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Die
Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem ersten rohrförmigen Kanal
zur Aufnahme von bildleitenden Bauelementen und einem zweiten Kanal
zur Aufnahme von Lichtleitern.
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Endoskope
haben im medizinischen Bereich eine weite Verbreitung gefunden und öffneten
den Weg zu der sogenannten „minimalinvasiven
Chirurgie". Zwischenzeitlich
hat sich ein weiteres Einsatzgebiet der sogenannten „industriellen
Endoskopie" aufgetan,
bei der die Endoskope zur visuellen Beobachtung von Hohlräumen, beispielsweise
in Motoren, Karosserien, Flugzeugturbinen, Gebäuden etc. herangezogen werden.
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Derartige
Endoskope weisen einen ersten rohrförmigen Kanal zur Aufnahme von
bildleitenden Elementen auf. Diese bildleitenden Elemente sind Elemente
eines optischen Systems, wie Linsen, insbesondere Stablinsen, Abstandhalter,
Blenden, Prismen, Filter oder dergleichen. Diese leiten das Bild von
distal nach proximal. Bei einer elektronischen Bildverarbeitung
ist eine Miniaturkamera in Form eines CCD-Chips vorhanden, der die
optischen Signale in elektrische Signale umwandelt.
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Für das notwendige
Beobachtungslicht dienen Lichtleiter, die von einer Lichtquelle
das Licht von proximal nach distal leiten. Diese Lichtleiter werden üblicherweise
aus einem Bündel
an Glasfasern gebildet.
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Bei
der Montage des Endoskopes werden die Lichtleiter in Form eines
Bündels
von Glasfasern direkt in einen zweiten Kanal eingebracht, und dieser wird
dann beidseits verschlossen. Dieser zweite Kanal wird gebildet,
indem ein zweites Rohr über
den ersten rohrförmigen
Kanal geschoben wird und diesen dann umgibt, so dass ein Spalt zwischen
dem ersten rohrförmigen
Kanal und dem zweiten Rohr den zweiten Kanal als Kanal mit dem Querschnitt
eines durchgehenden Rings oder mit einem sichelförmigen ggf. nicht durchgehenden
Querschnitt bildet. Derartige Endosko pe weisen einen langerstreckten Schaft
auf, in dem die beiden Kanäle
zur Aufnahme der bildleitenden und lichtleitenden Bauelemente vorgesehen
sind. Proximalseitig mündet
der Schaft in ein Endoskopgehäuse,
dessen proximales Ende wiederum, je nach Ausgestaltung, eine Okularmuschel oder
einen Anschluss an ein Kameramodul aufweist. Auf Grund der Biegsamkeit
der dünnen
Lichtleiter aus Glasfasern ist es möglich, diese zu einem quer zur
Längsachse
des Schaftes abstehenden Lichtleiterstutzen zu führen. In einem endfertig montierten Endoskop
erstreckt sich im zweiten Kanal ein erster langerstreckter Abschnitt
des Lichtleiters längs
der Schaftachse, der dann im Gehäuse
etwa um 90° seitlich
abgebogen über
eine entsprechende Biegung oder Krümmung zum Lichtleiterstutzen
bzw. -anschluss führt.
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Üblicherweise
ist der Schaft eines solchen Endoskopes aus einem Außenrohr
ausgebildet, in dem ein Innenrohr aufgenommen ist, in dessen Innenraum
der erste Kanal ausgebildet ist und der zur Aufnahme der bildleitenden
Elemente dient. Ist das Innenrohr koaxial zum Außenrohr angeordnet, ist zwischen
der Außenseite
des Innenrohrs und der Innenseite des Außenrohrs ein hohlzylindrischer
Raum gebildet, der den zweiten Kanal zur Aufnahme der Lichtleiter
im Schaftbereich darstellt.
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Ist
das Innenrohr seitlich versetzt im Außenrohr angeordnet, meist so,
dass es längs
einer äußeren Mantellinie
an einer inneren Mantellinie der Innenseite des Außenrohrs
anliegt, so entsteht ein mondsichelförmiger Raum, der den zweiten
Kanal zur Aufnahme der Lichtleiter darstellt.
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Es
wurde festgestellt, dass die Montage des Lichtleiters in Form eines
losen Bündels
an Glasfasern eine gewisse Übung
und ein erhebliches Geschick erfordert. Dennoch konnte nicht ausgeschlossen
werden, dass einige Glasfasern bei der Montage brechen und nicht
zum Lichtleiten herangezogen werden können. Ferner wurde festgestellt,
dass nach zahlreichen Sterilisierzyklen Feuchtigkeit oder sonstige
Kontaminationen in den zweiten Kanal eindringen können und
die Lichtleitqualität
nachteilig beeinflussen.
