DE3214615A1

DE3214615A1 - Kruemmungssteuerungsanordnung fuer ein endoskop

Info

Publication number: DE3214615A1
Application number: DE19823214615
Authority: DE
Inventors: Ueda Tokyo Hirohisa; Yamaka Kamifukuoka Saitama Shiyouichi
Original assignee: Medos Kenkyusho KK
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1981-04-21
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE3214615C2; US4483326A

Description

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ausgebildeten Gewinde kommen in Eingriff mit entsprechenden an den inneren zylindrischen Wänden der jeweiligen Klemmverbinder 15 und 25 ausgebildeten Gewinden, so daß der Draht 13 und die Blattfeder 12 einerseits und der Draht 23 und die Blattfeder 22 andererseits jeweils miteinander unter der gewünschten Spannung verbunden werden können. Mit Hilfe dieser Verbinderanordnung können die Einstellzylinder l8 und 28 in die zugehörigen Klemmverbinder hineingeschraubt werden, und dadurch können die Drähte 13 und 23 in die Klemmverbinder 15 und 25 hineingezogen werden, um jeweils den gewünschten Grad von Spannung zu erhalten. Die Klemmverbinder 15 und 25 gestatten auf diese Weise eine Peineinstellung der Spannung,unter der die jeweiligen Drähte 13 und 23 mit den zugehörigen Blattfedern 12 und 22 verbunden sind.

Lagerplatten 8 dienen zur Abstützung einer drehbaren Welle 6 und bilden gemeinsam mit Schrauben 31 ein Lager 9· Zwischen den inneren Umfangsoberflachen 38 und 39 der jeweiligen Lagerplatten 8 und den diesen gegenüberliegenden Trommeln 11 und sind jeweils ringförmige Räume 48 und 49 ausgebildet. Die Führungsblöcke 7 sind jeweils durch Abdeckungen 37 abgedeckt, und jede dieser Abdeckungen 37 ist längs eines Bereichs, in dem die jeweiligen Führungsblöcke 7 den Trommeln 11 und 21 gegenüberliegen, mit einem Steuerkreisbogen 47 versehen, der verhindert, daß sich die jeweils zugehörige Blattfeder unregelmäßig lockert oder entspannt. Ein weiterer Draht 33 kann verwendet werden, wenn es erwünscht ist, den biegsamen Teil 3 in einer Richtung senkrecht zu derjenigen Richtung zu biegen, in der der biegsame Teil 3 durch die Drähte 13 und 23 gebogen wird. Dieser Draht 33 wird durch einen getrennten Knopf betätigt, wie zuvor bereits erwähnt wurde.

Bei dem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäß ausgebildeten Krümmungssteuerungsmechanismus kann der Knopf 5 von Hand entgegen dem Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Fig. 2) verdreht werden. Dadurch wird die an einem Ende durch die Befestigungsmittel l4 auf der Trommel 11 verankerte Blattfeder 12 auf der Trommel 11 aufgenommen, um den Draht I3 über den Klemmverbin-

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der 15 anzuziehen und dadurch den biegsamen Teil 3 zu verbiegen, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Gleichzeitig wird die andere Blattfeder 22, die mit einem Ende durch die Befestigungsmittel 24 an der Trommel 21 verankert und um diese Trommel herumgewickelt ist, nunmehr innerhalb des ringförmigen Raumes 48 in der Form einer Spiralfeder freigegeben oder gelokkert oder entspannte, wie es durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist, während das andere Ende dieser Blattfeder 22 den Draht 23 um eine gewünschte Länge nach vorn freigibt. Hierbei besteht eine Tendenz, mehr als die erwünschte Länge des Drahtes freizugeben, aber ein solches übermäßiges Freigeben wird wirksam verhindert oder absorbiert, weil die Blattfeder 22 sich wieder aufwickelt und innerhalb des ringförmigen Raumes 48 ausdehnt, der zwischen der Trommel 21 und der inneren Umfangsoberflache 38 der zugehörigen Lagerplatte ausgebildet ist, die der Trommel 21 gegenüberliegt. Die Blattfeder 22 j die um die zugehörige Trommel herumgewickelt ist, wird nämlich ausgezogen, wenn der Draht 23 ausgezogen wird, und zwar um eine Länge, die von dem gewünschten Grad der Krümmung des biegsamen Teils 3 abhängt, aber eine Lockerung, die die gewünschte Länge überschreitet, findet innerhalb des ringförmigen Raumes 48 statt, und dadurch wird der Draht 23 daran gehindert, unter der Wirkung der übermäßigen Lockerung zwangsweise nach vorn geführt zu werden.

