DE1766209A1

DE1766209A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Kruemmung des flexiblen Teils eines Endoskops

Info

Publication number: DE1766209A1
Application number: DE19681766209
Authority: DE
Inventors: Masaaki Sato
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1967-04-20
Filing date: 1968-04-19
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE1766209B2; US3557780A

Description

PATENTANWALT DR. GERHARD SCHAEFER DI PLOM PHYS IKER

8023 München-Pullach Seitnerstraße 13 Telefon 7 93 09 01

P 130

19.4.1968 Sch/0

OLYMPUS OPTICAL COMPANY,LTD. No. 4 3-2, Hatagaya 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo/Japan

Vorrichtung zur Steuerung der Krümmung des flexiblen Teils

eines Endoskops

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Krümmung des aus einer Vielzahl von kurzen, rohrförmigen, gegeneinander verschwenkbaren Segmenten bestehenden flexiblen Teils eines Endoskops, wobei die Segmente durch Spanndrähte, welche sich von einem Steuerteil zu dem flexiblen Teil erstrecken, gegeneinander geneigt werden können.

Bekannte Steuervorrichtungen zur Krümmung des flexiblen Teils

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eines Endoskops sind deshalb schwer zu handhaben, weil der gebogene Teil des steuerbaren flexiblen Teils des Endoskops nicht exakt von außen her beobachtet werden kann, wenn das Endoskop in einen zu beobachtenden Hohlraum eines lebenden Körpers eingeführt worden ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu überwinden.

Dies wird dadurch erreicht, daß der flexible Teil aus mindestens zwei Gruppen von Segmenten besteht, die unabhängig von· mit Hilfe verschiedener Spanndrähte bewegbar sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die- Spanndrähte für die Krümmung jeder Gruppe von Segmenten durch'je einen He-Del betätigt, dessen Richtung die Lage des gesteuerten flexiblen Teils anzeigt. Die Hebel ermöglichen es daher, den gekrümmten Zustand des flexiblen Teils exakt und bequem festzustellen, wenn das Endoskop für die Beobachtung von Hohlräumen verwendet wird.

ierner sind Bremsmechanismen vorgesehen, um den gekrümmten Zustand des flexiblen Teils,der durch Betätigung des Steuermechanismus eingestellt worden ist, aufrechtzuerhalten und um zu vermeiden, daß der gekrümmte Zustand des flexiblen Teils durch äußere Kräfte.unerwartet verändert wird.

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Tie Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ansichten zweier Endoskope, denen entnommen wer- und 2

den kann wie die flexiblen Teile gekrümmt werden;

Fig. 3 das Prinzip des Steuermechanisinus für das Krümmen des flexiblen Teils einer Ausführungsform ei- ™ nes erfindungsgemäßen Endoskops;

Fiίτ. 4 einen teilweisen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 3;

Fig. 5A einen Querschnitt längs der Linie YrV in Fig.3; Fig. 5B einen Querschnitt längs der Linie Z-Z in Fig.3;

Fig. 6 Ansichten von Endoskopen, die mit den in Fig.3

bis 14

bzw. Fig.H dargestellten Steuervorrichtungen versehet sind und die zeigen, wie der flexible Teil des Endoskops entsprechend der Betätigung der Steuerknöpfe des Steuerungsmechanismus gekrümmt wird;

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ELg.15 einen teilweisen Querschnitt ähnlich den von Fin,4 j bei dem jedoch der Teil des Steuerungsmechanismus dargestellt ist, der mit einer Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist;

Fig.16 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Hauptteile der Bremsvorrichtung, die in Fig.15 dargestellt ist;

Fig.l7A eine Ansicht, ähnlich der von Fig.3, die das Prinzip des Steuerungsmechanismus für die Krümmung des flexiblen Teils einer zweiten Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig,17B eine Teilansicht einer Abwandlung der Betätigungsvorrichtung nach Fig.l7A, bei welcher anstelle des Zahnrad-Zahnstange-Getriebes eine Trommel verwendet wird;

Fig.18 einen Querschnitt längs der Linie Y-Y in Fig.l7A; Fig.19 einen Querschnitt längs der Linie Z-Z in Fig.l7Aj

Fig.20 einen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig.l7A mit der Darstellung des Steuermechanismus;

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Fig. 21 eine Ansicht ähnlich der in Fig.20 mit einer Abänderung des Steuerungsmechanismus, der mit einer Bremsvorrichtung versehen ist;

Fig. 22 eine teilweise Ansicht, die die Hauptteile der

Bremsvorrichtung im Steuermechanismus von Fig.21 zeigt;

Fi-.23 Ansichten eines Endoskops, das mit einem Steuer- und 24

mechanismus wie in Fig.20 oder 22 versehen ist und das zeigt, wie der flexible Teil des Endoskops entsprechend der Betätigung der Steuerknöpfe im Steuerungsmechanismus gekrümmt wird;

,Fig.25 eine Ansicht einer anderen Vorrichtung eines Endoskops nach der vorliegenden Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fig.2 6 einen teilweisen Querschnitt, der den flexiblen Teil der Fig.25 darstellt;

Fig.27 eine Seitenansicht des in Fig.26 dargestellten Teils;

Hg.28 eine Vorderansicht des röhrenförmigen Teils,der den in Fig.27 dargestellten flexiblen Teil bildet;

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Fig. 29 eine Vorderansicht des Zivischenrings, wie er in dem in Fig.25 dargestellten Endoskop verwendet wird;

Fi^.30 Teilansichten des flexiblen Teils des in Fig.25

bis 37

dargestellten Endoskops. Sie zeigen, wie der flexible Teil des Endoskops entsprechend der Betätigung . des Steuerunssr.echanismus des Endoskops in Fig. gekrümmt wird.