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Die
distal- und proximalseitige Fixierung des Glasfaserbündels erfolgt über Verklebungen.
Dabei wurde ein Kriechen des Klebemittels von den Fixierstellen
weg längs
der Glasfasern festgestellt, was zu unerwünschten Verklebungen von einzelnen
Glasfasern untereinander und von Glasfasern am Innen- oder Außenrohr
abseits der endseitigen Fixierstellen führt. Dies führt bei thermischen und mechanischen Dehnungsspannungen
und Schocks zum Bruch von Glasfasern, die dann nicht mehr zur Lichtleitung
dienen können.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen
und ein Endoskop der eingangs genannten Art bereitzustellen, das
einfach zu montieren ist und auf Dauer eine hervorragende Lichtleitung
gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Lichtleiter in einen flexiblen Schlauch eingebracht sind
und dass der Zusammenbau aus Schlauch und Lichtleiter in den zweiten
Kanal eingebracht ist.
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Durch
diesen Vormontageschritt ist es nun möglich, die Lichtleiter, gegebenenfalls
unter Zuhilfenahme von Montagehilfen, in einen flexiblen Schlauch
einzubringen. Dieses Einführen
oder Einbringen in den flexiblen Schlauch ist ohne Brechen von einzelnen
Lichtleitern möglich.
Dieser Zusammenbau wird anschließend in den zweiten Kanal des Endoskopes
eingebracht, was wesentlich einfacher durchzuführen ist als dies mit einem
losen Lichtleiterbündel
der Fall wäre.
Der flexible Schlauch bewirkt auch die Krümmung oder Biegung des im Schlauch aufgenommenen
Lichtleiterbündels,
um den Zusammenbau zu dem seitlich abgewinkelten Lichtleiteranschluss
zu bringen oder in diesen einzufädeln.
Durch Manipulationen an dem äußeren, die
inneren Glasfasern umhüllenden
Schlauch können
dann Sitz- oder Lagekorrekturen durch Hin- und Herschieben durchgeführt werden,
wobei bei diesen Manipulationen nicht das Risiko besteht, dass einzelne
Glasfasern sich verdrillen, verwinden oder gar abbrechen und diese
dann nicht mehr zur Lichtleitung herangezogen werden können.
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Der
flexible Schlauch schützt
außerdem
die Lichtleitfasern im späteren
Einsatz des Endoskopes vor radialem Eindringen von Feuchtigkeit
oder Kontaminationen, so dass nicht nur die Montage vereinfacht
wird, sondern auch zur Betriebssicherheit und erhöhter Lebensdauer
der lichtleitenden Elemente beigetragen wird. Insbesondere in dem
Krümmungsbereich,
also dem Bereich, in dem die Leiter proximalseitig aus der Langerstreckung
des Schaftes zum seitlichen Lichtleiteranschluss geführt sind,
sind diese Lichtleiter nunmehr besonders geschützt, so dass keine Beeinträchtigungen
durch andere Bauteile im Gehäuse
des Endoskopes entstehen können.
Selbst wenn sich innerhalb des Endoskopes auf Grund von Erschütterungen
oder dergleichen irgendwelche Teile ablösen oder bewegen, können diese
nicht unmittelbar auf das Lichtleiterbündel treffen, da dieses in dem
kritischen Bereich durch den es umgebenden flexiblen Schlauch ge schützt ist.
