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Steuerbares biegsames Rohr, insbesondere für ein flexibles
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Endoskop Steuerbar biegsame Rohre finden in indoskopen, in Geräten
der feinmechanisch-optischen Industrie, die einmal zur Inspektion und Behandlung
von Körperhohlräumen im Bereich der Medizin, oder zweitens zur Inspektion von schwer
zugänglichen Bohlräumen im Bereich der Technik dienen, ihre Anwendung. Sie stellen
an den Endoskopen den Teil der Geräte dar, der zur vollständigen Inspektion des
zu untersuchenden hohlraumes durch den Untersucher steuerbar abzuwinkeln ist.
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Die bekannten technischen Lösungen, die an Endoskopen realisiert wurden,
beruhen auf der Aneinanderreihung von rohrförmigen Segmenten, den Gliedern, wobei
immer wog zwei benachbarten Gliedern ein gemeinsamer Gelenkpunkt gebildet wird.
Die Aneinanderreihung von Gliedern und Gelenkpunkten führt zu einer Gliederkette,
die versehen mit den zur Steuerung notwendigen Seilen und versehen mit einem elastischen
überzug das steuerbar biegsame Teil für das Endoskop darstellt. Zum ersten werden
die Drehpunkte der Glieder dadurch dargestellt, daß die Glieder an einer Stirnseite
diametral angeordnete Schwenkansätze und an der anderen Seite diametral angeordnete
Passungen zur Aufnahme der Schwenkansätze des benachbarten Gliedes aufweisen. Damit
diese Gelenkpunkte realisiert bleiben, wirkt in axialer Richtung die Vorspannung
der Steuerseile. In der
BRD-OS 24 02 886 wird die radiale Sicherung
des Zusammenhalt es der Gliederkette durch eine, die Glieder gemeinsam umfassende
Flachband-Spiralfeder und durch relativ dickwandige Glieder beschrieben. In der
SU-PS 10 26 762 erfolgt die radiale Sicherung des Zusammenhaltes der Gliederkette
dadurch, daß jedes mit diametral angeordneten Schwenkansätzen und Fassungen ausgeführte
Glied ein Rohr gleicher Breite beinhaltet und von einem gleicher Breite umfaßt wird.
Die Schwenkansätze eines ersten Gliedes können somit bei ihrer Lage in den Fassungen
des zweiten Gliedes radial nicht ausweichen.
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Die wesenfllcben Mängel dieser Lösung sind die großen erforderlichen
Wandstärken der Gliederketten insbesondere wegen der beschriebenen Ans£~uhrung ihrer
radialen Lagesicherung.
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Eine weitere Lösung zur Bildung der Drehpunkte wird in den BRD-Gx
76 13 417 beschrieben.
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Die Glieder weisen an Jeder Stirnseite diametral angeordnete Zungen
derart gekröpft auf, daß sie ein benachbartes Glied untergreifen. In die in den
Zungen befindlichen Bohrungen wird ein sogenannter Drahthalter eines verformbaren
Materials eingebracht, der dann den Drehpunkt darstellt.
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Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei der Verformung des
Drahthalters zu seiner Lagersicherung, was zum Beispiel durch Nieten oder Warmverformung
erfolgen kann, die Beichtg~angagx keit Jedes einzelnen Drehpunktes reproduzierbar
und identisch garantiert werden muß. Das erfordert bekanntlich spezielle Verfahren
und damit hohen technologischen Aufwand.
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Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Gliederketten für flexible
Endoskope, bestehend aus dauerhaften Gelenken bzw. aus ineinandergesteckten Gelenkteilen,
welche axial durch die Steuerseile gehalten werden, insbesondere nicht genügend
leichtgängig sind bzw. einen hohen FertiguntgsauSwand erfordern.
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Ziel der Erfindung ist es, ein steuerbar biegsames hoher, insbesondere
für ein flexibles Endoskop zu schaffen, dessen Einzelteilfertigung und Montage einen
wesentlich geringeren Fertigungsaufwand
erfordert, als die Lösungen,
die den Stand der Technik darstellen. Dabei soll der Gebrauchswert des steuerbar
biegsamen Rohres, und damit des Endoskopes durch Durchmesserreduzierung und Funkt
ionsverbe sserung steigen.