Wenn der Knopf 5 im Uhrzeigersinn verdreht wird, um den biegsamen Teil 3 in die entgegengesetzte Richtung zu bringen, wird in ähnlicher Weise die Blattfeder 22, die zuvor losgewickelt war und sich innerhalb des ringförmigen Raums 48 ausgedehnt hatte, nun um die Trommel herum aufgewickelt und gespannt und auf dieser Trommel aufgenommen, so daß der Draht 23 mittels der Blattfeder 22 über den Klemmverbinder 25 angezogen wird, um den biegsamen Teil 3 in die entgegengesetzte Richtung zu biegen. Gleichzeitig wird die andere Blattfeder 12 abgewickelt und um die Trommel 11 herum gelockert. Diese freigegebene Länge

der Blattfeder 12 dehnt sich im wesentlichen in Umfangsrichtung in bezug auf die Trommel innerhalb des ringförmigen Raums ^9 aus, und nur eine gewünschte Länge des Drahts 13 wird in Richtung auf den biegsamen Teil 3 unter der Spannung der Blattfeder 12 herausgezogen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, werden bei der Krümmungssteuerungsanordnung nach der¹ Erfindung die Drähte nicht direkt um die Trommeln herum gewickelt, und infolgedessen ist der Draht auf der von Spannung entlasteten Seite, der sich um die zugehörige Trommel herum lockert oder entspannt, nicht nur frei von unregelmäßigen Stauungen, sondern er ist auch frei von der Unbequemlichkeit oder Unannehmlichkeit, zwangsweise nach vorn zum biegsamen Ende hin herausgeführt zu werden. Somit wird das nachfolgende Aufnehmen des Drahts sanft und ohne irgendeine Behinderung erreicht. Während des Vorgangs des Aufnehmens wird der von Spannung entlastete längliche nachgiebige Streifen so um die zugehörige Trommel herum aufgeweitet, daß der mit diesem länglichen nachgiebigen Streifen verbundene Draht dadurch unter der notwendigen Spannung gehalten wird, d. h. unter einer Bedingung oder unter einem Zustand, daß der Draht der von Spannung entlasteten Seite immer um die genaue notwendige Länge nach vorn freigegeben werden kann, ohne die verschiedenen Unannehmlichkeiten, die bei bekannten Mechanismen oft auftreten,wie beispielsweise das Auftreten einer Wellenform oder einer Biegekraft, die leicht zu einer Beschädigung oder sogar zu einem Bruch der Drähte führen könnte oder zu einem Verwirren oder Verklemmen der Drähte bei ihrer Bewegung. Obxvohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, bei dem Blattfedern als längliche nachgiebige Streifen verwendet werden, ist klar, daß die länglichen nachgiebigen Streifen nicht auf Blattfedern beschränkt sind, sondern daß sie Drahtglieder sein können, beispielsweise Klaviersaitendraht mit kreisförmigem Querschnitt oder drahtseilartig verdrehter Draht,

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soweit dieser die notwendige Elastizität und Stärke hat. Jedoch erfordert öie Verwendung solcher Drahtglieder eine mit Nuten versehene Trommel, bei der die Nuten geringfügig breiter sind als €er Durchmesser des Drahtglieds, weil der Draht mehrfach um die Trommel herum gewunden werden muß.