Vor der Beschreibung der Erfindung soll zum besseren Verständnis zunächst die V/irkungsweise eines bekannten Endoskops kurz erläutert werden.

■ Fig.l zeigt eine Ausführungsform eines bekannten Endoskops, bei dem der Kamerateil 1 mit dem einen Ende des flexiblen leils 3 durch den gelenkigen Teil 2 verbunden ist. Das andere Ende des flexiblen Teils 3 ist mit dem Steuergehäuse H verbunden, das einen Steuerknopf 5 aufweist, der mittels Drähten, die sich durch den beweglichen Teil 3 hindurch erstrekken, den gelenkigen Teil 2 betätigt. Dadurch wird der Kamerateil 1 bezüglich der Achse des Endes des flexiblen Teils 3, mit dem der Kamerateil 1 über dem gelenkigen Teil 2 verbunden ist, unter einem bestimmten Winkel gekrümmt.

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Un die Beobachtung bei der Verwendung des Endoskops zu erleichtern, kann der flexible Teil 3 zusammen mit dem Steuergehäuse 4 relativ zu einem Griff, der drehbar an dem Steuergehäuse 4 montiert ist, um seine Achse gedreht werden. Der Griff ist mit einer Winkeleinteilung versehen, die mit einer Markierung zusammenarbeitet, welche auf dem Steuergehäuse 4 vorgesehen ist. Mit Hilfe der Skala und der Markierung kann der Winkel der Drehung des flexiblen Teils 3 und damit die Richtung des Kamerateils 1 festgestellt werden.

Fig.2 zeigt eine andere Art eines bekannten Endoskops, bei welchem anstelle des gelenkigen Teils in Fig.l ein steuerbarer flexibler Teil 6 verwendet ist.

Bei den bekannten Endoskopen nach den Fig.l und 2 ist es schwierig, exakt die Richtung des Kamerateils anzugeben und ihres Kriimmungswinkels während der Beobachtung mit dem Endoskop, da die Beobachtung üblicherweise in einem abgedunkelten Raum durchgeführt wird. ·

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 37 sollen im folgenden nun verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden.

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Fig. 3 zeigt das Prinzip des Steuermechanismus für das Bienen dos steuerbaren flexiblen Teils eines Endoskops nach der vorliegenden Erfindung. Der Kamerateil I ist irit einem Ende eines ersten steuerbaren flexiblen Teils TT verbunden. Das andere Ende dieses steuerbaren flexiblen Teils II ist mit dem einen Ende eines zweiten steuerbaren flexiblen Teils III verbunden. An das andere Ende dieses zweiten steuerbaren Teils III schließt sich ein Ende eines flexiblen langgestreckten Verbindungstöils IV an, der sich nachgiebig, biegbar an den Weg anpassen kann, der in den Hohlraum des zu beobachtenden lobenden Körpers führt. Das andere Ende des flexiblen langgestreckten Verbindungsteils IV ist mit den" Steuerteil V verbunden, in dem der Steuermechanisinus zur Betätigung des ersten und des zweiten flexiblen Teils II bzw. III vorgesehen ist.

Wie in den Fig.3 und 5A dargestellt, umfaßt der erste flexible Teil II eine Vielzahl von relativ kurzen, gelenkigen, röhrenförmigen Segmenten 8, die alle gleich ausgebildet sind. Wie in Fig.3 dargestellt, sind beide Flächen jedes der Segmente 8 abgeschrägt und bilden hierdurch entgegengesetzt ausladende Drehkanten N-N. Wie in den Fig. 3 und 5B dargestellt ist, umfaßt der zweite flexible Teil III eine Vielzahl von.relativ kurzen gelenkigen, ringförmigen Segmenten 8¹,

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die im wesentlichen ähnlich den Segmenten 8 sind. Alle diese Segmente 8¹ haben gleichen Aufbau. In jedem der Segmente 8 und 8¹ ist ein Hohlraum 9 vorgesehen, durch welchen der mit einem Film geladene Kamerateil I und die Leitungsdrähte zur Energieversorgung der Lampe im Kamerateil I oder ein lichtleitendes optisches Glasfasersystem und andere Elemente sich erstrecken. Wie in den Fig. 5A und 5B dargestellt, sind in den Kanten N-N jedes der Segmente 8, 8¹ kleine Löcher 10 vorgesehen. Drähte 11 erstrecken sich durchjedes dieser Löcher 10, wobei ein Ende des Drahtes an einem Endsegment 8a befestigt ist, dessen eine Seite eine Kante ähnlich der des Segments 8 bildet. Das Segment 8a ist mit dem Kamerateil I verbunden, während das andere Ende des Drahtes 11 am hinteren Endsegment 8¹C befestigt ' ist, das ähnlich dem Segment 8a und mit dem vorderen Ende des flexiblen Verbindungsteils IV verbunden ist. Die Segmente 8 und 8' werden durch die Drähte 11 mit den Kanten gegeneinander gedrückt und aufeinander ausgerichtet. Jedes %