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eine Es soll die Aufgabe gelöst werden, einen geringen Außen- und
großen Innendurchmesser aufweisende Gliederkette für ein steuerbares flexibles Endoskop
torzusohlagen, wobei die Verbindungselemente zweier Glieder einfach herstellt und
montierbar sind und das Gelenk durch die Vorspannung des Steuerseiles stabil gehalten
wird. Das Gelenk soll leichtgängig sein und darf keine Verklemmung oder Verkantung
zulassen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Glied pro
Gelenk eine nach innen gerichtete Abflachung aufweist, welche mit einer Aussparung
versehen ist, wobei die sich gegenüberstehenden Aussparungen zweier aneinandergrenzender
Glieder eine kreisrunde Öffnung zur losen Aufnahme des Mittelteiles einer Rolle
bilden, deren über das Mittelteil hinausragenden Stirnseiten die Abflachung zweier
Glieder innen und außen lose umschließen.
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Die erfindungsgemäße Gliederkette besteht aus einfachen maschinell
herstellbaren Gliedern ohne Schwenkansätze oder Zungen und mit Drehpunkten in Form
von lose eingelegten Rollen, wobei die Vorspannung der Steuerseile die Gliederkette
in axialer Richtung und die, über den Mittelteil der Rollen hinausragenden Stirnseiten
den radialen Zusammenhalt der Gliederkette sichern.
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Gegenüber dem Stand der Technik entfallen zusätzliche Elemente wie
Rohre, Flachband- oder Federspiralen zur radialen Sicherung der Gliederkette. Zur
Aufnahme von bildleitenden und lichtleitenden Systemen und zur Aufnahme von Kanälen
zur Instrumentierung, Spülung und Absaugung wird der Außendurchmesser verringert.
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Durch das lose zinlegen der Rollen ohne nachträgliche Verformung und
Deformierung besitzt Jeder Drehpunkt die gleiche Leichtgängigkeit; komplizierte
Verfahren zur Erreichung dieser entfallen. Eine gleichmäßige Krümmung des steuerbar
biegsamen Teils des endoskops ist gesichert.
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Das steuerbar biegsame Rohr entsprechend der r;rfindung besteht aus
Gliedern, Rollen, Steuerseilen und einem flexiblen Uberzugsschlauch.
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Die Glieder sind rohrförmige Segmente, deren Stirnseite in bekannter
Weise abgeschrägt ist und sie besitzen bekannte, in den Innenraum ragende Seilführungen.
Sie weisen an ihren Stirnseiten diametral gelegene halbkreisförmige Aussparungen
auf und sind in einem konstanten Radius um deren Mittelpunkt abgeflacht.
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Die Aussparungen sind gegenüber den Seilführungen um einen Winkel,
der größer ist als 450, versetzt, und befinden sich an den Stellen der größten Breite
der Segmente. Eine Rolle besitzt zwei scheibenförmige Stirnseiten, deren Durchmesser
ähnlich, aber höchstens so groß ist wie der Durchmesser der Abflachung der Glieder.
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Diese Stirnseiten sind durch ein Mittelteil miteinander verbunden,
deren Durchmesser mit denen der Aussparungen der Glieder korrespondiert. Die Länge
des Mittelteiles entspricht der Materialdicke der Glieder.
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Zwei benachbarte Glieder des steuerbar biegsamen Rohres sind über
die in ihre diametral angeordneten Aussparungen eingelegten Rolle len zu einem Gelenk
verbunden. Durch die gleichförmige Aneinanderreihung von Gliedern und Rollen, wobei
durch die Seilführungen der Glieder das oder die Steuerseile laufen, resultiert
die Gliederkette. Glieder und Rollen werden z. B. durch die existierende Seilvorspannung
oder z. B. durch den flexiblen, dehnbaren Ubersugsschlauch in Eingriff gehalten.
Dieser und/oder ein weiterer elastischer tbersugsachlauch, der die äußere Verbindung
zu den weiteren Bauteilen des Endoskopes darstellt, vollendet die Gliederkette zum
steuerbar biegsamen Rohr eines Sndoskopes.