Bei Revisionen oder allfälligen
Reparaturen können
dementsprechend auch Handhabungen mit Werkzeugen im Bereich des Gehäuses durchgeführt werden,
ohne dass die Gefahr besteht, dass man auf freiliegende Bereiche
der empfindlichen Lichtleiter in Form von Glasfasern trifft.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lichtleiter eine solche
Länge auf,
dass sie beidseits des Schlauches hervorragen.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die beidseits hervorragenden Enden dazu herangezogen
werden, um am jeweiligen proximalen bzw. distalen Ende wie üblich fixiert
zu werden, beispielsweise durch entsprechende Verklebungen. Diese
Verklebungen werden so bewerkstelligt, dass die Enden der Lichtleiter
lagefixiert werden und zugleich das Klebemittel einen dichten Abschluss
am proximalen Ende bzw. distalen Ende des Endoskopes bzw. des lichtleitenden
Pfades bildet.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass das Bündel
an Lichtleitern an diesen endseitigen Stellen lagefest und dichtend
fixiert ist, dennoch aber zwischen diesen Bereichen axiale Dehnungen
bei den Sterilisationszyklen möglich
sind, die bei erhöhten Temperaturen
(bis zu ca. 170 °C),
in der Regel durch Autoklavieren, durchgeführt werden. Der die Lichtleitfasern
zwischen den endseitigen Fixierstellen umgebende Schlauch schützt diese
empfindlichen Lichtleitfasern, erlaubt aber dennoch die Dehnbewegungen
bei schwankenden Temperaturen auf der gesamten Dehnstrecke zwischen
dem proximalen und dem distalen Endbereich.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtleiter
im Schlauch fixiert.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die Lichtleiter im Bereich des Schlauches
lagefixiert sind, dennoch aber auf Grund der Flexibilität Dehnungsbewegungen
zum Spannungsausgleich möglich
sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtleiter
im Bereich der Schlauchenden fixiert.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass durch die Fixierung eine definierte Lage der
Lichtleiter im Bereich der Enden des Schlauches gewährleistet
ist, im Bereich zwischen diesen Enden aber ausreichend Bewegungsfreiheit
gegeben ist, um Dehnungen bei Temperaturschwankungen oder Biegungen
oder Krümmungen
zum Führen
der Lichtleiter zu ermöglichen.
Die Fixierung verhindert auch, dass beim Handhaben während der
Montage versehentlich einige Lichtleitfaserenden in den Schlauch
eingezogen werden und sich dort verheddern und verkanten. Deren
Enden reichen dann nicht mehr bis an die distale bzw. proximale
Endfläche
und somit können
diese Lichtleiter nicht mehr zur Lichtleitung herangezogen werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtleiter über ein
Klebemittel im Schlauch fixiert.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass im Bedarfsfall die Lichtleiter nicht nur an
den Enden sondern auch über
den Längsverlauf
des Schlauches fixiert werden können.
Dies kann über
Teilbereiche, mehrere Teilbereiche oder dergleichen erfolgen, um die
zuvor erwähnten
Temperaturspannungsdehnungen nach wie vor zu erlauben.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Verklebungen
derart bewerkstelligt, dass die Lichtleiter abdichtend im Bereich
der Schlauchenden fixiert sind.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass diese Fixierstellen gleichzeitig als Abdichtstellen
dienen, so dass ausgeschlossen ist, dass irgendwelche Kontaminationen,
insbesondere Dampf oder dergleichen, in das Innere des Schlauches
dringen können.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind bei einem hohlzylindrischen
zweiten Kanal mehrere, die Lichtleiterfasern umhüllende Schläuche umfänglich verteilt eingebracht.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass bei dieser räumlichen Konstellation mehrere
Stränge
an Schläuchen
mit darin aufgenommenen lichtleitenden Fasern eingesetzt werden
können.
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Dies
ist besonders vorteilhaft zu erzielen, wenn etwa vier um jeweils
90° umfänglich zueinander versetzte
Schläuche
eingebracht werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem hohlzylindrischen
zweiten Kanal ein Zusammenbau aus Schlauch und Lichtleitern bewerkstelligt,
der einen mittigen Kanal aufweist.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass eine Möglichkeit
geschaffen wird, den gesamten hohlzylindrischen zweiten Kanal gleich mäßig mit
Lichtleitern zu füllen.
Der mittige Kanal wird dabei so gewählt, dass er in den Ausmaßen dem
späteren
Innenrohr des Endoskopes entspricht. Es ist dadurch möglich, außerhalb
des Endoskopes die einzelnen Lichtleitfasern in entsprechend gleichmäßig verteilter Form
in dem Hohlraum zwischen dem mittigen Kern und dem äußeren Schlauch
zu verteilen und gegebenenfalls auch zu fixieren, und dann diesen
Zusammenbau von einem Kern direkt in das Endoskop einzuschieben.
