit einer besonders kompakten Anordnung anzugeben und/oder welches eine verbesserte Bedienbarkeit aufweist und/oder besonders kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Instrument mit einem derartigen Ventil anzugeben.
• Diese Aufgabe wird durch ein Ventil gemäß Anspruch 1 sowie durch ein medizinisches Instrument gemäß Anspruch 18 gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein erfindungsgemäßes Ventil für ein medizinisches Instrument dient zur Steuerung eines Fluidstroms bei der Verwendung des medizinischen Instruments. Das medizinische Instrument kann beispielsweise ein medizinisches Endoskop oder ein endoskopisches Instrument sein, wobei das Ventil zur Steuerung eines Fluidstroms bei einem mit dem Endoskop bzw. dem endoskopischen Instrument durchgeführten endoskopischen Eingriff dienen kann. Das Ventil ist insbesondere als Saugventil ausgebildet und kann somit zur Steuerung eines Saugstroms und damit zur Steuerung der Absaugung eines Fluids, beispielsweise einer Spülflüssigkeit und/oder einer Körperflüssigkeit bei einem medizinischen Eingriff dienen. Das Ventil kann andererseits auch als Insufflations- und/oder Spülventil verwendbar sein und somit zur Steuerung einer Insufflation bzw. eines Spülvorgangs bei einem medizinischen Eingriff geeignet sein.
• Das erfindungsgemäße Ventil umfasst ein Ventilgehäuse mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Hohlraum, in den an einer Längsseite des Hohlraums in der Längsrichtung gegeneinander versetzt ein erster und ein zweiter Abgang münden. Der Hohlraum kann im Wesentlichen säulenförmig ausgebildet sein, vorzugsweise in Form einer Säule mit nichtkreisförmigem Querschnitt. Der Hohlraum kann an einem Ende durch einen Boden abgeschlossen sein und somit als Sackloch ausgebildet sein oder kann einen durch das Ventilgehäuse durchgehenden Durchbruch bilden. Insbesondere erstrecken sich der erste und der zweite Abgang zumindest näherungsweise in einer Längsebene, die eine Längsachse bzw. die Längsrichtung des Hohlraums einschließt, und sind ausgehend von der Längsachse zur gleichen Seite gerichtet. Der erste und der zweite Abgang erstrecken sich vorzugsweise quer zur Längsachse; insbesondere können der erste und der zweite Abgang näherungsweise parallel zueinander und näherungsweise senkrecht zur Längsrichtung gerichtet sein. Der erste und der zweite Abgang können jeweils durch einen Anschlussstutzen gebildet werden, an welchen jeweils eine Fluidleitung angeschlossen werden kann, um das Ventil zur Steuerung eines Fluidstroms zu verwenden; der erste und der zweite Abgang werden hier daher auch als erster bzw. zweiter Fluidabgang bezeichnet. Für eine Verwendung als Saugventil können die Fluidleitungen als Abschnitte einer Saugleitung ausgebildet sein, wobei beispielsweise ein proximaler Abschnitt der Saugleitung zur Verbindung mit einer Saugpumpe an einen der beiden Fluidabgänge und ein distaler Abschnitt der Saugleitung, der innerhalb des medizinischen Instruments geführt ist, an den anderen der beiden Fluidabgänge anschließbar ist. Das Ventilgehäuse weist vorzugsweise nur zwei Fluidabgänge auf.
• Weiterhin umfasst das Ventil einen Ventilkolben, der in dem Hohlraum in der Längsrichtung zwischen einer Offenstellung, in der eine Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abgang besteht, und einer Schließstellung, in der die Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abgang unterbrochen ist, verschiebbar ist. Unter „Fluidverbindung“ wird in diesem Zusammenhang eine Verbindung verstanden, die das Strömen eines Fluids, d.h. eines Gases oder einer Flüssigkeit, ermöglicht. Bei Verwendung des Ventils als Saugventil bei einem medizinischen Eingriff kann dies insbesondere eine Flüssigkeit sein, die beispielsweise eine Spül- oder Körperflüssigkeit sein kann, welche auch Gewebeteile enthalten kann, oder auch beispielsweise Luft oder ein Insufflationsgas. Der Ventilkolben ist insbesondere manuell verschiebbar, wofür der Ventilkolben mit einer mit einem Finger betätigbaren Drucktaste verbunden sein kann. Der Ventilkolben, der auch als Ventilstößel oder als Schubkolben bezeichnet werden kann, ist in dem Hohlraum in der Längsrichtung geführt, wofür der Hohlraum und der Ventilkolben mit entsprechend aneinander angepassten Querschnitten ausgeführt sein können. Der Ventilkolben kann durch Federkraft vorgespannt sein, insbesondere in die Schließstellung, so dass bei Nichtbetätigung des Ventilkolbens das Ventil geschlossen ist und beispielsweise durch Hineindrücken der Drucktaste gegen die Federkraft geöffnet werden kann.
• Der Ventilkolben weist eine Ausnehmung auf, durch die in der Offenstellung der erste und der zweite Abgang miteinander fluidverbunden sind. Die Ausnehmung ist hierfür zum entsprechenden Zusammenwirken mit dem ersten und dem zweiten Abgang ausgebildet und angeordnet. Insbesondere ist die Ausnehmung eine seitliche Ausnehmung des Ventilkolbens, die an derjenigen Längsseite des Ventilkolbens, die zu dem ersten und dem zweiten Abgang gerichtet ist, angeordnet ist und von dieser Längsseite aus in den Ventilkolben hineinreicht, wobei die Ausnehmung zu dieser Längsseite eine Öffnung aufweist, die in Längsrichtung eine zur Schaffung der Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abgang ausreichende Erstreckung hat. Die Ausnehmung ist insbesondere als schalen- oder wannenförmige Vertiefung in der Längsseite des Ventilkolbens ausgebildet. In der Offenstellung des Ventils kann somit ein Fluidstrom von dem ersten Abgang durch die Ausnehmung zum zweiten Abgang strömen oder umgekehrt. Dabei erfolgt die Fluidströmung innerhalb der Ausnehmung im Wesentlichen in der Längsrichtung des Ventilkolbens. Sofern der erste und der zweite Abgang parallel zueinander und senkrecht zur Längsrichtung in den Hohlraum münden, ändert sich die Strömungsrichtung des Fluidstroms beim Übergang vom ersten Abgang in die Ausnehmung um 90° und beim Übergang aus der Ausnehmung in den zweiten Abgang nochmals um 90° und somit insgesamt um 180°.
• Erfindungsgemäß weist der Ventilkolben eine erste Dichtung auf, die die Ausnehmung umlaufend umgibt. Insbesondere ist die erste Dichtung auf einem oder angrenzend an einen Rand der Ausnehmung bzw. der Öffnung der Ausnehmung an der Längsseite des Ventilkolbens angeordnet und umgibt auf diese Weise die Ausnehmung. In besonders bevorzugter Weise umgibt die erste Dichtung die Ausnehmung lückenlos. Zum Abdichten der Ausnehmung und damit des Strömungswegs des Fluidstroms, der in der Offenstellung des Ventils durch die Ausnehmung strömen kann, wirkt die erste Dichtung mit einer entsprechenden Dichtfläche des Ventilgehäuses zusammen. Die Dichtfläche schließt insbesondere die Mündungen des ersten und des zweiten Abgangs in den Hohlraum ein, wobei die Dichtfläche die Mündungen vorzugsweise allseitig umgibt, und die erste Dichtung umgibt in der Offenstellung ebenfalls die Mündungen des ersten und des zweiten Abgangs. Vorzugsweise umgibt die Dichtfläche jede der beiden Mündungen jeweils allseitig. Insbesondere dichtet die erste Dichtung in der Offenstellung beide Abgänge, die miteinander verbunden sind, gegen den Hohlraum des Ventilgehäuses ab; in der Schließstellung kann einer der beiden Abgänge mit der Ausnehmung in Fluidverbindung stehen, wobei dieser ebenfalls durch die erste Dichtung abgedichtet wird.
