DE3541855C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung für die lösbare Verbindung eines Zusatzgerätes, wie beispielsweise einer Kamera, mit dem Okularabschnitt eines Endoskops nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Vor kurzem wurde eine Untersuchungsmethode eingeführt, die Beobachtungen einer Körperhöhle durch eine Kamera erlaubt, die mit dem Okularabschnitt eines Endoskops verbunden ist. Gewöhnlich ist die Kamera durch eine Verbindungsvorrichtung mit dem Okularabschnitt verbunden.

Die GB-PS 20 53 506 und das DE-GM 69 26 837 zeigen diese Art einer bekannten Verbindungsvorrichtung. Diese Verbindungsvorrichtung weist ein ringförmiges Bauteil auf, mit dem der Okularabschnitt des Endoskops verbunden ist und in dem eine Vielzahl von Kugeln entlang seiner inneren Oberfläche angeordnet sind. Die Kugeln werden durch einen Klemmring an den äußeren Umfang des ringförmigen Bauteiles gedrückt, so daß sie in das ringförmige Bauteil hineinragen. Infolgedessen sind die Kugeln in Eingriff mit dem Okularabschnitt gebracht, wodurch der Okularabschnitt an dem ringförmigen Bauteil eingerastet bzw. verriegelt ist.

Die Kugeln sind Löchern zugeordnet, die in der Wandung des ringförmigen Bauteiles vorgesehen sind. Um die Kugeln in den Löchern zu halten, weist jedes Loch einen Durchmesser auf, der kleiner als derjenige der Kugeln ist. Aus diesem Grund können die Kugeln durch die Löcher in das ringförmige Bauteil nur bis zu einem Ausmaß hineinragen, das weniger als die Hälfte der Größe der Kugeln entspricht, so daß der Durchmesser der Kugeln in Beziehung zu dem Durchmesser der Löcher den Begrenzungsfaktor bildet. Deshalb findet die Verbindungsvorrichtung besonders bei Endoskopen begrenzte Anwendung. Sie kann beispielsweise nicht bei einem Endoskoptyp angewendet werden, dessen Okularabschnitt im Durchmesser oder in der Neigung seines konischen Abschnittes differiert, jedoch sind viele Arten von Endoskopen bekannt, deren Okularabschnitte in ihren Abmessungen differieren. Aus einsehbaren Gründen ist es deshalb nicht wirtschaftlich, bei jeder Gelegenheit unterschiedliche Verbindungsvorrichtungen benutzen zu müssen in Abhängigkeit von der besonderen Größe des vorhandenen Okularabschnittes eines Endoskops.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, bei einer großen Verschiedenartigkeit von Endoskopen anwendbar zu sein ohne Rücksicht auf die Größe von deren Okularabschnitt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Endoskops,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung zwischen einer Kamera und dem Endoskop,

Fig. 3 die Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 ein Teilstück der Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 3 in vergrößertem Maßstab im Schnitt,

Fig. 5 eine Frontansicht der Verbindungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Verrastungskugel der Verbindungsvorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 3 entlang der Linie VII-VII,

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 3 entlang der Linie VIII-VIII,

Fig. 9 eine modifizierte Form einer Verrastungskugel in perspektivischer Darstellung,

Fig. 10 bis 12 unterschiedliche Ausgestaltungen des Teilstückes gemäß Fig. 4, insbesondere des Dichtungsteiles. und mit einem Okularabschnitt 14 am Ende des Beobachtungsrohres 12.

Das proximale Endstück 14 a des Okularabschnittes 14 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Der Konuswinkel des Endstückes 14 a unterscheidet sich von Endoskop zu Endoskop.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, in welcher ein Bildaufnahmegerät 18, beispielsweise eine Fernsehkamera, durch eine Verbindungsvorrichtung 16 mit dem proximalen Endstück 14 a des Endoskops verbunden ist. Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist die Verbindungsvorrichtung 16 einen Linsentubus 20 auf, an dessen einem Ende ein erster Verbindungsabschnitt 22 zur Ankopplung des Bildaufnahmegerätes 18 vorgesehen ist, und an dessen anderem Ende ein zweiter Verbindungsabschnitt 24 zur Ankopplung des Okularabschnittes 14 vorgesehen ist. Innerhalb des Linsentubus 20 ist eine ringförmige Linsenhalterung 26 angeordnet, die entlang der axialen Richtung des Linsentubus bewegbar ist. In der Linsenhalterung 26 ist eine Vielzahl von Linsen 27 angeordnet. Fenster 28 und 29 aus Glasscheiben dichten das Innere an jedem Ende des Linsentubus 20 hermetisch ab.