Segment 8, 8¹ kann sich um die Kante N-N relativ gegen das nächste Segment drehen. In jedem Segment 8 sind ferner nahe der·Mittellinie auf die Normale zur Kante N-N kleine Löcher 12, 12' vorgesehen, wie dies in Fig. 5A dargestellt ist. Kleine Löcher 12, 12' und I¹+, IU' sind ferner vorgesehen in jedem der Segmente 8' nahe der Mittellinie, auf die Nor-

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male zur Kante N-N, wie dies in Fig.5B dargestellt ist. Die Lace der Löcher 12, 12· in jeden der Segmente 8' entspricht der Lage der Löcher 12, 12' in jedem der Segmente Drähte 13, 13' erstrecken sich durch die Löcher 12 und 12'. in jedem der Segmente 8 bzw. 8'. Ein Ende der Drähte 13, 13' ist am Segment 8a befestigt, während das andere Ende jedes Drahtes 13, 13' sich durch den flexiblen Verbindungsteil IV erstreckt und mit dem Umfang der Steuertrommel 16 im Steuerteil V verbunden ist, welche durch einen Steuerhebel betätigt wird, wie er im folgenden beschrieben wird. Die Drähte 15 und 15' erstrecken sich durch die Löcher IU, 14' in jedem der Segmente 8, wobei ein Ende der Drähte mit dem vorderen Endsegment 8'b verbunden ist, das ähnlich aufgebaut ist wie das Segment 8' und am vorderen Ende des zweiten flexiblen Teils III angeordnet und verbunden ist mit dem hinteren Ende des ersten flexiblen Teils II. Das andere Ende jedes Drahts 15, 15' erstreckt sich durch den flexiblen Verbindungsteil IV hindurch und ist verbunden mit einer anderen Steuertrommel 17, die im Steuerteil V koaxial zu der vorbeschriebenen Steuertrommel 16 angeordnet ist und durch einen anderen Steuerhebel betätigt wird, wie er im folgenden beschrieben wird.

Wie in Fig.¹! dargestellt ist, ist die Trojnnel 17 fest mit

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eier Welle 19 verbunden, die in Lagern 18 gelagert ist, welche im Gehäuse des Stp.uprteils V angeordnet sind. Die Scheibe 20 und der zweite Steuerhebel 21 sind fest mit der Welle 19 verbunden. Die Trommel 16 ist drehbar auf der Welle gelagert und das Zahnrad 22 ist mit der Trommel 16 fest verbunden. Dieses Zahnrad 22 kämmt mit einem Zwischenzahnräd 24, das drehbar auf einer Welle 2 3 montiert ist, welche mit der Scheibe 20 fest verbunden ist. Dieses Zwxschenzahnrad 24 kämmt ebenfalls mit dem Zahnrad 25, das fest mit der Welle 26 verbunden ist, welche in einem Lager drehbar gelagert ist, das mit der Scheibe 20 verbunden ist. Ein erster Steuerhebel 27 ist fest mit dem äußeren Ende der Welle 26 verbunden. Ein stationärer Hebel 28 ist mit der Abdeckung 29 des in Fig.4 dargestellten Steuerteils V fest verbunden. Dieser stationäre Hebel 28 dient dazu, die relative Stellung der Steuerhebel 21, 27 in Beziehung auf den Steuerteil V anzugeben.

"Die Stellungen der Hebel 21 und 27 sind so bestimmt, daß sie auf den stationären Hebel 28 ausgerichtet sind, wenn der Kamerateil I, der erste flexible Teil II und der zweite flexible Teil III aufeinander ausgerichtet sind, wie dies in Fig.6 dargestellt ist.

Das vorbeschriebene Endoskop arbeitet in folgender Weise:

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Aisgehend von einem Zustand des Endoskops, wie er in Fig.6 dargestellt ist, werden beide Hebel 21 und 27 gleichzeitig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie dies in Fig.10 dargestellt ist. 'Durch die Betätigung des zweiten Hebels 21 wird die Trommel 17 gedreht und zieht dadurch am Draht 15', während der Draht 15 gelockert wird. Dadurch wird eine Biegung des zweiten flexiblen Teils III hervorgerufen, wie sie in Fig.3 dargestellt ist. In diesem Falle dreht sich die Trommel 16 zusammen mit der Trommel 17, da das Zahnrad ?2 mit dem Zahnrad 25 über das Zwischenzahnrad 24 in Eingriff steht, wobei das Zahnrad 25 relativ zum Hebel 21 stationär gehalten wird, so daß der Draht 13· genauso stark gezogen wird wie der Draht 15¹, während der Draht 13 gelockert wird. Die Stellungen der Drähte 13, 13' relativ zum Segment 8'b ändert sich jedoch nicht, da die Biä'gung des zweiten flexiblen Teils III die Bewegung der Drähte 13, 13^f im Bereich des zweiten flexiblen Teils III aufnimmt. Der erste flexible Teil II wird daher nicht gekrümmt. Wie in Fig.10 dargestellt, stimmen die relativen Stellungen der Steuerhebel 21 und 27 jLn bezug.auf den stationären Hebel 28 exakt mit dem gekrümmten Zustand des ersten und zweiten flexiblen Teils I und III überein. Wenn der erste Steuerhebel 27 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird aus der Stellung, die in Fig.10 dargestellt ist, in die Stellung, die die Fig.12 zeigt, wird nur die Trommel 16 weitergedreht durch den Eingriff

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des Zahnrads 22 in das Zahnrad 25 über das Zahnrad 24, so daß der Draht 13' weiter gezogen und der Draht 13 gelockert wird. Hierdurch wird der erste flexible Teil II in Fig. 3 nach rechts gekrümmt und nimmt die Lage ein, die in Fig.12 gezeigt ist. In diesem Falle stimmen die relativen Stellungen der Hebel 21 und 27 in Beziehung auf den stationären He be-1 28 mit dem gekrümmten Zustand des ersten und zweiten flexiblen Teils I und III überein.

In ähnlicher Weise können die ersten und zweiten flexiblen Teile II und III getrennt nach Wunsch gekrümmt werden, wie dies in den Fig. 7 bis 9, 11, 13 und 14 durch geeignete Betätigung eines oder beider Hebel 21 und 27 hervorgerufen wird, wobei die relative Stellung der Hebel 21, 27, 28 den gekrümmten Zustand der flexiblen Teile anzeigt.

Um zu vermeiden, daß die Steuerung der flexiblen Teile II und III durch eine äußere Kraft gestört wird, wie sie versehentlich auftreten kann auf dem Weg, durch welchen das Endoskop in den Hohlraum eines lebenden Körpers eingeführt wird, sind Reibungsmechanismen oder Sperrmechanismen vorgesehen zwischen der Scheibe ?0 und dem Hebel 27 bzw. es können Schneckenantriebe eingesetzt werden zwischen den Hebeln ?1, ?7 und den Trommeln 17 und 16.

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Die vorbeschriebene Erfindung kann auch in den flexiblen Teil eingebaut werden, wobei gelenkig Teile, wie sie in Fig.l dargestellt sind, verwendet werden, die die flexiblen Teile in einer Vielzahl von Punkten krümmen können.

Die Trommeln 16 und 17 können ersetzt werden durch Zahnräder und Zahnstangen, die die Drähte in der vorbeschriebenen Weise ziehen oder lockern.

Fig.15 zeigt eine Abwandlung des Steuerungsmechanismus, der in den Fig.3 und 4 dargestellt ist. Der in Fig.15 dargestellte Mechanismus ist mit Bremsvorrichtungen versehen, um die flexiblen Teile in ihren eingestellten Lagen zu halten. Per in Fig.15 dargestellte Mechanismus ist ähnlich dem in Fig.4, Die Bremstrommel 30 ist jedoch mit ringförmigen, V-förmigen Vertiefungen 30' am Umfang versehen und ist auf einer Lagerplatte 18 befestigt und der drehbaren Lagerwelle 19 angepaßt.

Die Bremstrommel 31 ist mit ringförmigen, V-förmigen Vertiefungen 31' am Umfang versehen und ist vollständig mit dem Zahnrad 25 verbunden. Die Bremstrommeln 30 und 31 sind so ausgebildet, daß sie lösbar zwischen zwei Bremsschuhen 32, 32' eingespannt werden können. Die Oberflächen 32a, 32'a dieser Schuhe sind mit den V-förmigen Vertiefungen

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30' und 31' der Bremstrommelh 30 und- 31 in Eingriff bringbar. Die beiden Bremstrommeln 30 und 31 sind beweglich angeordnet durch zwei Bolzen und Nuten 33, 33', wie dies in Fig.16 dargestellt ist. Federn 34 befinden sich auf den Bolzen 33 zwischen den Nuten 33' und den Bremsschuhen 32', so daß sie normalerweise die beiden Bremsschuhe 32 und 32' gegeneinander pressen, wodurch die Bremstrommeln 30 und 31 leicht dazwischen eingespannt werden, wenn eine Bremswirkung gewünscht wird. -Die Welle 36 erstreckt sich drehbar durch den Steuerhebel 21 und die Scheibe 20. Das äußere Ende der Welle 36 ist mit einem Knopf 37 versehen, während das die Bremse lösende Teil am inneren Ende der Welle 36 befestigt ist. Das Teil 3 5 ist im Querschnitt in der Ebene normal zur Achse der Welle 36 langgestreckt ausgebildet»Wenn die Welle 36 durch den Knopf 37 gedreht wird, werden die Bremsschuhe 32 und 32' zwischen einer Stellung bewegt, in der die Schuhe 32 und 32' durch die Wirkung der Feder 34 gegeneinander gedrückt werden, in der die Bremsbacken 30 und bremsen, und einer Stellung, in welcher die Bremsbacken 32 und 32' sich von den Bremstrommeln 30 und 31 lösen.