• Dadurch, dass erfindungsgemäß eine erste Dichtung vorgesehen ist, die dem Ventilkolben zugeordnet ist und von der die Ausnehmung umlaufend, insbesondere vollständig umgeben ist, wird es auf einfache und sichere Weise ermöglicht, eine Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidabgang zu schaffen bzw. zu unterbrechen. Dabei ist insbesondere bei Verwendung des Ventils als Saugventil eine Fluidverbindung mit einem ausreichenden Querschnitt und einer ausreichenden Dichtigkeit erreichbar, die eine Absaugung von Flüssigkeiten aus einem innerhalb eines menschlichen oder tierischen Körpers gelegenen Hohlraum oder Operationsgebiet ermöglicht, wobei die Flüssigkeiten unterschiedliche Viskosität haben und auch abgetrennte Gewebeteile mitführen können. Weiterhin kann durch die erste Dichtung, die an dem Ventilkolben angeordnet ist, eine Führung des Ventilkolbens in dem Hohlraum des Ventilgehäuses verbessert werden. Weiterhin kann dadurch, dass der Ventilkolben die erste Dichtung aufweist, eine kostengünstigere und prozesssicherere Herstellung ermöglicht werden.
• Das erfindungsgemäße Ventil kann beispielsweise als Einwegteil ausgestaltet und für einen einmaligen Gebrauch (Single Use) bestimmt sein und etwa aus Materialien bestehen, die für eine einmalige Verwendung vorteilhaft sind. So können in diesem Fall zumindest das Ventilgehäuse und der Ventilkolben mit der ersten Dichtung aus kostengünstigen Kunststoffmaterialien bestehen, die eine einfache Fertigung etwa im Spritzgussverfahren ermöglichen, jedoch nicht für eine Reinigung und Wiederaufbereitung geeignet sein müssen. Das erfindungsgemäße Ventil kann zum Einbau in einem medizinischen Instrument, etwa in einer Handhabe eines Endoskops, vorgesehen sein, wobei das medizinische Instrument insbesondere ein Einweg-Instrument bzw. ein Einweg-Endoskop sein kann. Das Ventil kann andererseits auch zur separaten Verwendung bzw. zur Verwendung in einer eigenen Bedieneinheit bestimmt sein.
• Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Ventilkolben mit Entformungsschrägen ausgebildet ist, wodurch ebenfalls eine Herstellung als Spritzgussteil vereinfacht wird. Hierdurch kann eine besonders kostengünstige Fertigung ermöglicht werden, was insbesondere bei einer Ausgestaltung als Einwegteil besonders vorteilhaft ist. Das Ventilgehäuse, die Drucktaste sowie ggf. weitere Bauteile des Ventils können ebenfalls als Spritzgussteile herstellbar sein.
• Der Ventilkolben kann außer der Offenstellung und der Schließstellung noch weitere Stellungen haben, beispielsweise eine oder mehrere Zwischenpositionen zwischen der Schließstellung und der Offenstellung, in denen ein für die Fluidströmung zur Verfügung stehender Querschnitt zum Dosieren des Fluidstroms eingeschränkt werden kann. Vorzugsweise ist die Ausnehmung derart ausgebildet und in der Offenstellung derart angeordnet, dass die Mündungen des ersten und des zweiten Fluidabgangs in den Hohlraum jeweils mit ihrem gesamten Querschnitt in die Ausnehmung münden bzw. einer Öffnung der Ausnehmung gegenüberliegen und mit dieser zum Schaffen der Fluidverbindung zusammenwirken. Weiterhin kann es dabei vorgesehen sein, dass der Ventilkolben in eine oder mehrere Zwischenpositionen bringbar ist, wobei nur ein Teil des Querschnitts der Mündung des ersten und/oder des zweiten Abgangs in die Ausnehmung übergeht bzw. der Öffnung der Ausnehmung gegenüberliegt. Hierdurch kann eine entsprechende Verringerung des Querschnitts im Übergangsbereich und dadurch eine Dosierung des Fluidstroms bzw., bei Verwendung als Saugventil, eine Veränderung der Saugwirkung bewirkt werden.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ventilkolben einen Verschlussbereich auf, der an der gleichen Längsseite des Ventilkolbens wie die Ausnehmung angeordnet und in Längsrichtung gegenüber der Ausnehmung versetzt ist, und die Ausnehmung und der Verschlussbereich sind derart ausgebildet und angeordnet, dass in der Schließstellung des Ventilkolbens der erste Abgang mit der Ausnehmung in Verbindung steht, jedoch der zweite Abgang durch den Verschlussbereich verschlossen ist. In besonders bevorzugter Weise kann der Ventilkolben eine zweite Dichtung aufweisen, die den Verschlussbereich umlaufend umgibt. Die zweite Dichtung wirkt zum Abdichten des zweiten Abgangs in der Schließstellung mit einer Dichtfläche des Ventilgehäuses zusammen, die zumindest die Mündung des zweiten Abgangs in den Hohlraum des Ventilgehäuses einschließt. Die Dichtfläche des Ventilgehäuses ist vorzugsweise derart zum Zusammenwirken mit der ersten und der zweiten Dichtung ausgestaltet, dass in der Schließstellung die erste Dichtung die Mündung des ersten Abgangs umgibt und diesen gegen den Hohlraum des Ventilgehäuses dicht abschließt und zugleich die zweite Dichtung die Mündung des zweiten Abgangs umgibt und diesen ebenfalls gegen den Hohlraum dicht abschließt, während in der Offenstellung die erste Dichtung die Mündungen des ersten und des zweiten Abgang umgibt und diese gemeinsam gegen den Hohlraum abdichtet. Die erste und die zweite Dichtung können einen gemeinsamen Abschnitt haben, insbesondere können die Ausnehmung des Ventilkolbens und der Verschlussbereich benachbart zueinander angeordnet sein, wobei der an den Verschlussbereich angrenzende Rand der Ausnehmung einen Abschnitt der ersten Dichtung aufweist, der zugleich ein Abschnitt der zweiten Dichtung ist. In vorteilhafter Weise kann die Ausnehmung näher an demjenigen Ende des Ventilkolbens liegen, an dem mit einer Drucktaste eine Betätigungskraft zum Verschieben des Ventilkolbens ausgeübt werden kann, und der Verschlussbereich entfernt von diesem Ende; dementsprechend liegt dann der erste Abgang näher an der Drucktaste als der zweite Abgang. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise ein Öffnen des Ventils durch Betätigen der Drucktaste gegen eine Federkraft ermöglicht werden.
• Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist die Dichtfläche des Ventilgehäuses, die mit der ersten Dichtung zum Abdichten zusammenwirkt, eine im Wesentlichen ebene Fläche. Vorzugsweise ist auch eine Dichtfläche, mit der die zweite Dichtung zum Abdichten zusammenwirkt, eine im Wesentlichen ebene Fläche. Besonders bevorzugt bilden beide genannten Dichtflächen eine gemeinsame, zumindest im Wesentlichen ebene Fläche. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist somit ein Querschnitt des Hohlraums des Ventilgehäuses nicht kreisförmig, sondern zumindest auf einer Längsseite, in welche der erste und der zweite Abgang einmünden, durch eine zumindest näherungsweise ebene Fläche begrenzt. Dadurch, dass die Dichtfläche des Ventilgehäuses eine zumindest im Wesentlichen planare Fläche ist, wird nicht nur eine verbesserte Dichtwirkung der ersten bzw. der zweiten Dichtung ermöglicht, sondern zugleich eine gegen Verdrehung um die Längsachse gesicherte Führung des Ventilkolbens in dem Hohlraum ermöglicht.
• Vorzugsweise weist der Hohlraum einen näherungsweise rechteckigen Querschnitt auf. Auch der Ventilkolben kann einen zumindest näherungsweise rechteckigen Querschnitt haben. Hierdurch ist eine weiter verbesserte Dichtigkeit sowie eine besonders genaue drehfeste Führung des Ventilkolbens und somit eine verbesserte Bedienbarkeit des Ventils erzielbar.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Hohlraum des Ventilgehäuses keilförmig in Richtung auf die Schließstellung sich verengend ausgebildet sein, wobei der Ventilkolben vorzugsweise ebenfalls entsprechend keilförmig ausgebildet ist. Insbesondere ist die Schließstellung des Ventilkolbens eine Endstellung des Ventilkolbens in Richtung auf die Drucktaste, und durch Hineindrücken der Drucktaste in das Ventilgehäuse kann der Ventilkolben in die Offenstellung verlagert werden, wobei der Ventilkolben beispielsweise durch eine Federkraft in die Schließstellung vorbelastet sein kann. In diesem Fall läuft gemäß dieser Ausführungsform der Hohlraum, ebenso wie der Ventilkolben in Richtung auf die Drucktaste sich verengend keilförmig zu. Hierdurch kann es erreicht werden, dass im Bereich der Schließstellung ein dichter Abschluss durch die erste und ggf. die zweite Dichtung erfolgt, wogegen in allen übrigen Stellungen der Ventilkolben nur lose an einer Wand des Hohlraums anliegt und daher nur eine geringe Reibung auftritt. Dabei kann bei Verwendung des Ventils als Saugventil ein an dem ersten oder zweiten Abgang anliegender Unterdruck zum Heranziehen des Ventilkolbens an eine entsprechende Dichtfläche des Gehäuses und damit zur Abdichtung ausreichend sein.
• Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist die erste Dichtung einstückig, insbesondere einteilig, mit dem Ventilkolben ausgebildet. Dies bedeutet, dass die erste Dichtung ein Teil des Ventilkolbens ist und mit diesem ein einziges Bauteil bildet; insbesondere ist die erste Dichtung mit dem Ventilkolben als ein einziges Bauteil hergestellt. Der Ventilkolben kann beispielsweise mit der ersten Dichtung als ein Spritzgussteil hergestellt sein, wobei der Ventilkolben und die erste Dichtung aus dem gleichen Material bestehen. In ebenfalls vorteilhafter Weise kann die zweite Dichtung einteilig mit dem Ventilkolben ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Dichtung einteilig mit dem Ventilkolben ausgebildet. Hierdurch wird die Zahl der Bauteile des Ventils reduziert, insbesondere wird es ermöglicht, den Ventilkolben einschließlich der ersten sowie ggf. der zweiten Dichtung als ein einziges Teil, etwa als Spritzgussteil, herzustellen. Dadurch können die Zahl der Fertigungsschritte verringert, die Prozesssicherheit erhöht und eine kostengünstige Fertigung ermöglicht werden.
• In vorteilhafter Weise kann zumindest die erste Dichtung zumindest abschnittsweise durch eine Dichtlippe gebildet werden, die beispielsweise einen halbkreisförmigen, einen V-förmigen oder einen keilförmigen Querschnitt haben kann. Wenn der Ventilkolben, einschließlich der ersten Dichtung, im Verhältnis zu einem Querschnitt des Hohlraums ein Übermaß aufweist, so wird die erste Dichtung komprimiert, wodurch bei einer Flächendichtung eine hohe Normalkraft und dadurch eine hohe Reibungskraft entstehen kann. Bei einer Dichtlippe, insbesondere mit einem halbkreisförmigen, V-förmigen oder keilförmigen Querschnittsprofil, besteht jeweils nur ein im Wesentlichen linienförmiger Kontakt mit der Dichtfläche, so dass bei einem Übermaß nur ein geringeres Volumen der Dichtung komprimiert wird, so dass nur eine geringere, jedoch mit zunehmendem Übermaß stärker ansteigende Normalkraft entsteht. Durch eine Ausgestaltung der Dichtung als Dichtlippe, insbesondere mit halbkreis-, V- oder keilförmigem Profil, kann somit einerseits eine ausreichende Dichtwirkung und andererseits eine Verringerung der Reibung zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse beim Betätigen des Ventils erzielbar sein. Alternativ kann die erste Dichtung als Flachdichtung oder Flächendichtung ausgeführt sein, wodurch eine flächige, besonders sichere Abdichtung ermöglicht wird.
• Die zweite Dichtung kann in ebenfalls vorteilhafter Weise zumindest abschnittsweise als Dichtlippe mit einem beispielsweise halbkreisförmigen, V-förmigen oder keilförmigen Querschnittsprofil ausgebildet sein. In besonders bevorzugter Weise sind die erste und die zweite Dichtung, ggf. auch ein gemeinsamer Abschnitt der ersten und der zweiten Dichtung, als Dichtlippe mit einem gleichen Querschnittsprofil ausgebildet. Hierdurch kann die Bedienbarkeit des Ventils weiter verbessert werden. Alternativ kann die zweite Dichtung, insbesondere können die erste und die zweite Dichtung sowie ggf. ein gemeinsamer Abschnitt als Flachdichtung oder Flächendichtung ausgeführt sein, wodurch eine flächige Abdichtung ermöglicht wird.
• In besonders vorteilhafter Weise kann es vorgesehen sein, dass der Ventilkolben an einer der ersten Dichtung entgegengesetzten Längsseite einen Gegenhalter aufweist, wobei der Gegenhalter vorzugsweise, bezogen auf die Längsachse, gegenüber der ersten Dichtung bzw., in der Offenstellung, gegenüber dem ersten und dem zweiten Abgang angeordnet ist. Sofern der Ventilkolben eine zweite Dichtung aufweist, die den Verschlussbereich umlaufend umgibt, ist der Gegenhalter vorzugsweise auch gegenüber dem Verschlussbereich bzw., in der Schließstellung, gegenüber dem zweiten Abgang angeordnet. Durch den Gegenhalter kann, zusammen mit einer entsprechenden maßlichen Abstimmung der Querschnitte des Ventilkolbens und des Hohlraums, eine Gegenkraft und eine Vorspannung der ersten bzw. der zweiten Dichtung in Richtung auf jeweilige Dichtflächen erzeugt werden. Durch den Gegenhalter, der auch als Gegenlager wirkt, kann somit eine verbesserte Anlage der ersten und/oder der zweiten Dichtung an einer entsprechenden Dichtfläche an der Längsseite des Hohlraums und dadurch eine erhöhte Dichtwirkung sowie eine verbesserte Führung des Ventilkolbens und eine verminderte Reibung erreichbar sein.
• Der Gegenhalter kann mindestens ein Gegenhalterelement umfassen, welches zumindest abschnittsweise entsprechend der ersten Dichtung und/oder der zweiten Dichtung ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der Gegenhalter zwei sich in Längsrichtung erstreckende und quer zur Längsrichtung voneinander beabstandete, streifenförmige Gegenhalterelemente umfassen, die eine sichere, spielfreie Führung des Ventilkolbens im Hohlraum gewährleisten.
• Der mindestens eine Gegenhalter kann ebenfalls in vorteilhafter Weise zumindest abschnittsweise als eine Erhebung mit einem beispielsweise halbkreisförmigen, V-förmigen oder keilförmigen Querschnittsprofil ausgebildet sein; hierfür muss diese keine Dichtwirkung haben, sondern braucht lediglich zum Erzeugen der Gegenkraft zu dienen. In besonders bevorzugter Weise ist der Gegenhalter als Erhebung mit einem gleichen Querschnittsprofil wie eine Dichtlippe, die die erste und/oder die zweite Dichtung bildet, ausgestaltet, insbesondere als zwei längserstreckte, quer zur Längsrichtung beabstandete Abschnitte einer solchen Dichtlippe. Hierdurch kann eine Verringerung der Reibung ermöglicht und die Bedienbarkeit des Ventils weiter verbessert werden.
• Vorzugsweise ist der Gegenhalter bzw. das mindestens eine Gegenhalterelement einteilig mit dem Ventilkolben ausgestaltet. In besonders bevorzugter Weise sind die erste Dichtung und der Gegenhalter bzw. das mindestens eine Gegenhalterelement sowie ggf. die zweite Dichtung einteilig mit dem Ventilkolben ausgebildet. Hierdurch wird es ermöglicht, den Ventilkolben einschließlich des Gegenhalters und insbesondere auch einschließlich der ersten und der zweiten Dichtung als ein einziges Teil, etwa als Spritzgussteil, herzustellen, wodurch eine besonders kostengünstige Fertigung ermöglicht wird.
• Vorzugsweise weist der Ventilkolben eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke auf. Hierfür kann es insbesondere vorgesehen sein, dass im Verschlussbereich oder an einer dem Verschlussbereich entgegengesetzten Seite des Ventilkolbens eine weitere Ausnehmung vorgesehen ist. Die weitere Ausnehmung beeinträchtigt die Dichtwirkung des Verschlussbereichs nicht, ermöglicht jedoch eine Ausführung des Ventilkolbens mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Wandstärke. Hierdurch kann die Herstellung insbesondere als Spritzgussteil weiter verbessert werden.