Dabei kann der Kern an das Innenrohr angesetzt werden, und der Zusammenbau
vom Kern abgezogen und gleich auf das Innenrohr aufgeschoben werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Lichtleiter
mit einem Klebemittel zu benetzen und das Klebemittel mit noch eingeschobenem
Kern auszuhärten.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass durch das Klebemittel die Lichtleiter in der
geometrischen Anordnung des hohlzylindrischen Körpers fixiert werden. Durch
diese Vorhärtung
und dem Zustand, dass gegebenenfalls Lichtleitfasern auf ihrer gesamten Länge fest
mit dem Schlauch verbunden bzw. verklebt sind, kann bei Wärmedehnung,
die sich bei den Lichtleitfasern und dem Endoskopschaft deutlich
unterscheidet, der Schlauch dadurch, dass Lichtleitfasern unter
Spannung gesetzt sind, eventuell Schäden bzw. Risse erleiden. Um
eine dadurch mögliche Undichtigkeit
von außen
zum Faserbündel
hin zu verhindern, können
um den das Faserbündel
direkt umgebenden Schlauch gegebenenfalls weitere Schläuche um
diesen herum vorgesehen werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist um den mittigen Kanal herum ebenfalls
ein Schlauch angebracht.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass ein hohlzylindrisches Gebilde vorgeformt ist,
das sowohl an der inneren als auch der äußeren zylindrischen Wand einen
solchen Schlauch aufweist, zwischen denen dann die Lichtleitfasern
aufgenommen sind.
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Der
Schlauch kann zunächst
als rechteckförmiger
Streifen bereitgestellt werden, auf den die Lichtleiter aufgelegt
werden, und der Streifen wird anschließend um die Lichtleiter herum
zu einem Schlauch geschlossen.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass bei extremen geometrischen Ausgestaltungen,
beispielsweise bei extrem langen und dünnen Endoskopen, nur ein äußerst geringer
lichter Durchmesser des zweiten Kanals zur Verfügung steht, und dass es dann
Mühe bereiten
könnte,
die Lichtleiterbündel
in einen solchen dünnen
und gegebenenfalls langen Kanal einzubringen. Der so geformte Zusammenbau wird
dann wie zuvor beschrieben weiter gehandhabt.
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Während der
Montage wird in ein Schlauchende eine trichterförmig auf geweitete Einschubhilfe
eingesteckt, über
diese Einschubhilfe werden die Lichtleiter in den Schlauch eingeschoben,
und anschließend
wird die Einschubhilfe abgenommen.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass das Einführen
des Lichtleiterbündels
in den Schlauch sehr vereinfacht ist. Dabei kann der Schlauch hängend angeordnet
werden, an dessen oberem Ende die Einschubhilfe eingesteckt und
dann die Lichtleitfaser von oben sanft eingeschoben werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Schlauch eingesetzt,
der aus schrumpffähigem
Material besteht.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass nach Einbringen der Lichtleiter das Material
des Schlauches geschrumpft werden kann, so dass die Lichtleiter
zusätzlich
fixiert sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Schlauch nach
dem Einbringen in den zweiten Kanal geschrumpft.
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Diese
Maßnahme
hat beispielsweise bei dem zuvor erwähnten sichelförmigen zweiten
Kanal den Vorteil, dass der Schlauch zunächst als loses lockeres Gebilde
in eine solche Form eingeschoben, dieser angepasst wird und nachher
durch den Schrumpfvorgang unter Anpassung an diese Geometrie fixiert
wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Schlauch vor
dem Einbringen in den zweiten Kanal geschrumpft.
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Diese
Maßnahme
ist dann von Vorteil, wenn beispielsweise einfache Geometrien vorliegen
und es erwünscht
ist, den Zusammenbau vor dem Einschieben, beispielsweise in einen
hohlzylinderförmigen
Kanal, zu fixieren. Dies eröffnet
auch die Möglichkeit,
einen relativ durchmessergroßen
Schlauch ursprünglich
vorzusehen, in den das Lichtleitfaserbündel gegebenenfalls unter Zuhilfenahme
einer Einschubhilfe mit radialem lichtem Spiel eingeführt und positioniert
wird und dann anschließend
durch ein Schrumpfen fixiert werden kann. Danach kann der Zusammenbau,
der nach wie vor flexibel ist, entsprechend eingesetzt werden. Dies
erlaubt auch eine Vorrat haltende Vorferti gung solcher Zusammenbaus, die
dann erst bei der eigentlichen Montage einem Vorrat entnommen und
eingesetzt werden.
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Hierbei
ist besonders zu erwähnen,
dass sowohl die Aushärtung
von Klebstoff, der sich zwischen Lichtleitfasern oder zwischen Lichtleitfasern
und dem Innen- bzw. Außenrohr
befindet, als auch die Schrumpfung der Schläuche um die Lichtleitfasern sowohl
vor dem Einbau in den Endoskopschaft als auch danach erfolgen können. In
ersterem Fall kann die Form des später im ausgehärteten/geschrumpften
Zustand einzubringenden z.B. rohrförmigen Bündels vor der Aushärtung/Schrumpfung
vormodelliert werden.