Ein drehbarer Ring 30 zur Einstellung des Brennpunktes umfaßt den gesamten Umfang des Linsentubus 20. Durch die Drehung des Ringes 30 bewegt sich die Linsenhalterung 26 in axialer Richtung des Linsentubus 20, d. h. entlang der optischen Achse der Linsen 27. An der Innenfläche des Ringes 30 ist eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut 30 a vorgesehen, mit der ein spiralförmig verlaufendes Führungsloch 20 a in dem Linsentubus 20 korrespondiert. Am äußeren Umfang des Linsentubus 20 ist ein Führungsstift 32 befestigt, der durch das Loch 20 a in die Nut 30 a ragt. Bei Drehung des Ringes 30 wird der Führungsstift 32 an einen der Ränder der Nut 30 a gedrückt und in dem Führungsloch 20 a bewegt. Infolgedessen werden die Linsen 27 zusammen mit der Linsenhalterung 26 bewegt, so daß eine Justierung der Brennpunktlage ermöglicht wird. Eines der beiden Endstücke des Ringes 30 ist radial nach außen verlängert und mit einer griffigen Struktur 30 b versehen, die die Drehung des Ringes erleichtert.

Von einem Ende des Linsentubus 20 erstreckt sich ein Flansch 34 radial nach außen, der an seinem äußeren Umfang in einen sich koaxial mit dem Linsentubus 20 erstreckenden Befestigungszylinder 36 übergeht. Ein Teil des äußeren Umfanges dieses Befestigungszylinders 36 ist mit einem Gewinde 36 a versehen, das mit einem Innengewinde 18 a an dem Bildaufnahmegerät 18 zusammenwirkt. Der Flansch 34 und der Befestigungszylinder 36 bilden den ersten Verbindungsabschnitt 22, an den ein Zusatzgerät angeschlossen werden kann. Am äußeren Umfang des Befestigungszylinders 36 ist ein ringförmiger Vorsprung 38 als Anschlag für die Frontseite des Bildaufnahmegerätes 18 vorgesehen. Der Flansch 34 trägt an seinem äußeren Umfang einen ringförmigen Rahmen 40, zwischen dem und dem ringförmigen Vorsprung 38 eine Dichtung 42 vorgesehen ist, gegen die die Frontseite des Bildaufnahmegerätes 18 flüssigkeitsdicht anliegt, wenn das Bildaufnahmegerät an den ersten Verbindungsabschnitt 22 angekoppelt ist.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besteht die Dichtung 42 aus einem elastischen Ring mit einem Dichtungsteil 42 a mit elliptischem Querschnitt und einem Befestigungsteil 42 b, das sich radial nach innen erstreckt. Das Dichtungsteil 42 b paßt in einen Ausschnitt 43 zwischen dem ringförmigen Vorsprung 38 und dem Rahmen 40. In dieser Lage erstreckt sich das Dichtungsteil 42 a der Dichtung 42 über den ringförmigen Vorsprung 38 gegen die Frontseite des Bildaufnahmegerätes 18.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist zwischen der Innenfläche der griffigen Struktur 30 b des Ringes 30 und dem Rahmen 40 eine erste Dichtungsmanschette 44 vorgesehen. Zwischen der inneren Umfangsfläche des anderen Endstückes des Ringes 30 und dem Linsentubus 20 befindet sich eine zweite Dichtungsmanschette 45. Die Dichtungsmanschetten 44 und 45 bestehen aus einem elastischen Werkstoff und haben einen kreuzähnlichen Querschnitt. Deshalb verursachen sie nur einen geringen Reibungswiderstand, was sowohl zu einer Verminderung der zur Drehung des Ringes 30 benötigten Kraft als auch zu einer verbesserten Einstellbarkeit führt.