Wenn im Betrieb der erste Steuerhebel 27 gedreht wird und das Zahnrad 2 2 und damit auch die Trommel 16 durch das mit dem Hebel 27 verbundene Zahnrad 25 über das Zwischenzahn-

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rad 24 gedreht werden, wird der erste flexible Teil II gekrümmt. Die Trommel 16 wird in ihrer gesteuerten Stellung durch einen Bremsvorgang festgehalten, der auf die auf dem Zahnrad 25 befestigte Bremstrommel 21 wirkt und dabei ermöglicht, den ersten beweglichen Teil II in seiner gesteuerten Lage zu halten. Wenn der zweite Steuerhebel 21 gedreht wird, dreht sich das Zahnrad 25 um die Achse der Welle 19 zusammen mit den beiden Bremsschuhen 32 und 32', während das Zahnrad 25 an einer Drehung um seine Achse relativ zur Scheibe 20 gehindert wird durch die Bremswirkung der Schuhe 32 und 32^!. Der Hebel 21 wird in seiner gesteuerten Lage gehalten infolge der Bremswirkung zwischen der Bremstrommel 30, die auf der Lagerplatte 18 befestigt ist und den Bremsschuhen 32 und 32', die um die Achse der Welle 19 zusammen mit dem zweiten Steuerhebel 21 drehbar sind. Der in Fig.15 dargestellte Mechanismus erlaubt daher, die steuerbaren, flexiblen Teile des Endoskops in ihrer Lage zu halten. Wenn die Bremsen gelöst werden sollen, braucht nur der Drehknopf 37 bewegt zu werden, so daß die Bremsschuhe 32, 32' von den Bremstrommeln 30 und 31"abgehoben werden.

Die Fig.l7A bis 20 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Endoskops nach der vorliegenden Erfindung. Das in Fig.l7A dargestellte Endoskop ist ähnlich dem in Fig.3 dargestell-

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ten mit den Unterschied, daß zur Betätigung der Drähte 48 und 48' das Zahnrad 55 und zwei Zahnstangen 57 und 57', die mit dem Zahnrad 5 5 kämmen, und zur Betätigung der Drähte 46 und 46' ein Zahnrad 54 und zwei Zahnstangen 56 und 56', die mit dem Zahnrad 54 kämmen, anstelle der Trommeln 16 und 17 von Fig.3 vorgesehen sind, und daß enggewickelte Schraubenfedern SO und 60' sich vom Lagerteil 53 des Steuerteils V zun hinteren Endsegment 8d des ersten steuerbaren Teils II erstrecken, durch welches Drähte 48 und 48' sich - wie in den Fig. 17A, 18 und 19 dargestellt ist - erstrecken und enggewickelte Schraubenfedern 59 und 59' sich zwischen diesem Lagerteil 53 und dem hinteren Endsegment 8'c des zweiten flexiblen Teils ITI erstrecken, durch welches die Drähte 46 und 46' laufen, wie dies in Fig.l7A und 19 dargestellt ist.

Die Federn 60 und 60' erstrecken sich mit genügend Überlänge durch den flexiblen Verbindungsteil IV₁ so daß sie ein Krümmen des Teils II ohne jede relative Bewegung zwischen den Federn 60, 60· und den Drähten 48, 48^! ermöglichen, die durch sie hindurchlaufen. Auch die Federn 5 9 und 59' erstrecken sich durch das bewegliche Verbindungsteil IV und das zweite steuerbare bewegliche Teil III mit genügend überlänge, so daP> eine Krümmung der Teile III und IV ohne relative Bewegung zwischen den Federn 5.9» 59' und den durch sie hindurch-

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gehenden Drähten 46 und 46'notwendig ist. Es ist klar, daß

die Federn 60, 60'; 59, 59' nicht zusammendrückbar sein dür- ι

ι fen, danit die relative Bewegung der Drähte auf die Federn, ■ ι auf die dem Lagerteil 5 3 benachbarten Enden übertragen werden kann. In dem Bereich des Verbindungsteils IV ist die I Verwendung von Metallröhren anstelle von enggewickelten Schraubenfedern zu empfehlen. Das vordere Ende jedes Drahtes 48, 48', 46, 46' ist an den entsprechenden Segmenten 8'b, 8a in derselben Weise wie dies in Fig.3 dargestellt ist, befestigt.

Es ist festzustellen, daß in der in Fig.3 dargestellten Konstruktion die Drähte 13, 15 (oder 13, 15') gleichzeitig gezogen werden müssen, wenn der zweite flexible Teil gekrümmt werden soll, während nur ein Draht (13 oder 13') gezogen werden muß, um den ersten flexiblen Teil II zu krümmen. In der in Fig,17A dargestellten Konstruktion, bei der enggewickeite Schraubenfedern vorgesehen sind, ist es dagegen lediglich notwendig, einen Draht 48 (oder 48') zu ziehen, um den zweiten flexiblen Teil III zu krümmen. Der erste flexible Teil II kann gekrümmt werden durch Ziehen lediglich des Drahtes 46 (oder 46¹).