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Es
ist auch möglich,
den Schlauch vor Einbringen in den zweiten Kanal vorzuschrumpfen
und nach dem Einbringen erneut zu schrumpfen.
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Das
Härten
des Klebemittels und das Schrumpfen des Schlauchs kann gleichzeitig
unter Einwirkung von Wärme
durchgeführt
werden.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass eine einfache und Energie sparende Herstellung
möglich ist,
bei der sowohl der Schlauch geschrumpft wird als auch das Klebemittel
ausgehärtet
wird, so dass durch einen einzigen Wärmebehandlungsvorgang ein entsprechend
vorgefertigter Zusammenbau bewerkstelligt werden kann.
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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.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 stark
schematisch einen Längsschnitt eines
Endoskopes während
einer Montage, bei dem bereits ein Zusammenbau aus flexiblem Schlauch und
Lichtleitern in den zweiten Kanal eingesetzt ist,
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2 einen
Schnitt längs
der Linie II-II in 1,
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3 einen
Vormontagezustand, und zwar den Zusammenbau aus flexiblem Schlauch
und Lichtleiter, der in 1 in das Endoskop eingesetzt ist,
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4 eine
der Darstellung von 3 vergleichbare Darstellung
eines Vormontage-Zusammenbaus aus flexiblem Schlauch und Lichtleitern
für ein
Endoskop mit einem hohlzylinderförmigen
zweiten Kanal,
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5 einen
dem von 2 vergleichbaren Schnitt eines
Endoskopschaftes, in dem ein Zusammenbau, wie er in 4 dargestellt
ist, eingesetzt wurde,
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6 einen
der Darstellung von 5 vergleichbaren Schnitt eines
Endoskopes mit hohlzylinderförmigem
zweiten Kanal, in dem vier umfänglich verteilte
fle xible Schläuche
mit darin enthaltenen Lichtleitern eingesetzt sind,
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7 eine
Draufsicht auf einen Vormontagezustand eines Zusammenbaus aus einem
rechteckigen Streifen und Lichtleitern, wobei der rechteckige Streifen
zu einem Schlauch gerollt werden soll, und
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8 eine
der 7 vergleichbare Darstellung, nachdem der rechteckige
Streifen zu einem Schlauch geformt worden ist.
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Ein
in 1 dargestelltes Endoskop ist in seiner Gesamtheit
mit der Bezugsziffer 10 versehen.
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Das
Endoskop 10 weist einen langerstreckten Schaft 12 auf,
der proximalseitig mit einem Gehäuse 14 versehen
ist.
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Seitlich
etwa um 90° zur
Längsachse
des Schaftes 12 abgewinkelt erstreckt sich ein Lichtleiteranschluss 16 vom
Gehäuse 14 weg.
Das Endoskop 10 ist im Bereich seines Gehäuses 14 noch
nicht im endmontierten Zustand dargestellt, der Übersicht halber sind die im
Gehäuse 14 enthaltenen
optischen Elemente und die abschließende Okularmuschel nicht dargestellt.
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Der
Schaft 12 des Endoskopes 10, wie das auch aus
der Schnittdarstellung von 2 ersichtlich ist,
besteht aus einem Außenrohr 18,
in dem ein durchmessergeringeres Innenrohr 20 aufgenommen ist.
Das Innenrohr 20 ist außermittig angeordnet, d.h. es
liegt längs
einer äußeren Mantellinie
an einer Innenseite des Außenrohres 18 an,
wie das insbesondere aus der Schnittdarstellung von 2 ersichtlich ist.
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Der
Innenraum des Innenrohres 20 stellt einen ersten rohrförmigen Kanal 21 zur
Aufnahme der bildleitenden Bauelemente des Endoskopes 10 dar.
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In 1 sind
lediglich beispielhaft einige dieser bildleitenden Elemente dargestellt,
nämlich
zwei Stablinsen 22 und ein den ersten rohrförmigen Kanal 21 proximal
abschließendes
Abschlussfenster 24. Zwischen der Außenseite des Innenrohrs 20 und
der Innenseite des Außenrohrs 18 ist
ein zweiter Kanal 26 ausgebildet, der im Bereich des Schaftes 12 einen mondsichelförmigen Querschnitt
aufweist, wie das insbesondere aus 2 ersichtlich
ist.