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Wird ein Steuerseil, welches mit dem ersten distalen Glied eines steuerbaren
biegsamen Rohres verbunden ist, gezogen, so kippen die benachbarten Glieder um den
Mittelpunkt ihrer gemeinsamen Rolle. Diese Kippung ist beendet, wenn die Glieder
an ihren abgeschrägten Kanten aneinandergeschlagen sind. Wird nachfolgend das zweite
Steuerseil gezogen, so erfolgt die Umkehr der Bewegung
des steuerbaren
biegsamen Rohres über die gestreckte Lage aller Glieder in den weiteren abgewinkelten
Zustand.
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Glieder und Rollen sind einfache Teile die auf Automaten gefertigt
werden können. Die Rollen stellen Wiederholteile dar, denn funktionell ist deren
Anwendung bei den verschiedensten Endoskopen gegeben. Alle Drehpunkte sind äußerst
leichtgängig -die Leichtgängigkeit unterschiedlicher Drehpunkte ist identisch.
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Neben einer einwandfreien Funktion gewährleistet darum die erz in
derische Lösung auch noch eine hohe Zuverlässigkeit des gesamten Endoskopes.
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Die Srfindung soll an einem Ausführungabeispiel näher erläutert werden.
In den Zeichnungen stellen dar: Figur 1: komplette Gliederkette Figur 2: Darstellung
eines Schnittes senkrecht zur Gliederkette durch den Mittelpunkt einer Rolle Figur
3: Darstellung eines Schnittes axial durch die Gliederkette Figur 4: Glied in der
Draufsicht Figur 5: Glied in der Seitenansicht Figur 6: Rolle An einem distalen
endglied 1 eines steuerbar biegsamen Rohres eines Sndoskopas sind die Steuerseile
2 starr befestigt. Die Gliederkette besteht aus mehreren Gliedern 3 mit unterschiedlicher
Anzahl von Abschrägungen. Damit wird distal eine stärkere Krümmung als proximal
erreicht. Das proximale Ende der Gliederkette bildet ein Ubergangsglied 4 zum Schaft
des Endoskopes.
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Durch die Glieder 3; 4 sind die Steuerseile 2 geführt. Die Drehpunkte
werden durch Rollen 5 gebildet.
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Figur 2 zeigt in der Darstellung eines Schnittes senkrecht zur Gliederkette
durch den Mittelpunkt einer Rolle 5 ein Glied 3 mit bekannten Seilführungen 6 und
den darin befindlichen Steuerseilen 2. Die erfindungsgemäße Rolle 5 ist mit einem
Mittelteil 7 in die Aussparung 8 des Gliedes 3 eingelegt.
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Figur 3 zeigt in der Darstellung eines Schnittes axial durch die Gliederkette
mehrere Glieder 3 und zwei typische erfindungsgemä ße Drehpunkte 9, wie sie durch
die Rollen 5 realisiert werden.
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Dabei weisen die Glieder 3 eine Abflachung 10 um die Aussparung 8
auf. Die scheibenförmigen Stirnseiten 11 der eingelegten Rollen 5 haben einen geringfügig
kleineren Durchmesser als die Abflachung 10. Die Höhen entsprechen der Tiefe der
Abflachung 10.
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Damit weist das Äußere der Gliederkette eine gleichmäßige Fdrm ohne
Vorspringe oder Tiefen auf.
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In Figur 4 und 5 ist eine Ausfu'#hrungsform eines erfindungsgema-Ben
Gliedes 3 und in Figur 6 eine Aúsführungsform einer erz in dungsgemäßen Rolle 5
dargestellt. Glieder 3 und Rollen 5 besitzen einfache geometrische Formen, die eine
Fertigung auf Automat ten erlaubt.
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Infolge der großen Anzahl von Gliedern 3 und Rollen 5 pro indoskop
und infolge des ständig wachsenden Bedarfs an Endoskope und damit deren Produktionsstückzahl,
wird durch die erfindungsgemäß beschriebene Lösung eine ökonomisch günstige Produktion
von steuerbar flexiblen Rohren für endoskope möglich.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Aadglied 2 Steuerseile
3 Glieder 4 Übergangsglied 5 Rollen 6 Seilführungen 7 Mittelteil 8 #ussparung 9
Drehpunkte 10 Abflachung 11 Stirnseiten
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