Im Betrieb wird das Zahnrad 55 oder 54 gesondert gedreht,

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um entweder den ersten oder den zweiten flexiblen Teil II oder III zu krümmen, während beide Zahnräder 55 und 54 in bestimmten Richtungen gedreht werden, wenn sowohl der erste als a\ich der zweite flexible Teil II bzw. III gekrümmt werden soll, wie dies in den Fig.23 und 24 dargestellt ist.

Fx£.17B zeigt eine Abwandlung des Steuerungsmechanisnus, der in Fig.l7A dargestellt ist. Der in der Fig.l7B dargestellte Steuerungsmechanismus umfaßt Trommeln 55' und 54' ä für die Betätigung der Drähte 48 , 48', 46, 46' anstelle des Zahnrad-Zahnstangen-Antriebs 55, 57, 57', 54, 56, 56', der in der Fig.l7A dargestellt ist. Der Betrieb des Steuerungsmechanismus der Fig,17B ist ähnlich dem in der Fig,17A dargestellten.

Fig.20 zeigt das Detail des Steuerungsmechanismus, der in dem in Fig,17A dargestellten Endoskop verwendet wird. Der in Fig.20 dargestellte Steuerungsmechanxsmus ist ähnlich dem in Fig.4 gezeigten. Lediglich die Trommeln 16 und 17 in Fig.4 für das Ziehen der Drähte sind ersetzt durch die Zahnräder 55 und 54 und zwei Zahnstangen 57, 57', 56, 56', die mit den Zahnrädern 55 bzw. 54 kämmen. Das Zahnrad 54 ist fest auf einer getrennten Welle 58 drehbar in der Lagerplatte montiert, an welcher die Welle 58 und das Zahnrad 61 befestigt

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sind. Das Zahnrad 61 kämmt mit dem Zwischenzahnrad 64, das drehbar auf der Welle 6 9 gelagert ist, an der der zweite Hebel 21, die Scheibe 20 und das Zahnrad 55 befestigt sind. Das Zwischenzähnrad 64 kämmt mit dem Zahnrad 62, das auf der Welle 26 befestigt ist, an welchem wiederum der erste Hebel 27 befestigt ist. Wenn der erste Hebel 27 gedreht wird, drehen sich- die Zahnräder 62, das Zwischenzahnrad 64 und das Zahnrad 61, so daß das Zahnrad 54 und damit die Zahnstangen 56 und 56' betätigt werden, wodurch die Drähte 46 und 46' gezogen werden und den ersten flexiblen Teil II in die gewünschte Richtung krümmen. Wenn der zweite Hebel 21 gedreht wird, betätigt das Zahnrad 55 die Zahnstangen 57 und 57' und zieht die Drähte 48 oder 48^f, so daß der zweite flexible Teil III in der gewünschten Richtung gekrümmt wird. In diesen Falle verursacht die Drehung des Hebels 21 eine Drehung des Zahnrads 62 um die Achse des Zwischenzahnrads und dreht dabei das Zahnrad 64 zusammen mit der Welle 6.9« Da jedoch das Verhältnis des Zahnrads 61 zum Zwischenzahnrad 64 bei der vorliegenden Erfindung genügend klein gemacht wird, kann die Krümmung des ersten flexiblen Teils II der aus der Drehung des Zahnrads 62 um das Zahnrad 64, wenn nur der zweite bewegliche Teil III gekrümmt werden soll, resultiert, vernachlässigt werden.

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Die Fig. 21. und 22 zeigen eine Abwandlung des in Fig.20 dargestellten Steuerungsmechanismus.

Der in Fig.21 dargestellte Steuerungsmechanismus ist ähnlich dem in Fig.20 dargestellten. Es sind jedoch Bremseinrichtungen hinzugefügt worden, die denen in Fig.15 gleichen. Bei dem in den Fig.2.1 und 22 dargestellten Bremsmechanismen sind axial verschiebbare Wellen 36' mit Köpfen 37' an ihrem ä äußeren Ende und einem abgeschrägten Endteil 35' an seinem inneren Ende anstelle der drehbaren Welle 36 der Fig.15 vorgesehen, durch die die Bremsschuhe 32 und 32' durch Einführen des spitz zulaufenden Endteils 35^f zwischen die Schuhe 32 und 32' durch Herunterdrücken der Welle 36 voneinander getrennt werden können, wenn das Lösen dftr Bremseinrichtung gewünscht ist.

Die Wirkungsweise des Steuerungsmechanis.mus, der in den Fig. 21 und 22 dargestellt ist, ist ähnlich dem in den Fig. 15 und 20.

Die Fig.23 und 24 zeigen einige der Möglichkeiten, wie der erste und zweite flexible Teil gekrümmt werden kann. Aus den Fig.23 und 24 geht hervor, daß die relativen Lagen der Hebel 21 und 27 den Krümmungszustand des ersten und zweiten flexiblen Teils anzeigen, der durch die Betätigung der Hebel bestimmt ist.