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In
dem sichelförmigen
zweiten Kanal 26 ist ein Zusammenbau 38 aus einem
flexiblen Schlauch 28 und darin enthaltenen Lichtleitern 30 in
Form eines Bündels
aus Glasfasern aufgenommen. Der Aufbau des Zusammenbaus 38 soll
zunächst
an Hand von 3 näher beschrieben werden.
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Der
Zusammenbau 38 besteht, wie erwähnt, aus einem flexiblen Schlauch 28 aus
Kunststoffmaterial. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Material
ein schrumpffähiges
Kunststoffmaterial.
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In
den flexiblen Schlauch 28 ist ein Bündel an Glasfasern eingeführt, dessen
Länge so
gewählt
ist, dass die gegenüberliegenden
Enden 32 und 33 des flexiblen Schlauches 28 geringfügig, etwa
um 1 cm, überragt
werden. Das Bündel
aus Glasfasern stellt den Lichtleiter 30 dar. Im Bereich
der Enden 32 und 33 sind die Glasfasern über ein
Klebemittel 34 untereinander und mit der Innenseite des
flexiblen Schlauches 28 verbunden. Dabei wird das Klebemittel 34 so aufgetragen
und so gewählt,
dass ein dichtender Abschluss gewährt ist, so dass von der Außenseite
keine Kontaminationen wie Feuchtigkeit oder auch überhitzter
Wasserdampf in das Innere des flexiblen Schlauchs 28 eintreten
können.
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Zum
Einbringen der Lichtleiter 30 in den flexiblen Schlauch 28 kann
dieser lotrecht hängend ausgerichtet
werden, und in ein Ende, nämlich
in das obere Ende, beispielsweise das Ende 33, eine trichterförmig nach
außen
aufgeweitete Einschubhilfe eingesteckt werden. Über die Einschubhilfe werden die
Lichtleiter 30 als Glasfaserbündel von oben nach unten eingeführt. Dazu
werden die Glasfasern mit einem leicht verdampfbaren Anfeuchtungsmittel
etwas angefeuchtet, wodurch diese zu einem nicht auf gespleißten, etwa
stabförmigen
Bündel
durch Adhäsionskräfte aneinander
gehalten werden. Nach Einbringen der Lichtleiter 30 wird
jeweils im Bereich der Enden 32 und 33 das Klebemittel 34 eingebracht
und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Wärme ausgehärtet. Ein mögliches Schrumpfen des flexiblen Schlauches 28 aus
schrumpffähigem
Material bei dieser Aushärtung
im Bereich der Enden 32 und 33 wird dabei in Kauf
genommen.
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Der
in 3 dargestellte Zusammenbau 38 wird nunmehr
in den zweiten Kanal 26 des Endoskopes 10 eingebracht
z.B. eingeschoben, und zwar von distal nach proximal, also in der
Darstellung von 1 von links nach rechts. Der
Zusammenbau 38 kann dabei in völlig gerader Ausrichtung eingeschoben
oder auch eingedreht werden, so dass er am proximalen Ende des noch
offenen Gehäuses 14 herausragt.
In diesem Montagezustand ist der seitliche Lichtleiteranschluss 16 noch
nicht in das Gehäuse 14 eingesetzt.
Durch sanftes Biegen des Zusammenbaus 38 wird dieser seitlich
abgebogen und aus der entsprechenden Öffnung, in die der Lichtleiteranschluss 16 eingedreht
wird, hinausgeschoben. Dann wird der Lichtleiteranschluss 16 über dieses
seitlich abhängende
Ende des Zusammenbaus 38 aufgeschoben und eingesetzt. Der
Umfang des flexiblen Schlauches 28 ist nunmehr so gewählt, dass
er sich der sichelförmigen
Querschnittskontur des zweiten Kanals 28 anschmiegen kann,
wie das insbesondere aus der Schnittdarstellung von 2 hervorgeht.
Dadurch sind dann die einzelnen Glasfasern des Bündels, die insgesamt den Lichtleiter 30 aufbauen, gleichmäßig in dem
sichelförmigen
Bereich verteilt.
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Über den
seitlichen Lichtleiteranschluss 16 wird der Schlauch 28 mit
kreisförmigem
Querschnitt abgeführt.
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Aus 1 ist
zu entnehmen, dass in dem gekrümmten Übergangsbereich 39 die
Lichtleiter 30 durch den flexiblen Schlauch 28 geschützt sind.