Der mit dem Okularabschnitt 14 des Endoskops 10 verbundene zweite Verbindungsabschnitt 24 weist einen Korpus 46 mit einem Flansch 46 a, der sich vom äußeren Umfang des anderen Endstückes des Linsentubus 20 nach außen erstreckt, und einem Verbindungszylinder 46 b auf, der sich koaxial zum Linsentubus vom äußeren Rand des Flansches erstreckt (Fig. 3 und 5). Eine Aussparung 48 wird durch die inneren Wandungen des Flansches 46 a und des Verbindungszylinders 46 b gebildet und nimmt das Endstück 14 a des Okularabschnittes 14 bei dessen Befestigung an dem zweiten Verbindungsabschnitt 24 auf.

Entlang des Umfanges des Verbindungszylinders 46 b sind in gleichem Abstand drei Haltelöcher 50 vorgesehen, die sich in radialer Richtung erstrecken. An dem nach innen gerichteten Rand jedes dieser Haltelöcher 50 ist ein ringförmiger Anschlag 50 a vorgesehen. Verrastungskugeln 52, die das Endstück 14 a des Okularabschnittes 14 in der Aussparung 48 halten, sind bewegbar in die entsprechenden Haltelöcher 50 eingesetzt. Wie aus Fig. 3, 5 und 6 hervorgeht, besitzt jede Verrastungskugel 52 eine zylindrische Mantelfläche 52 a als Gleitfläche, die axial in dem Halteloch 50 gleiten kann und einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als derjenige der Haltelöcher ist, und ein halbkugelförmiges Druckteil 52 b, das auf einer Seite aus der Mantelfläche herausragt. Der Durchmesser des Druckteiles 52 b ist kleiner als derjenige der Mantelfläche 52 a und kleiner als der Innendurchmesser des ringförmigen Anschlages 50 a. Zwischen der Mantelfläche 52 a und dem Druckteil 52 b ist eine ringförmige Schulter 52 c ausgebildet. Die Mantelfläche 52 a ist in Richtung auf die Aussparung 48 hin bis zu einer Stellung bewegbar, in der die Schulter 52 c an dem Anschlag 50 a anliegt. Wenn die Mantelfläche 52 a in Richtung auf die Aussparung 48 hin bewegt wird, ragt das Druckteil 52 b durch das offene Ende des Halteloches 50 in die Aussparung 48. Das andere Ende 52 d der Mantelfläche 52 a ist als Kugelkalotte ausgebildet und hat einen relativ großen Durchmesser.

Ein Klemmring 54, mit dem die Verrastungskugeln 52 in Richtung auf die Aussparung 48 gedrückt werden, ist drehbar auf dem äußeren Umfang des Verbindungszylinders 46 b angeordnet. In der Innenfläche des Klemmringes 54 sind drei Ausnehmungen 56 vorgesehen, die in Wirkverbindung mit den drei Verrastungskugeln 52 stehen. Jede dieser Ausnehmungen 56 erstreckt sich entlang des Umfanges des Klemmringes 54 dergestalt, daß sie im Uhrzeigersinn allmählich tiefer wird. Die Bodenfläche jeder Ausnehmung 56 bildet eine Exzenterfläche 56 a, durch die das Endstück 52 d der entsprechenden Verrastungskugel 52 geführt wird. Durch Drehung des Klemmringes 54 wird das Endstück 52 d jeder Verrastungskugel 52 gegen ihre Exzenterfläche 56 a gedrückt, so daß das Druckteil 52 b der Verrastungskugel in die Aussparung 48 ragt. In der in Fig. 5 mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten Offenstellung befindet sich die Verrastungskugel 52 in dem tiefesten Teil der Ausnehmung 56, so daß von der Exzenterfläche 56 a kein Druck auf die Verrastungskugeln ausgeübt wird. In dieser Offenstellung befinden sich die Verrastungskugeln 42 in einer Lage, in der ihre Druckteile 52 b in den entsprechenden Haltelöchern 50 gehalten werden, das heißt in einer zurückgezogenen Stellung. Sobald der Klemmring 44 von dieser Offenstellung aus im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird jede Verrastungskugel 52 durch die entsprechende Exzenterfläche 56 a in eine Lage gedrückt, in der sie in die Aussparung 48 hineinragt. Das Ausmaß dieses Hineinragens wird bei Drehung des Klemmringes 54 im Uhrzeigersinn größer. Der Klemmring 54 kann bis zu einer maximalen Druckstellung gedreht werden, in der die Schulter 52 c jeder Verrastungskugel 52 an dem ringförmigen Anschlag 50 a anliegt. In dieser Stellung erreicht auch das Hineinragen des Druckteiles 52 b in die Aussparung 48 ihr Maximum.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind zwischen dem Verbindungszylinder 46 b und dem Klemmring 54 Zugfedern 60 gespannt, die den Klemmring im Uhrzeigersinn, also in maximale Druckstellung zu drehen versuchen. Jede Zugfeder 60 ist an ihrem einen Ende mit einer Halterung 62 am Verbindungszylinder 46 b und an ihrem anderen Ende mit einer weiteren Halterung 64 am Klemmring 54 verbunden.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist auf die Halterungen 62 am Verbindungszylinder 46 b eine ringförmige Rückfront 66 geschraubt. Die Rückfront 66 verhindert, daß der Klemmring 54 vom Verbindungszylinder 46 b rutscht und dient gleichzeitig dekorativen Zwecken.