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Fig.25 zeigt eine andere Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist ein Gehäuse 101 des Kopfes I, in dem die Beobachtungs- oder fotografischen Mechanismen oder andere Vorrichtungen untergebracht sind, mit dem vorderen Ende eines steuerbaren beweglichen Teils II¹ verbunden. Das andere Ende dieses Teils ist mittels eines Verbindungsringes 105 mit dem vorderen Ende eines langgestreckten flexiblen Verbindungsteils III' verbunden. An das äußere Ende des Verbindungsteils III schließt das Steuergehäuse des nicht gezeichneten Endoskops an. Eine Umhüllung 102 umgibt die Teile XI' und III¹ wasserdicht. Der steuerbare flexible Teil II umfaßt zwei Gruppen II'a, II'b, wie dies in Fig.26 dargestellt ist. Jede der Gruppen II'a und II'b ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von relativ kurzen, röhrenförmigen Segmenten 103, die ähnlich im Aufbau und in der Anordnung sind wie die in Fig.3 dargestellten. Ein Hohlraum 106 ist in jedem der Segmente 103 vorgesehen, durch welche ein optisches Glasfasersystem oder ein fotografischer Film oder andere Elemente, die in einem Endoskop verwendet werden, durchgeführt werden können. Beide Endflächen jedes Segments 103 sind abgeschrägt und bilden entgegengesetzt vorstehende Kanten 103a in derselben Weise wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Entgegengesetzt angeordnet sind zwei kleine Löcher 107 in Stellungen, in denen die Kanten 103a gebildet

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sind. Durch sie erstreckt sich je ein Draht 112, dessen eines Ende mit dem Rinn 105 verbunden ist, während dessen anderes Ende mit dem Gehäuse 101 verbunden ist und dabei die Segmente 103 flexibel gegeneinander und in Ausrichtung aufeinander preßt.Ferner ist jedes Segment 103 mit kleinen Löchern oder ausgestanzten Teilen 108a und 108b in einer Linie senkrecht zu den Kanten 103a versehen. Ein Zwischenring 104 ist zwischen den Gruppen II'a und II^fb angeordnet, wie dies in Fig. 2 6 gezeigt ist. Eine Fläche des Rings 1OU ist abgeschrägt und' bildet die entgegengesetzt sich erstrekkende Drehkante 104a. Die andere Fläche kann flach oder abgeschrägt sein, um eine entgegengesetzt sich erstreckende Kante zu bilden. Der Ring 1OU ist mit Löchern 109, ähnlich den Löchern 107 im Segment 103 versehen und mit Löchern oder ausgeschnittenen Teilen 110a, 110b ähnlich den Löchern oder ausgeschnittenen Teilen 108a im Segment 103. Weitere Löcher lila, llld sind im Ring 104 vorgesehen, an Orten außerhalb der Löcher oder Ausschnitte 110a bzw. 110b, wie dies dargestellt ist. Kleine Löcher 110'a und 110'b sind an der vorderen Endfläche des Ringes 104 vorgesehen. Die Lage der Löcher 110'a und .110'd entsprechen den Löchern oder Ausschnitten 110a bzw. 110b. Die vordere Endfläche des Verbindungsrings 105 hat dieselbe Ausbildung wie die vordere Endfläche des Zwischenrings 104.Spannungsdrähte 113a. und 113b erstrekken sich durch die Löcher 108a und 108b jedes der Segmente 103 bzw. die Löcher 110a und HOb des Verbindungsringes 104.

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Ein Ende jedes Drahtes 113a, 113b ist fest mit dem Hehäuse 101 verbunden, während das andere Ende jedes Drahtes 113a, 113b sich durch den Verbindungsteil HT¹ erstreckt und mit einem Wickelmechanismus verbunden ist, der in dem nicht gezeichneten Steuergehäuse angeordnet ist. Eine enggewundene Schraubenfeder 114 ist um jeden Draht 113a, 113b vorgesehen, wobei ein Ende jeder Feder 114 am Ring 104 anließt, wie dies in Fig.26 dargestellt ist, während das andere Ende jeder Feder 114 an der Anlagefläche im Steuergehäuse anliegt. Die einen Enden der Spannungsdrähte 115a, 115b sind in den Löchern lila bzw.111b des Zwischenrings 104 befestigt, wie dies Fig.26 zeigt. Die Drähte 115a und 115b erstrecken sich durch die Gruppe II'b des steuerbaren flexiblen Teils II¹. Der flexible Verbindungsteil III und die anderen Enden der Drähte 115a, 115b sind mit einem weiteren Wickelmechanismus im Steuergehäuse verbunden. Enggewickelte Schraubenfedern 116 sind um die Drähte 115a bzw. 115b vorgesehen. Ein Ende jeder Feder 116 liegt an dem Verbindungsring 105 an, wie dies in Fig.26 dargestellt ist, während das andere Ende jeder Feder 116 an der Anlagefläche des Steuergehäuses anliegt. Enggewickelte Schraubenfedern 114 und Drähte 113a, 113b, die durch sie hindurchgehen und sich durch die Gruppe II'b des flexiblen Teils II¹ und den flexiblen Verbindung«teil III* mit genügend Oberlänge erstrecken, so daß sie der Gruppe II'b