Es kann nun in diesem Montagezustand das Schrumpfen des Schlauches
bewirkt werden, es kann auch zunächst
so verfahren werden, dass die überstehenden
Enden 36 und 37 mit Klebemitteln 40 versetzt werden
und zu einem dichten Abschlussstopfen verklebt werden, der am distalen
Ende dann die Querschnittsform einer mondförmigen Sichel in den Maßen des
zweiten Kanals 26 und am proximalen, seitlich abgebogenen
Ende die Querschnittsform des lichten Innenraums des Lichtleiteranschlusses 16 aufweist.
Es kann aber auch erst zu diesem Zeitpunkt der Schlauch 28 geschrumpft
werden, wobei dies durch eine gemeinsame Wärmebehandlung durchgeführt werden
kann, die zum Aushärten
des Klebemittels 40 und zugleich zum Schrumpfen dient.
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Die
Lichtleiter 30 im Inneren des Schlauches 28 sind
rundum geschützt
und lediglich über
die endseitigen proximalen und distalen Klebepunkte befestigt. Dadurch
sind gewisse Bewegungen, insbesondere Wärmedehnungen bei den Sterilisierzyklen, möglich, falls
das Endoskop 10 für
den medizinischen Bereich eingesetzt wird. Wird es im industriellen
Bereich eingesetzt, kann es ebenfalls die entsprechenden Wärmedehnungsspannungen
ausgleichen, beispielsweise wenn es in einem warmen oder heißen Raum
eingesetzt wird.
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Das
Material und die Geometrie des flexiblen Schlauches 28 können so
ausgewählt
sein, dass durch den Schrumpfvorgang verschiedene Fixierstellen
mit der Innenwand des zweiten Kanals 26 bzw. des Lichtleiteranschlusses 16 ausgebildet
werden. Dazu können
beispielsweise im Material des Schlauches 28 Wülste oder
Wölbungen
vorgesehen sein, die beim radialen Zusammenziehen beim Schrumpfen
ein gewisses axiales Verklemmen mit den den flexiblen Schlauch 28 umgebenden
Wänden
besorgen.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein flexibler
Schlauch 42 vorgesehen, in dessen Innenraum Lichtleiter 44 eingebracht
sind, wobei auch hier die Lichtleiter 44 aus einem Bündel an
feinen lichtleitenden Glasfasern bestehen. Die Lichtleiter 44 wurden
zuvor über
ihre gesamte Länge mit
einem Klebemittel 45 getränkt. Mittig wird ein Kern 46 eingetrieben,
wobei zum Erleichtern des Einschiebens dieser gegebenenfalls eine
Spitze aufweisen kann. Die Länge
der Lichtleiter 44 ist dabei so gewählt, dass diese an einem Ende,
das später das
distalseitige Ende ist, etwas überstehen,
etwa 1 cm, und am gegenüberliegenden
Ende ein längerer
freiliegender Strang 50 vorhanden ist. Nach Aushärten der Klebemittel 45 entsteht
um den Kern 46 herum ein Lichtleitergebilde in Form eines
Hohlzylinders, wie er in dem Querschnitt von 5 ersichtlich
ist.
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Der
dort dargestellte Schaft 52 eines Endoskopes weist ein
Außenrohr 54 auf,
in dem konzentrisch ein Innenrohr 56 aufgenommen ist. Der
Innenraum des Innenrohrs 56 umgrenzt hier wiederum einen
ersten Kanal 57, der zur Aufnahme des bildleitenden Systems,
also beispielsweise der zuvor beschriebenen Linsen etc., vorgesehen
ist.
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Der
im Querschnitt ringförmige
Raum um die Außenseite
des Innenrohrs 56 und die Innenseite des Außenrohrs 54 stellt
den zweiten Kanal 58 zur Aufnahme des lichtleitenden Systems
dar.
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Daher
weist der Kern 46 einen Außendurchmesser auf, der in
etwa dem Außendurchmesser
des Innenrohrs 56 entspricht. Bei der Montage kann nun der
in 4 dargestellte Zusammenbau beispielsweise von
proximal durch das Gehäuse
des Endoskopes hindurchgeschoben und so angelegt werden, dass der
Kern 46 in etwa in Ausrichtung mit dem Innenrohr 46 steht.