• In vorteilhafter Weise kann es vorgesehen sein, dass der Ventilkolben mit einer oder mehreren Verstärkungsrippen versehen ist, insbesondere mit einer oder mehreren, quer zur Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippen, welche in der Ausnehmung und/oder auf der der Ausnehmung entgegengesetzten Seite des Ventilkolbens angeordnet ist bzw. sind. Sofern eine oder mehrere Verstärkungsrippen in der Ausnehmung angeordnet sind, welche als Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abgang dient, so können diese derart bemessen sein, dass eine für die Fluidströmung zur Verfügung stehende Querschnittsfläche der Ausnehmung nicht geringer ist als die des ersten und des zweiten Abgangs. Sofern auf der Gegenseite der Ausnehmung eine oder mehrere Querrippen angeordnet sind, so stehen diese vorzugsweise nicht über das zumindest eine Gegenhalterelement hinaus. Hierdurch kann eine Verformung des Ventilkolbens durch eine Betätigungskraft und/oder Reibungskräfte beim Betätigen und/oder durch Druckkräfte minimiert werden.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Stirnseite des Ventilkolbens abgerundet ausgebildet und bildet insbesondere eine konvex gewölbte Endfläche. Die mindestens eine Stirnseite ist vorzugsweise diejenige, an der eine Betätigungskraft zum Verschieben des Ventilkolbens in Längsrichtung auf diesen ausgeübt wird; besonders bevorzugt sind beide Stirnseiten derart geformt. Insbesondere ist die mindestens eine Stirnseite derart ausgestaltet, dass in einem Längsschnitt des Ventilkolbens in einer Ebene, auf der die beiden Abgänge näherungsweise senkrecht stehen, die Stirnseite etwa halbkreisförmig mit nach außen gerichteter Krümmung ausgebildet ist; vorzugsweise sind beide Stirnseiten derart ausgebildet. Die Ausnehmung sowie ggf. die weitere Ausnehmung können entsprechend gekrümmte Seitenwände haben, so dass der Ventilkolben eine gleichmäßige Wandstärke aufweist. Hierdurch kann ebenfalls eine Verformung des Ventilkolbens durch die Betätigungskraft verringert werden.
• In vorteilhafter Weise kann das Ventilgehäuse aus einem steiferen Material hergestellt sein als der Ventilkolben. So kann das Ventilgehäuse beispielsweise aus Polycarbonat oder einen anderen thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehen wie etwa Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfon (PPSU) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren (ABS), während der Ventilkolben, vorzugsweise einschließlich zumindest der ersten Dichtung sowie ggf. der zweiten Dichtung und/oder des Gegenhalters, aus Polyethylen (PE) bestehen kann oder auch etwa aus thermoplastischen Elastomeren (TPE), Polypropylen (PP) oder thermoplastischem Polyurethan (TPU). Hierdurch sind eine geringere Reibung sowie eine gute Dichtwirkung erreichbar.
• Ein erfindungsgemäßes medizinisches Instrument, insbesondere ein medizinisches endoskopisches Instrument oder ein medizinisches Endoskop, weist ein Ventil auf, das wie oben beschrieben ausgebildet ist. Das Ventil kann beispielsweise in eine Handhabe des Instruments bzw. des Endoskops eingebaut sein und derart angeordnet sein, dass ein Benutzer mit einer Hand die Handhabe halten und mit einem Finger der Hand das Ventil durch Hineindrücken der Drucktaste betätigen kann. Das medizinische Instrument bzw. das Endoskop kann insbesondere als Einweg-Instrument bzw. Einweg-Endoskop ausgebildet sein.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
• 1 ein Endoskop mit einem Ventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 2 die Handhabe des Endoskops gemäß 1 in einer geöffneten Ansicht;
• 3 den proximalen Endbereich der Handhabe gemäß 2 in einer vergrößerten Schnittansicht;
• 4a und 4b das Ventil gemäß 1 bis 3 in einer Gesamtansicht und einer Explosionsdarstellung;
• 5a bis 5c einen schematischen Längsschnitt durch das Ventil gemäß 1 bis 4b in drei verschiedenen Stellungen des Ventilkolbens;
• 6a und 6b den Ventilkolben des Ventils gemäß einer ersten Ausführungsform;
• 7a und 7b den Ventilkolben gemäß einer zweiten Ausführungsform;
• 8 den Ventilkolben gemäß einer dritten Ausführungsform;
• 9a und 9b den Ventilkolben gemäß einer vierten Ausführungsform;
• 10a und 10b den Ventilkolben gemäß einer fünften Ausführungsform;
• 11a und 11b den Ventilkolben gemäß einer sechsten Ausführungsform;
• 12a bis 12c Varianten der vierten bis sechsten Ausführungsform des Ventilkolbens;
• 13 den Ventilkolben gemäß einer siebten Ausführungsform;
• 14a und 14b einen Längsschnitt durch das Ventil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in zwei verschiedenen Stellungen des Ventilkolbens.
• In 1 ist beispielhaft ein Endoskop mit einem erfindungsgemäßen Ventil in einer Gesamtansicht dargestellt. Das Endoskop 1 ist ein flexibles Endoskop und weist einen lang erstreckten flexiblen Schaft 2 auf, der zur Einführung in einen körperinneren Hohlraum eines menschlichen oder tierischen Körpers ausgebildet ist. Der Schaft 2 umfasst einen ersten Schaftabschnitt 3, an dessen distalem, d.h. benutzerfernen Ende ein zweiter Schaftabschnitt 4 angeordnet ist. Der erste Schaftabschnitt 3 ist flexibel und kann sich beispielsweise an die Form eines gekrümmten Zugangswegs zu einem körperinneren Hohlraum anpassen. Wie in 1 angedeutet ist, ist der zweite Schaftabschnitt 4 steuerbar und kann zumindest in einer Ebene aus einer gestreckten in eine abgewinkelte Anordnung gekrümmt werden. Am distalen Ende des zweiten Schaftabschnitts 4, der auch als steuerbarer Schaftabschnitt bezeichnet wird, ist ein Kamerakopf 5 angeordnet.
• An einem proximalen, d.h. benutzernahen Ende ist der Schaft 2 mit einer Handhabe 10 verbunden, die zum Bedienen des Endoskops 1 dient und hierfür ein ergonomisch geformtes Gehäuse 11 aufweist, an dem Bedienelemente und Anschlüsse für weitere Geräte angeordnet sind. Insbesondere weist das Gehäuse einen Zugangsport 12 zum Einführen eines Arbeitsinstruments in einen bis zum Kamerakopf 5 durchgehenden Arbeitskanal auf sowie einen Schlauchstutzen 13 zum Anschließen eines Saug- oder Spülschlauchs, wobei der Zugangsport 12 mit einer an einer flexiblen Lasche 14 gehaltenen Verschlusskappe 15 verschließbar ist. Am Gehäuse 11 sind eine Mehrzahl von Bedienelementen 16 zur Steuerung verschiedener Funktionen des Endoskops 1, wie etwa Licht und Zoom, angeordnet.
• Weiterhin umfasst die Handhabe 10 einen Steuermechanismus zur Abwinkelung des steuerbaren zweiten Schaftabschnitts 4, der mittels eines Hebels 17 betätigt werden kann. Ferner ist ein elektrischer Anschluss 18 über ein verkürzt dargestelltes Kabel mit dem Gehäuse 11 verbunden, der zum Anschließen des Endoskops 11 an eine nicht dargestellte Versorgungs- und Auswertungseinrichtung dient, um elektrische und elektronische Bauteile des Endoskops mit elektrischer Energie zu versorgen und ein aufgenommenes endoskopisches Bild anzuzeigen und zu verarbeiten. Im distalen Endbereich der Handhabe 10, in dem der erste Schaftabschnitt 3 mit dem Gehäuse 11 verbunden ist, ist eine Mehrzahl von Haltelippen 19 angeordnet, um das Endoskop 1 bei Verwendung in einem Einführinstrument abdichten zu können.
• Ferner umfasst die Handhabe 10 ein Ventil 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches unten näher beschrieben wird. Das Ventil 30 ist in den beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Saugventil, das mit einer Drucktaste 31 bedienbar ist zur Steuerung der Absaugung von Spül- und/oder Körperflüssigkeit aus einem körperinneren Hohlraum dient, in welchen der Schaft 2 eingeführt ist.
• Wie in 2 gezeigt ist, zweigt von dem Zugangsport 12 ein innerhalb des Gehäuses 11 verlegter Schlauch 20 ab, durch den der innerhalb des Schafts 2 verlaufende Arbeitskanal mit einem ersten Abgang des Ventils 30 verbunden ist. Ein zweiter Abgang des Ventils 30 ist mittels eines weiteren Schlauchs 21, der ebenfalls innerhalb des Gehäuses 11 verlegt ist, mit dem Schlauchstutzen 13 verbunden.