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und dem Verbindungsteil III¹ ermöglichen, gekrümmt zu werden ohne jede relative Bewegung zwischen den Federn 114 und den Drähten 113a, 113b, die durch sie hindurchgehen. Die relative Bewegung der Drähte 113a und 113b in bezug auf die Federn 114, die auf der Seite des Steuermechanismus durch den Wickelmechanismus gegeben ist, kann exakt übertragen werden auf die andere Seite der Drähte, die entfernt vom Steuergehäuse sind. In ähnlicher Weise erstrecken sich die Federn 116 und die Drähte.115a und 115b durch den Verbin- ™

dungsteil III¹ mit genügender Überlänge, so daß der Verbindungsteil III¹ gekrümmt werden kann, ohne daß eine relative Bewegung .der Drähte 115a und 115b in Beziehung auf die Federn 116 auftritt.

Im Betrieb kann die Gruppe /II'a.des steuerbaren, flexiblen Teils II' in der gewünschten Richtung gekrümmt werden durch Betätigung des Wickelmechanismus für die Zugdrähte 113a oder 113b_t wie dies in den Fig.34 oder 35 dargestellt ist. Wenn ύ es erwünscht ist, nur die Gruppe II'b des flexiblen Teils II zu krümmen, wie dies in den Fig.36 und 37 gezeigt ist, wird nur der Wickelmechanismus für das Ziehen der Drähte 115a oder 115b betätigt. Wenn beide Wickelmechanismen gleichzeitig betätigt werden, kann der flexible Teil II¹ in Abhängigkeit von der Wahl der Drähte, die gezogen werden, so

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gekrümmt werden, daß er jede gewünschte Form annimmt, wie j dies in den Fig.30 bis 33 dargestellt ist. Obwohl der steu- ! erbare flexible Teil bei den dargestellten Ausführungsformen aus zwei Gruppen besteht, ist ohne weiteres klar, daß er auch aus mehr Gruppen aufgebaut sein kann.

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Claims

Patentansprüche

(l.) Vorrichtung zur Steuerung der Krümmung des aus einer Vielzahl von kurzen, rohrförmigen! gegeneinander verschwenkbaren Segmenten bestehenden flexiblen Teils eines Endoskops, wobei die Segmente durch Spanndrähte, welche sich von einem Steuerteil zu den flexiblen Teil erstrecken, gegeneinander geneigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Teil aus mindestens zwei Gruppen (II, III) von Segmenten (8; 8¹) besteht, die unabhängig voneinander mit Hilfe verschiedener Spanndrähte (13, 13'; 15, 15') bewegbar sind,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndrähte (13, 13'; 15, 15'.) für die Krümmung jeder Gruppe von Segmenten (II; III) durch je einen Hebel (21; 27) betätigt werden, dessen Richtung die Lage des gesteuerten flexiblen Teils (II; III) anzeigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (8; 8') auf entgegengesetzten Seiten vorstehende Kanten (N-N) aufweisen und durch Drähte (11) miteinander verbunden sind, welche durch Löcher (10) in der Nähe der Kanten hindurchgehen, und daß die Kante (N) eines Segments (8; 8') an der Kante (N) des nächsten Segments (8;8·)

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anliegt und daß die Spanndrähte (13, 13'; 15, 15') mit ihren einen Enden am vorderen Ende des Endsegments (8a; 8^fb) des steuerbaren flexiblen Teils nahe der normal zu den Kanten verlaufenden Mittellinie befestigt sind und sich durch die Segmente (8; 8') hindurch erstrecken und mit ihren anderen Enden mit der Steuervorrichtung verbunden sind, die in einem Steuerteil (V) untergebracht sind, welcher mit dem steuerbaren flexiblen Teil (II, III) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung Trommeln (16; 17) für die Betätigung jedes Satzes von Drähten (13, 13'; 15, 15') aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung je einen Zahnrad-Zahnstangen-Antrdeb (55,.. 57, 57'; 54, 56, 56^f) für die Betätigung der Sätze von Drähten (48, 48'; 46, 46') besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung Bremsmittel (32, 32') aufweist, die lösbar eine Bremskraft auf die Steuervorrichtung ausüben und die Aufrechterhaltung des durch die Steuervorrichtung eingestellten gekrümmten Zustands des steuerbaren flexiblen Teils ermöglichen.

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7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um die jeweiligen Drähte (46, 46*; 48, 48') enggewickelte, nicht zusammendrückbare flexible Schraubenfedern (59, 59'; 60, 60') vorgesehen sind, die die relative Bewegung jedes der Drähte in Beziehung auf die sie umgebende Feder erlaubt, und die Federn sich erstrecken vom hinteren Ende (8'b, 8a) der entsprechenden Gruppe des steuerbaren flexiblen Teils, durch den id oh die Drähte durch jede Feder hindurch erstrecken, zu "

einer Anlagefläche (53) im Steuerteil.

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