Die Fig. 7» 8 und 9 zeigen ein solches Ausführungsbeispiel _s bei dem, anstelle der Blattfedern 12 und 22, Klaviersaitendrähte 52 und 62 als längliche nachgiebige Streifen verwendet werden, die kreisförmigen Querschnitt haben. In diesem Ausführungsbeispiel sinä dieselben Teile wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Die Klavierdsräfote 52 und 62 sind um Trommeln 51 und 6l nach Art von Seilscheiben herumgewickelt, die zwei parallele Nuten 81 und $1 h&benj, die am Umfang eines einzigen Gliedes vorgesehen sind. Wenn ©in Klavier&raht 52 in die Nut 81 eintritt und spiralförmig .aufgewickelt wirdj, wird der andere Klavierdraht 62 in der Nut 91 gelockert und durch Vergrößerung seines Windungsdurchme©sers abgewickelt. Die Breite der Nuten 8l und 91 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Klavierdrähte 52 und 62₉ und die Tiefe der Nuten ist bestimmt durch Berücksichtigung des Bewegungsbetrages der Drähte 13 und 23 zum Biegen des biegsamen Teils 3 und durch den Windungsdurchmesser der Trommeln 51 und 61, Im allgemeinen ist es vorzuziehen, eine Nutentiefe zu haben_s die ein fünf- bis sechsmaliges Herumwinden der Klavierdrähte 52 und 62 in den Nuten 81 und 91 gestattet. An den Stellen^ an denen die Klavierdrähte 52 und 62 in die Klemmverbinder 15 und 25 eingeschraubt sind, sind Vorsprünge 56 und 66 vorgesehen, die so ausgebildet sind„ daß sie nicfct durch die öffnung austreten können_a durch die die Klavierdrähte 52 und 62 gesogen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Klavierdraht auf derjenigen Trommel, von der er abgewickelt wird_s gelockert_s beispielsweise wird der Klavierdraht 62 von der Trommel 61 gemäß Fig. 7 und 8

abgewickelt und freigegeben. Der abgewickelte Klavierdraht 62 wird in den Raum innerhalb der Nut 91 in Richtung einer Vergrößerung seines Windungsdurchmessers freigegeben oder gelockert. Dieses Lockern tritt jedoch, unter der durch den Klavierdraht 62 ausgeübten Spannung, nur in dem Maße auf, das für den Draht 23 zum Biegen des biegsamen Teils 3 notwendig ist.

Wie Fig. 2 zeigt, wenn eine Blattfeder als länglicher nachgiebiger Streifen verwendet wird, ist die Länge der innerhalb des ringförmigen Raums gelockerten und aufgeweiteten Blattfeder als ausreichende Toleranz anzusehen, soweit die Blattfeder verhältnismäßig dünn ist und soweit die Anzahl der Windungen oder Winkelweg angemessen ist, über die bzw. über den die Blattfeder um die Trommel herumgewickelt ist. Demgemäß kann die Lockerung des Drahtes in zufriedenstellender Weise absorbiert oder wirkungslos gemacht werden, selbst wenn die Länge des in einen Körperhohlraum einzuführenden Endoskops verhältnismäßig groß ist oder wenn der biegsame Teil verhältnismäßig lang ist, so daß hierdurch der Krümmungsbereich vergrößert werden kann. Somit ist die Blattfeder außerordentlich wirksam, um den Bereich der praktischen Anwendbarkeit des Endoskops zu erweitern. Ein anderer mit der Verwendung einer Blattfeder verbundene Vorteil besteht darin, daß der Windungsdurchmesser nicht wesentlich vergrößert wird, wie es der Fall wäre, wenn Stahldraht oder drahtseilartig verdrehter Draht von kreisförmigem Querschnitt dicker als die Dicke der Blattfeder mehrfach um die Trommel herumgewunden wird. Daher kann bei Verwendung einer Blattfeder der Raumbedarf für den Mechanismus verhältnismäßig klein gehalten werden. Aber selbst wenn ein Stahldraht oder ein drahtseilartig verdrehter Draht verwendet wird, ist der Raumbedarf zur Verbindung dieses Drahtes mit dem zugehörigen Biegedraht nicht groß, da es nicht mehr notwendig ist, die Lockerung des Drahtes in diesem Raum aufzunehmen oder unterzubringen. Infolgedessen können die für