• Im Gehäuse 11 sind weitere Bauelemente aufgenommen. So ist im proximalen Endbereich der Handhabe 10 ein Steuerrad 22 drehbar gelagert, über das zwei einander entgegenwirkende Zugdrähte 23, 23' geführt sind, die durch den Schaft 2 bis in den steuerbaren zweiten Schaftabschnitt 4 verlaufen; die Zugdrähte 23, 23' können auch als Abschnitte eines durchgehenden, über das Steuerrad 22 geführten Drahts ausgebildet sein. Das Steuerrad ist mittels des Hebels 17 manuell drehbar, wodurch der zweite Schaftabschnitt 4 aktiv abgewinkelt werden kann (s. 1).
• Zur Absaugung von Spül- und/oder Körperflüssigkeit aus einem körperinneren Hohlraum wird der Zugangsport 12 mittels der Verschlusskappe 15 verschlossen und ein Saugschlauch, der die Verbindung mit einer externen Saugpumpe herstellt, an den Schlauchstutzen 13 angeschlossen. Der mit dem Arbeitskanal verbundene Schlauch 20 stellt somit einen distalen Abschnitt einer Saugleitung dar und der mit dem Schlauchstutzen 13 verbundene weitere Schlauch 21 einen proximalen Abschnitt der Saugleitung, wobei zwischen den proximalen und den distalen Abschnitt der Saugleitung das Ventil 30 geschaltet ist. Mittels des Ventils 30 kann eine Fluidverbindung zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt der Saugleitung geschaffen oder unterbrochen werden und somit die Absaugung gesteuert werden.
• Das Ventil 30 ist im proximalen Endbereich der Handhabe 10 angeordnet. Das Gehäuse 11 der Handhabe 10 ist derart ergonomisch ausgestaltet, dass die Handhabe 10 von einem Benutzer mit einer Hand gehalten werden kann und dabei mit einem Finger, beispielsweise dem Zeigefinger derselben Hand, die Drucktaste 31 des Ventils 30 betätigbar ist. Zugleich kann etwa mit dem Daumen derselben Hand der Hebel 17 zur Steuerung der Abwinkelung des steuerbaren zweiten Schaftabschnitts 4 bedient werden. Entsprechend dem innerhalb des Gehäuses 11 im proximalen Endbereich verfügbaren Bauraum und der ergonomischen Anordnung der Drucktaste 31 sind die beiden Schläuche 20, 21 auf der gleichen Seite des Ventils, parallel zueinander verlaufend, an das Ventil 30 angeschlossen.
• In 3 ist der proximale Endbereich der Handhabe 10 in einem Längsschnitt gezeigt. Das Ventil 30 umfasst ein Ventilgehäuse 32, ein Halteteil 33, die Drucktaste 31 und einen ersten und einen zweiten Anschlussstutzen 34, 35. Das Ventilgehäuse 32 ist in Form eines länglichen Schafts mit einem näherungsweise rechteckigen Querschnitt ausgebildet, der einen durchgehenden, im Querschnitt etwa rechteckigen Hohlraum 36 umschließt. In den Hohlraum 36 ist ein im Querschnitt ebenfalls etwa rechteckiger Ventilkolben 50 längs verschiebbar geführt. An einer Längsseite des schaftförmigen Ventilgehäuses 32 sind, in der Längsrichtung beabstandet und parallel zueinander gerichtet, der erste und der zweite Anschlussstutzen 34, 35 angesetzt, welche jeweils einen durchgehenden Innenraum umschließen, der einen ersten Abgang 37 bzw. einen zweiten Abgang 38 des Hohlraums 36 des Ventilgehäuses 32 bildet. Die Anschlussstutzen 34, 35 bzw. die Abgänge 37, 38 sind jeweils zylindrisch oder kegelstumpfförmig geformt und münden somit jeweils mit einer kreisförmigen Mündung in den Hohlraum 36.
• Das Ventilgehäuse 32 ist an seinem der Drucktaste 31 zugewandten Kopfende über zwei Rasthaken 39, 39', die hinter korrespondierende Rastnasen 40, 40' des Halteteils 33 greifen, mit diesem verbunden (s. auch 4a, 4b). Das Halteteil 33 ist in eine Ausnehmung einer Zwischenwand 25 des Gehäuses 11 der Handhabe 10 eingesetzt, wodurch das Ventil 30 im Inneren der Handhabe 10 gehalten wird. In einem an den Hohlraum 36 des Ventilgehäuses 32 in der Längsrichtung anschließenden Hohlraum 41 des Halteteils 33 ist ein Fortsatz 42 der Drucktaste 31 längs verschiebbar durchgeführt. In dem Fortsatz 42 ist ein Verbindungsabschnitt 51 des Ventilkolbens 50 eingehängt, so dass durch Betätigung der Drucktaste 31 der Ventilkolben in dem Hohlraum 36 in Längsrichtung verstellt werden kann.
• Die äußere Oberfläche der Drucktaste 31 ist als ergonomische Griffmulde 43 ausgebildet. Zwischen dem Halteteil 33 und einer Innenseite der Drucktaste 31 ist eine Druckfeder 44 angeordnet, durch die die Drucktaste 31 in eine vom Ventilgehäuse 32 entfernte Stellung vorbelastet wird. Durch manuelles Ausüben einer Druckkraft auf die Drucktaste 31 kann diese in das Gehäuse 11 hineingedrückt werden und dadurch zusammen mit dem Ventilkolben 50 in die in 3 gezeigte Position gebracht werden. Ein Verstellweg der Drucktaste und somit des Ventilkolbens 50 wird dabei durch beidseitig wirkende Anschlagnasen 45, 45' im Zusammenwirken mit dem Gehäuse 11 begrenzt.
• In 3 ist ferner eine Antriebswelle zu erkennen, auf der das in 3 nicht dargestellte Steuerrad drehfest befestigt ist und die mit dem Hebel 17 angetrieben werden kann.
• Wie die Gesamtansicht und die Explosionsdarstellung des Ventils 30 in 4a bzw. 4b zeigen, umfasst das Ventil 30 nur eine geringe Anzahl von Einzelteilen, aus denen es in wenigen, einfachen Montageschritten zusammengesetzt werden kann. Hierfür wird die Druckfeder 44 zwischen das Halteteil 33 und die Drucktaste 31 eingelegt und der Fortsatz 42 der Drucktaste 31 durch das Halteteil 33 hindurchgeführt, wobei ferner der Verbindungsabschnitt 51 des Ventilkolbens 50 in den Fortsatz 42 eingehängt wird. Sodann wird der Ventilkolben 50 in den Hohlraum des Ventilgehäuses 32 eingeführt, wobei die Rasthaken 39, 39' hinter die Rastnasen 40, 40' einrasten, und die Schläuche 20, 21 werden über die Anschlussstutzen 34, 35 gezogen. Wie in 4a und 4b ebenfalls zu erkennen ist, weist das Ventilgehäuse 32 außenseitig eine Verstärkungsrippe 46 sowie an seinem von der Drucktaste 31 abgewandten Ende einen Stützabschnitt 47 zum Abstützen und zur weiteren Fixierung des Ventils 30 im Gehäuse 11 der Handhabe 10 auf.
• In den 5a bis 5c ist die Funktionsweise des Ventils 30 beispielhaft in einer schematischen Darstellung gezeigt. Der Ventilkolben 50 ist in dem vom Ventilgehäuse 32 umschlossenen Hohlraum 36 in der Längsrichtung, die in den 5a bis 5c in waagrechter Richtung verläuft, verschiebbar gelagert. Wie in den 5a bis 5c angedeutet ist, weist der Ventilkolben eine Ausnehmung 52 auf, die von der dem ersten und dem zweiten Abgang 37, 38 zugewandten Längsseite des Ventilkolbens 50 aus in den Ventilkolben hineinreicht. Diese ist schalen- oder wannenförmig ausgebildet und an der zum ersten und zweiten Abgang 37, 38 gerichteten Seite des Ventilkolbens 50, die in der Darstellung der 5a bis 5c die Oberseite ist, offen. Die Ausnehmung 52 ist in der in 5a gezeigten Schließstellung des Ventilkolbens 50 gegenüber dem ersten Abgang 37 angeordnet und steht daher in Verbindung mit diesem.
• Durch eine Längsverschiebung des Ventilkolbens 50 kann die Ausnehmung 52 so weit verschoben werden, dass diese auch dem zweiten Abgang 38 gegenüberliegt und mit diesem in Verbindung steht. Während in 5a die Schließstellung des Ventilkolbens 50 gezeigt ist, in der lediglich der erste Abgang 37 mit der Ausnehmung 52 in Verbindung steht, zeigt 5c die Offenstellung des Ventils 30, worin beide Abgänge 37, 38 in Verbindung mit der Ausnehmung 52 stehen, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abgang 37, 38 geschaffen wird. Die Ausnehmung 52 stellt dabei ein durchströmbares Volumen des Ventilkolbens 50 dar, wobei jeweils der gesamte Querschnitt, mit dem der erste und der zweite Abgang 37, 38 in den Hohlraum 36 münden, der Ausnehmung 52 gegenüberliegt und somit der erste und der zweite Abgang 37, 38 jeweils mit ihrem gesamten Querschnitt in die Ausnehmung 52 münden.