Dann kann der Zusammenbau aus Lichtleiter 44 und flexiblem
Schlauch 42 direkt vom Kern 46 abgeschoben und
in den zweiten Kanal 58 eingeschoben werden. Der freiliegende
Strang 50 kann dann in den seitlichen Lichtleiteranschluss
eingeschoben werden; es kann auch zuvor noch ein entsprechender
Schlauch übergeschoben
werden. Es ist auch möglich, über die
Außenseite
des Schaftes 52 einen weiteren Schlauch zu schieben, so
dass dann der hohlzylindrische Zusammenbau sowohl auf der Innenseite
als auch auf der Außenseite
einen entsprechenden flexiblen Schlauch aufweist. Auch hier dienen
die distal überstehenden
Enden 48 der Glasfasern dazu, um mit dem distalen Ende
des Endoskopes abschließend
dichtend verklebt zu werden, wie das zuvor in der Ausführung von 1 beschrieben worden
ist. Auch hier ist vorgesehen, den flexiblen Schlauch 42 aus
schrumpffähigem
Material herzustellen, und den Zusammenbau vor Einschieben in das
Endoskop zu einem kompakten Zusammenbau zu schrumpfen.
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In 6 ist
ein Querschnitt eines Schaftes 62 dargestellt, der ähnlich wie
zuvor beschrieben aus einem Außenrohr 64 und
einem konzentrisch dazu angeordneten Innenrohr 66 ausgebildet
ist. Das Innenrohr 66 umgrenzt wieder den ersten Kanal 67 zur Aufnahme
des bildleitenden Systems. Auch hier existiert dann wieder ein zweiter
Kanal 68, der von der Außenseite des Innenrohrs 66 und
der Innenseite des Außenrohrs 64 umgrenzt
ist und von hohlzylindrischer Form ist. In 6 ist ersichtlich,
dass in diesen hohlzylindrischen zweiten Kanal 68 nun vier
Zusammenbauexemplare 70, 71, 72, 73 eingeschoben sind,
wie sie zuvor in 3 beschrieben worden sind. Diese
sind dabei so angeordnet, dass diese jeweils um 90° zueinander
versetzt sind. Jeder einzelne Zusammenbau, wobei hier stellvertretend
nur der Zusammenbau 70 bezeichnet ist, besteht dann wieder aus
einem flexiblen Schlauch 74, in dessen Innerem ein Lichtleiter 76 aus
einem Bündel
an feinen Glasfasern zusammengesetzt ist. Die Halterung kann auf mechanischem
Wege bestehen, nämlich
durch die Distanzhalter, die das Innenrohr 66 in der koaxialen Ausrichtung
zum Außenrohr 64 halten.
Diese Distanzhalter bestehen aus zumindest zwei oder auch mehr axial
voneinander beabstandeten Ringen, die auf das Innenrohr 66 aufgeschoben
sind und die vier um 90° versetzte
Durchgangsöffnungen
aufweisen, durch die die Zusammenbauexemplare 70, 71, 72, 73 hindurchgeschoben
sind.
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Aus
der Schnittdarstellung von 6 ist ersichtlich,
dass zwischen den einzelnen Zusammenbauexemplaren weitere kanalartige Öffnungen
frei sind, die zur Aufnahme von weiteren Kanälen oder Leitungen herangezogen
werden, beispielsweise, um Spülkanäle für Spülflüssigkeiten
oder Saugkanäle
zum Absaugen von Flüssigkeiten
oder Gasen heranziehen zu können.
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In
den 7 und 8 ist dargestellt, wie ein zuvor
beschriebener Zusammenbau aus Schlauch und Lichtleiter bewerkstelligt
werden kann, wenn ein extrem langes und dünnes Endoskop vorliegt. Hier
kann es gegebenenfalls schwierig sein, die Lichtleiter in einen
Innenraum eines Schlauches sicher einzuführen.
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Dazu
ist ein entsprechender rechteckförmiger
Streifen 80 vorgesehen, der über eine Längskante mit einem Kleberand 82 versehen
ist. Auf den Streifen 80 wird der Lichtleiter 44,
also ein Bündel
an Glasfasern, aufgelegt, und anschließend wird der Streifen 80 zu
einem Schlauch geformt, wobei zunächst das eine Ende umgeschlagen
wird, wie das durch einen Pfeil 89 dargestellt ist, und
anschließend das
andere Ende dieses überlappend
umgeschlagen wird, wie das durch einen Pfeil 90 dargestellt
ist, wodurch dann durch den Kleberand 82 eine Fixierung zu
einem schlauchförmigen
Körper
bewerkstelligt wird.
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Dieser
Zusammenbau weist zwar dann eine Nahtstelle 88 auf, was
bei einem entsprechend dünnen
Schlauchmaterial aber nicht störend
ist.