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die Betätigung des Mechanismus dienenden Teile vorteilhaftt-rweise kompakter als beim Stand der Technik ausgeführt v/erden. Ferner kann der Trommeldurchmesser verhältnismäßig klein gehalten werden, und die Knöpfe für die Krümmungssteuerung können mit geringer Kraft leicht gedreht werden_s wenn eine verhältnismäßig dünne Blattfeder um jede Trommel herumgewickelt iL;t. Ein Verlust an Stärke aufgrund der Verwendung solcher dünner Blattfedern wird kompensiert durch entsprechende Verbreiterung dieser Blattfedernj, und diese Gegenmaßnahme dient auch dazu, die Orientierung der Blattfeder, die um die Trommel herumgewickelt ist, im wesentlichen konstant zu halten, selbst wenn die Blattfeder mehrfach um die Trommel herumgewickelt wird, so daß eine stabilisierte Betätigung der Krümmungssteuerung sichergestellt ist j ohne daß ein Verwirren und/oder ein Durchbiegen der Drähte auftritt. Unabhängig davon, ob Blattfedern oder andere Drahtglieder als längliche nachgiebige Streifen verwendet werden, werden die Biegedrähte nicht direkt um die zugehörigen Trommeln herumgewickelt, sondern sie sind separat mit ihren Enden mit den zugehörigen länglichen nachgiebigen Streifen verbunden, die ihrerseits um die zugehörigen Trommeln herumgewickelt sind, so daß die Nachgiebigkeit der länglichen .nachgiebigen Streifen selbst und die Aufnahme dieser länglichen nachgiebigen Streifen auf den Trommeln und um diese herum in vorteilhafter Weise die Einstellung der Spannung erleichtert, unter der die jeweiligen länglichen nachgiebigen Streifen mit den zugehörigen Drähten verbunden sind, um die jeweiligen Drähte unter der richtigen spannung zu halten. In bezug auf die Herstellung gestattet e-.i die Erfindung in vorteilhafter Weise, daß die Einzelteile getrennt hergestellt, dann zu separaten Blöcken zusammengebaut und schließlich in die Betätigungseinheit eingebaut werden kennen. Dar; Auseinandornehinen, Einstellen und Reparieren kann erfindungsgemäß ebenfalls leicht ausgeführt werden.

Claims

HELMUTSCHFTOETfR ""KLAUS "LEI-ItM ·\ΝΝ 3214615

DlPL PHYS. DIPI -ING

I'ATtNTANWAlTE - E U !·" · I- E A N PATENT ATTOPNEYS

K. Kaisha Medos Kenkyusho y-as-2o5

L/Be 20. April 1982

KrümmungsSteuerungsanordnung für ein Endoskop

Patentansprüche

( 1 ./Krümniungssteuerungsanordnung für ein Endoskop mit einer Betätigungseinheit (1), einem damit verbundenen nachgiebigen rohrförmigen Teil (2), einem durch das vordere Ende des nachgiebigen rohrförmigen Teils (2) gebildeten biegsamen Teil (3), einem drehbar an der Betätigungseinheit (1) angeordneten Knopf (5) und mit Drähten (13, 23), die sich von der Betätigungseinheit (1) durch den nachgiebigen rohrförmigen Teil (2) zu dem biegsamen Teil (3) erstrecken, so daß der letztere durch Drehung des Knopfes (5) über diese Drähte (13, 23) gesteuert gebogen werden kann, wobei die KrümmungsSteuerungsanordnung eine drehbare Welle (6) zur Drehung durch den Knopf (5) aufweist, die innerhalb der Betätigungseinheit (1) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine doppelzylinderartige Trommel bestehend aus fest auf der drehbaren Welle (6) angeordneten Trommeln (11,21), durch längliche nachgiebige Streifen (12, 22), die um die jeweiligen Trommeln in einander entgegengesetzten Richtungen herumgewickelt sind, und durch Drähte (13, 23), mit denen die jeweiligen länglichen nachgiebigen Streifen so verbunden sind, daß die Aufnahme oder das Aufwickeln eines der länglichen nachgiebigen Streifen eine Spannungsentlastung des anderen länglichen nachgiebigen Streifens bewirkt, wobei die Spannungsentlastung in eine Durchmesseraufweitung der länglichen nachgiebigen Streifen bzw. deren Windungen umgesetzt

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wird und wobei ein übermäßiges Erschlaffen, das in dem von Spannung zu entlastenden Draht in bezug auf die richtige vorwärtszuführende Drahtlänge auftritt, durch die Durchmesseraufweitung des nachgiebigen Streifens bzw. seiner Windungen absorbiert oder ausgeschaltet wird, während der Draht unter der notwendigen Spannung gehalten wird.
2. KrümmungsSteuerungsanordnung für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen nachgiebigen Streifen Blattfedern (12, 22) aufweisen oder enthalten.
3. Krümmungssteuerungsanordnung für ein Endoskop nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen nachgiebigen Streifen Klaviersaitendrähte (52, 62) mit kreisförmigem Querschnitt aufweisen.

^;4. Krümmungssteuerungsanordnung für ein Endoskop nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Trommeln der doppelzylinderartigen Trommel eine seilscheibenartige Trommel aufweist«, die an ihrem Umfang Nuten (81, 91) trägt.