• Die 5a und 5c zeigen die Endpositionen des Ventilkolbens 50. In der in 5b dargestellten Zwischenposition steht zwar der erste Abgang 37 über seinen gesamten Querschnitt in Verbindung mit der Ausnehmung 52, der zweite Abgang 38 jedoch nur über einen Teil seines Querschnitts. Hierdurch kann ein erhöhter Strömungswiderstand für eine Durchströmung des Ventils 30 erzielt werden. Durch Verschiebung des Ventilkolbens 50 in eine solche Zwischenposition, die auch als Dosierstellung bezeichnet wird, kann somit ein Dosieren erfolgen und beispielsweise die Saugleistung bei einer Absaugung gesteuert werden.
• Wie in 5a gezeigt ist, ist in der Schließstellung des Ventils bzw. des Ventilkolbens 50 der zweite Abgang durch einen Verschlussbereich 53 des Ventilkolbens 50 verschlossen. In dem entsprechenden Abschnitt des Ventilkolbens 50 weist dieser auf der von den Abgängen 37, 38 abgewandten Seite eine weitere Ausnehmung 54 auf, die nach dieser Seite hin offen ist. Die weitere Ausnehmung 54 ermöglicht es, den Ventilkolben 50 auch im Verschlussbereich 53 mit einer weitgehend gleichmäßigen Wandstärke auszubilden, wie dies in den 5a bis 5c ebenfalls angedeutet ist.
• Um in der Schließstellung einen möglichst dichten Verschluss des zweiten Abgangs 38 sowie zumindest in der Schließ- und in der Offenstellung eine Abdichtung gegen das Eindringen von Fluiden in den Hohlraum 36 zu erreichen, weist der Ventilkolben 50 an seiner dem ersten und dem zweiten Abgang 37, 38 zugewandten Längsseite Dichtungen auf, die in 5a bis 5c nicht dargestellt sind. An der Innenseite des Ventilgehäuses 32, in die der erste und der zweite Abgang 37, 38 münden, ist eine ebene Dichtfläche ausgebildet, mit der die Dichtungen zum Abdichten zusammenwirken. Auch die übrigen Längsseiten des Hohlraums 36 sind zumindest abschnittsweise als ebene Flächen ausgebildet.
• Das Ventil 30 ist in den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Saugventil zum Steuern einer Absaugung aus einem körperinneren Hohlraum ausgebildet, wobei der Strömungsquerschnitt beispielweise etwa 7 mm² bei einem Saugdruck von ca. -0,01 bis -0,1 hPa betragen kann. Der Verschiebeweg des Ventilkolbens 50 zwischen der Offen- und der Schließstellung kann beispielsweise etwa 5 mm betragen.
• In den 6a bis 13 ist der Ventilkolben 50 des zuvor beschriebenen Ventils 30 jeweils vergrößert gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen des Ventils 30 dargestellt. Im Übrigen kann das Ventil 30 wie zu 1 bis 5b beschrieben ausgebildet sein.
• Bei der in 6a und 6b in zwei von gegenüberliegenden Seiten gesehenen Ansichten dargestellten ersten Ausführungsform ist von der den Abgängen 37, 38 zugewandten Seite des Ventilkolbens 50 eine näherungsweise quaderförmige Ausnehmung 52 in diesen eingebracht, welche ein durchströmbares Volumen zur Fluidverbindung des ersten Abgangs 37 mit dem zweiten Abgang 38 in der Offenstellung bildet. In Längsrichtung daran anschließend ist der Verschlussbereich 53 angeordnet, der in der Schließstellung den zweiten Abgang 38 abdeckt.
• Von der den Abgängen 37, 38 abgewandten Seite aus ist in den Ventilkolben 50 die weitere Ausnehmung 54 eingebracht, die ebenfalls etwa quaderförmig ausgebildet ist und die es ermöglicht, dass der Ventilkolben 50 eine weitgehend gleichmäßige Wandstärke aufweist (s. 6b). Hierdurch wird die Herstellung als Spritzgussteil erleichtert. In 6a und 6b ist ferner eine Trennebene 55 angedeutet, an der eine entsprechende Spritzgussform nach dem Gussvorgang getrennt werden kann, wobei eventuell dort verbleibende Grate die zuvor beschriebene Funktion des Ventilkolbens 50 zum Herstellen bzw. Unterbrechen einer Fluidverbindung zwischen den Abgängen 37, 38 nicht beeinträchtigen.
• In 6a und 6b ist ferner eine erste Dichtung 56 angedeutet, die die Ausnehmung 52 umlaufend umgibt und die im dargestellten Beispiel als Flächendichtung oder Flachdichtung ausgebildet ist. Die erste Dichtung 56 ist auf dem Rand der Ausnehmung 52 angeordnet. Der an die Ausnehmung 52 anschließende Verschlussbereich 53 ist umlaufend von einer zweiten Dichtung 58 umgeben, die ebenfalls als Flächendichtung ausgebildet ist und die einen gemeinsamen Abschnitt 59 mit der ersten Dichtung 56 umfasst. Die erste und die zweite Dichtung 56, 58 wirken wie zuvor beschrieben mit der Dichtfläche des Ventilgehäuses 32, in welche der erste und der zweite Abgang 37, 38 münden, zum Abdichten in der Offen- und in der Schließstellung zusammen. Auch in der Dosierstellung wirken die erste und die zweite Dichtung 56, 58, die ineinander übergehen, zum Abdichten der Abgänge 37, 38 gegen den Hohlraum 36 zusammen. Die erste und die zweite Dichtung 56, 58 sind jeweils einteilig mit dem Ventilkolben 50 ausgebildet und stellen einen integralen Teil des Ventilkolbens 50 dar.
• Um eine ausreichende Dichtigkeit zu erreichen, werden die erste und die zweite Dichtung 56, 58 mit einer Vorspannung an die Dichtfläche des Ventilgehäuses angedrückt. Die Vorspannung wird einerseits durch maßliche Abstimmung des Ventilkolbens 50 und des Hohlraums 36 im Ventilgehäuse 32 erreicht. Um die hierdurch entstehende Reibung zu vermindern und somit die Bedienung des Ventils zu erleichtern, weist der Ventilkolben 50 auf seiner den Abgängen 37, 38 abgewandten Längsseite einen Gegenhalter auf, der im dargestellten Beispiel durch zwei in Längsrichtung verlaufende Gegenhalterelemente 60, 60' gebildet wird, die wie die Dichtung 56 bzw. 58 als flächige Erhebungen ausgestaltet sind. Der Gegenhalter dient zur Erzeugung einer Gegenkraft, um die Dichtwirkung der ersten und der zweiten Dichtung 56, 58 zu verbessern. Zudem kann bei Verwendung als Saugventil ein anliegender Unterdruck die Dichtwirkung verbessern. Auch die Gegenhalterelemente 60, 60' sind jeweils einteilig mit dem Ventilkolben 50 ausgeführt.
• Wie in 6a und 6b ebenfalls zu erkennen ist, weist der Ventilkolben eine Mehrzahl von Entformungsschrägen 61 auf, die die Herstellung als Spritzgussteil erleichtern. Die erste und die zweite Dichtung 56, 58 sowie die Gegenhalterelemente 60, 60' sind mit dem Ventilkolben 50 einteilig ausgebildet, so dass dieser in einem einzigen Fertigungsschritt als Spritzgussteil hergestellt werden kann. Hierfür ist der Ventilkolben 50 aus einem Werkstoff hergestellt, der einerseits steif genug ist, um ein Verschieben des Ventilkolbens 50 ohne übermäßige Verformung zu ermöglichen, andererseits aber weich genug, um die Dichtwirkung der Dichtungen 56, 58 zu gewährleisten. Hierfür kommen beispielsweise Werkstoffe wie PE, TPE, PP oder TPU in Frage. In 6a und 6b ist ferner der Verbindungsabschnitt 51 zu erkennen, der zur Verbindung mit dem Fortsatz 42 der Drucktaste 31 dient.
• Die in 7a und 7b dargestellte zweite Ausführungsform des Ventilkolbens 50 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass in der Ausnehmung 52 sowie auf der Seite des Gegenhalters jeweils Verstärkungsrippen 62, 63 angeordnet sind. Die über den Verbindungsabschnitt 51 auf den Ventilkolben 50 wirkende Kraft, die bezüglich des Querschnitts des Ventilkolbens 50 zentral eingebracht wird, führt durch die Reibung der Dichtungen 56, 58 und des Gegenhalters zu Verformungen des Ventilkolbens 50. Beim Schließen des Ventils 30 ist dies eine Zugkraft, die in 7a durch den Pfeil 64 angedeutet ist; hierdurch verursachte Verformungen sind in 7a symbolisch durch die Pfeile 64' angedeutet. Ferner können Verformungen durch die Normalkraft, mit der die Dichtungen 56, 58 an die Dichtflächen des Ventilgehäuses 32 angedrückt werden müssen, sowie durch den an den Abgängen 37, 38 anliegenden Druck oder Unterdruck verursacht werden. Derartige Verformungen können insbesondere dann auftreten, wenn der Ventilkolben 50 aus einem relativ weichen Material besteht, was für die einteilige Ausbildung mit den Dichtungen 56, 58 und den Gegenhalterelementen 60, 60', die aus dem gleichen Material bestehen, vorteilhaft ist. Durch die Verstärkungsrippen 62, 63 können diese Verformungen minimiert werden, so dass die Dichtigkeit und die Bedienbarkeit des Ventils 30 nicht wesentlich beeinträchtigt werden.
• Derartige Verstärkungsrippen 62, 63 können auch bei den zuvor und den nachfolgend beschriebenen anderen Ausführungsformen zur Verringerung der Verformung des Ventilkolbens 50 vorgesehen sein.
• Wie in 8 dargestellt ist, kann gemäß einer dritten Ausführungsform in demjenigen Abschnitt des Ventilkolbens 50, der in der Schließstellung dem zweiten Abgang 38 gegenüber liegt, die weitere Ausnehmung 54' von der dem zweiten Abgang 38 zugewandten Seite in den Ventilkolben 50 eingebracht sein. In diesem Fall wird der Verschlussbereich 53', der in der Schließstellung den zweiten Abgang 38 abdeckt und damit verschließt, durch die Rückwand und die Seitenwände der weiteren Ausnehmung 54' gebildet. Die Dichtwirkung kann auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben durch die umlaufende zweite Dichtung 58 erzielt werden. Im Übrigen kann der Ventilkolben 50 wie zuvor beschrieben ausgebildet sein.
• In 9a und 9b ist eine vierte Ausführungsform des Ventilkolbens 50 dargestellt. Hierbei wird die erste Dichtung 56 durch eine Dichtlippe 65 gebildet, die ein konvexes, etwa halbkreisförmiges Querschnittsprofil aufweist, wie in dem in 9b gezeigten Querschnitt durch den Ventilkolben 50 zu erkennen ist. Auch die zweite Dichtung 58 wird durch eine Dichtlippe 65 mit einem etwa halbkreisförmigen Querschnittsprofil gebildet, ebenso wie der gemeinsame Abschnitt 59 der ersten und der zweiten Dichtung. Das halbkreisförmige Querschnittsprofil bewirkt einen im Wesentlichen linienförmigen Kontakt der Dichtungen 56, 58 mit einer hiermit zusammenwirkenden Dichtfläche, wobei dann, wenn der Ventilkolben 50 einschließlich der Dichtungen 56, 58 und des Gegenhalters ein Übermaß gegenüber dem Querschnitt des Hohlraums 36 aufweist, eine mit zunehmendem Übermaß zunächst moderat und bei größerem Übermaß stärker zunehmende Normalkraft entsteht. Hierdurch kann eine ausreichende Dichtwirkung erzielt und zugleich ein mögliches Übermaß des Ventilkolbens 50 ausgeglichen sowie die Reibung zwischen dem Ventilkolben 50 und dem Ventilgehäuse 32 verringert werden.
• Die Dichtlippe 65 ist einteilig mit dem Ventilkolben 50 ausgebildet, so dass dieser in einem einzigen Spritzgussvorgang mit der angeformten Dichtlippe 65 hergestellt werden kann. Im Übrigen ist der Ventilkolben 50 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet.
• Die 10a und 10b sowie 11a und 11b zeigen eine fünfte bzw. eine sechste Ausführungsform des Ventilkolbens 50. Dabei werden die erste Dichtung 56, die zweite Dichtung 58 und der gemeinsame Abschnitt 59 der ersten und der zweiten Dichtung 56, 58 durch eine Dichtlippe 65' bzw. 65" gebildet, die im Querschnitt V- oder X-förmig (10a und 10b) bzw. keil- oder dreiecksförmig (11a und 11b) ist. Hierdurch entsteht ein doppelt- bzw. einfach-linienförmiger Dichtkontakt, wobei bei einem Übermaß des Ventilkolbens 50 die Kraft, mit der die Dichtung an eine Dichtfläche angedrückt wird, ebenfalls zunächst moderat und bei größerem Übermaß stärker zunimmt. Die Dichtlippe 65' bzw. 65" ist ebenfalls einteilig mit dem Ventilkolben 50 ausgestaltet. Im Übrigen ist der Ventilkolben 50 wie zuvor beschrieben ausgeführt.
• Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird der Gegenhalter jeweils durch zwei parallel verlaufende, streifenförmige Gegenhalterelemente 60, 60' gebildet, die jeweils als flächige Erhebung 57 ausgestaltet sind (in 9b exemplarisch angedeutet). Alternativ können die Gegenhalterelemente 60, 60' beispielsweise ein halbkreisförmiges (s. 12a), ein V- oder X-förmiges (s. 12b) oder ein keil- oder dreiecksförmiges (s. 12c) Querschnittsprofil haben. Hierdurch kann, entsprechend wie oben zu den 9a bis 11b erläutert, ein mögliches Übermaß des Ventilkolbens 50 ausgeglichen, die Dichtwirkung der Dichtungen 56, 58 verbessert und die Reibung beim Betätigen des Ventils 30 minimiert werden. Insbesondere können die Gegenhalterelemente 60, 60' jeweils entsprechend wie die erste und die zweite Dichtung 56, 58 sowie der gemeinsame Abschnitt 59 der ersten und der zweiten Dichtung 56, 58 ausgestaltet sein. Die jeweiligen Gegenhalterelemente 60, 60' sind dabei ebenfalls einteilig mit dem Ventilkolben 50 ausgebildet.
• Wie in 13 dargestellt ist, kann der Ventilkolben 50 gemäß einer siebten Ausführungsform, die im Übrigen entsprechend wie die zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein kann, abgerundete Stirnseiten 69, 69' haben. Insbesondere können die Stirnseiten 69, 69', im Längsschnitt gesehen, etwa halbkreisförmig ausgestaltet sein. Beim Verschieben des Ventilkolbens 50 mittels des Verbindungsabschnitts 51 kann dadurch ein direkterer Kraftfluss erzielt und eine Verformung des Ventilkolbens 50 verringert werden. Um näherungsweise eine gleichmäßige Wandstärke zu gewährleisten, ist auch die Ausnehmung 52 sowie die hier nicht sichtbare weitere Ausnehmung 54 entsprechend abgerundet ausgebildet, und die Form der ersten Dichtung 56, die auf dem Rand der Ausnehmung 52 angeordnet ist und diese umlaufend umgibt, sowie die Form der zweiten Dichtung 58, die den daran anschließenden Verschlussbereich 53 umlaufend umgibt, entsprechend angepasst.
• In 14a und 14b ist, entsprechend 5a und 5c, eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 30 in der Schließstellung (14a) bzw. in der Offenstellung (14b) gezeigt. Diese unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass der Hohlraum 36 des Ventilgehäuses 32, in dem der Ventilkolben 50 geführt ist, derart keilförmig ausgestaltet ist, dass der Ventilkolben 50 in der Schließstellung (14a) beidseitig anliegt und daher an die ebene Dichtfläche des Ventilgehäuses 32, die die Mündungen der Abgänge 37, 38 umgibt, angedrückt wird, während in der Offenstellung (14b) ein Spiel verbleibt. Dabei ergibt sich aufgrund der Verformbarkeit der Dichtungen 56, 58 und der Gegenhalterelemente 60, 60' ein Verstellbereich des Ventilkolbens 50, in dem sowohl die Dichtungen 56, 58 als auch die Gegenhalterelemente 60, 60' gleichzeitig Kontakt mit dem Ventilgehäuse 32 haben. Dies hat den Vorteil, dass eine erhöhte Reibung zwischen dem Ventilkolben 50 und dem Ventilgehäuse 32 nur in diesem kurzen Verstellbereich auftritt. Bei einer Verwendung als Saugventil kann dabei auch in der Offenstellung ein anliegender Unterdruck den Ventilkolben 50 an die Dichtfläche des Ventilgehäuses 32 heranziehen.
• Um eine gleichmäßige Wandstärke und eine ausreichend hohe Steifigkeit des Ventilkolbens 50 zu erreichen, kann dieser auf seiner den Abgängen 37, 38 entgegen gesetzten Seite eine keilförmige Ausnehmung 70 sowie, wie in 14a und 14b exemplarisch angedeutet, eine Verstärkungsrippe 62 in dem quaderförmigen Hohlraum 52 aufweisen. Im Übrigen ist das Ventil 30 gemäß dem in 14a und 14b gezeigten Ausführungsbeispiel wie zuvor beschrieben ausgebildet.
• Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt. Zu einer Figur nicht erläuterte Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den übrigen Figuren.
• Bezugszeichenliste

1

Endoskop

2

Schaft

3

Erster Schaftabschnitt

4

Zweiter Schaftabschnitt

5

Kamerakopf

10

Handhabe

11

Gehäuse

12

Zugangsport

13

Schlauchstutzen

14

Lasche

15

Verschlusskappe

16

Bedienelemente

17

Hebel

18

Elektrischer Anschluss

19

Haltelippen

20

Schlauch

21

Schlauch

22

Steuerrad

23, 23'

Zugdraht

25

Zwischenwand

30

Ventil

31

Drucktaste

32

Ventilgehäuse

33

Halteteil

34

Anschlussstutzen

35

Anschlussstutzen

36

Hohlraum

37

Erster Abgang

38

Zweiter Abgang

39, 39'

Rasthaken

40, 40'

Rastnase

41

Hohlraum

42

Fortsatz

43

Griffmulde

44

Druckfeder

45, 45'

Anschlagnase

46

Verstärkungsrippe

47

Stützabschnitt

50

Ventilkolben

51

Verbindungsabschnitt

52

Ausnehmung

53, 53'

Verschlussbereich

54, 54'

Weitere Ausnehmung

55

Trennebene

56

Erste Dichtung

57

Flächendichtung

58

Zweite Dichtung

59

Gemeinsamer Abschnitt

60, 60'

Gegenhalterelement

61

Entformungsschrägen

62

Verstärkungsrippe

63

Verstärkungsrippe

64, 64'

Pfeil (Zugkraft)

65, 65',

65" Dichtlippe

69, 69'

Stirnseite

70

Ausnehmung

Claims (18)

1. Ventil (30), insbesondere Saugventil, für ein medizinisches Instrument, umfassend ein Ventilgehäuse (32) mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Hohlraum (36), in den an einer Längsseite des Hohlraums (36) in der Längsrichtung gegeneinander versetzt ein erster Abgang (37) und ein zweiter Abgang (38) münden, und einen in dem Hohlraum (36) in der Längsrichtung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Ventils (30) verschiebbaren Ventilkolben (50), welcher eine Ausnehmung (52) aufweist, durch die in der Offenstellung der erste Abgang (37) und der zweite Abgang (38) miteinander fluidverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (50) eine erste Dichtung (56) aufweist, die die Ausnehmung (52) umlaufend umgibt.
2. Ventil (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (50) in Längsrichtung gegenüber der Ausnehmung (52) versetzt einen Verschlussbereich (53) aufweist, wobei in der Schließstellung der erste Abgang (37) mit der Ausnehmung (52) fluidverbunden und der zweite Abgang (38) durch den Verschlussbereich (53) verschlossen ist, und wobei der Ventilkolben (50) eine zweite Dichtung (58) aufweist, die den Verschlussbereich (53) umlaufend umgibt.
3. Ventil (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtfläche des Ventilgehäuses (32), mit der die erste Dichtung (56) zusammenwirkt, eine im Wesentlichen ebene Fläche ist.
4. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Hohlraums (36) im Wesentlichen rechteckig ist.
5. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (36) sich in Richtung auf die Schließstellung keilförmig verengend ausgebildet ist.
6. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (56) einteilig mit dem Ventilkolben (50) ausgebildet ist.
7. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (58) einteilig mit dem Ventilkolben (50) ausgebildet ist.
8. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (56) als Dichtlippe (65, 65', 65"), die ein halbkreisförmiges, ein V-förmiges oder ein keilförmiges Querschnittsprofil hat, oder als Flächendichtung (57) ausgebildet ist.
9. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (58) als Dichtlippe (65, 65', 65"), die ein halbkreisförmiges, ein V-förmiges oder ein keilförmiges Querschnittsprofil hat, oder als Flächendichtung (57) ausgebildet ist.
10. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (58) mit einem gleichen Querschnittsprofil wie die erste Dichtung (56) ausgebildet ist.
11. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der ersten Dichtung (56) entgegengesetzten Seite des Ventilkolbens (50) ein Gegenhalter angeordnet ist.
12. Ventil (30) nach Anspruch 11 in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter der ersten Dichtung (56) und der zweiten Dichtung (58) gegenüberliegend angeordnet ist.
13. Ventil (30) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter mindestens ein Gegenhalterelement (60, 60') umfasst, das ein halbkreisförmiges, ein V-förmiges oder ein keilförmiges Querschnittsprofil hat oder als flächige Erhebung (57) ausgebildet ist.
14. Ventil (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter einteilig mit dem Ventilkolben (50) ausgebildet ist.
15. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (50) eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweist.
16. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (50) eine oder mehrere Verstärkungsrippen (62, 63) aufweist.
17. Ventil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stirnseite (69, 69') des Ventilkolbens (50) abgerundet ausgebildet ist.
18. Medizinisches Instrument, insbesondere medizinisches Endoskop (1) oder medizinisches endoskopisches Instrument, mit einem Ventil (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

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