Die Anbringung der vorstehend beschriebenen Verbindungsvorrichtung erfolgt wie folgt. Zuerst wird das Innengewinde 18 a der Bildaufnahmevorrichtung 18 auf das Außengewinde 36 a des ersten Verbindungsabschnittes 22 aufgeschraubt. Dabei drückt die Dichtung 42 gegen die Frontplatte der Bildaufnahmevorrichtung 18, so daß eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Verbindungsvorrichtung und der Bildaufnahmevorrichtung hergestellt wird.

Sodann wird das Endstck 14 a des Okularabschnittes 14 des Endoskops 10 in die Aussparung 48 des zweiten Verbindungsabschnittes 24 eingesetzt. Dabei wird der Klemmring 54 gegen die Kraft der Zugfedern 60 gedreht und in dieser Offenstellung gehalten. Selbst wenn die Verrastungskugeln 52 in die Aussparung 48 hineinragen, können diese leicht durch das Endstück 14 a des Okularabschnittes 14 leicht in ihre Haltelöcher 50 gedrückt werden. Die Endfläche des Endabschnittes 14 a liegt dabei an der Bodenfläche der Aussparung 48, d. h. an dem Flansch 46 a an. Nunmehr wird die auf den Klemmring 54 wirkende Kraft zurückgenommen, der sich daraufhin automatisch durch die Kraft der Zugfedern 60 in seine maximale Druckstellung dreht. In dieser Stellung drückt jede Exzenterfläche 56 a des Klemmringes 54 das Ende 52 d der entsprechenden Verrastungskugel 52 in Richtung auf die Aussparung 48 hin. Infolgedessen ragt das Druckteil 52 b jeder Verrastungskugel 52 in die Aussparung 48 hinein und drückt gegen die keglige Oberfläche des Endstückes 14 a des Okularabschnittes 14. Die Verrastungskugeln 52 und der Klemmring 54 bleiben unter der Kraft der Zugfedern 60 in dieser Stellung. Das Endstück 14 a ist in der Aussparung 48 gehalten, und die Verbindungsvorrichtung ist auf diese Weise mit dem Endoskop 10 verbunden.

In diesem Stadium ist der Okularabschnitt 14 über den Linsentubus 20 mit der Bildaufnahmevorrichtung 18 verbunden und ein von dem Okularabschnitt ausgesandtes optisches Bild wird über die Linsen 27 im Linsentubus zur Bildaufnahmevorrichtung projiziert.

Wenn die Verbindungsvorrichtung von dem Okularabschnitt 14 getrennt werden soll, muß der Klemmring 54 gegen die Kraft der Zugfedern 60 in die Offenstellung gedreht werden. Wenn dann der Okularabschnitt 14 aus der Aussparung 48 herausgezogen wird, drückt das Endstück 14 a die Verrastkugeln 52 zurück in ihre Haltelöcher 50.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ragt lediglich das Druckteil 52 b jeder Verrastungskugel 52 in die Aussparung 48. Aus diesem Grunde ist das Druckteil 52 b größer gehalten als die bekannten Verrastungskörper vom Kugeltyp. Auf diese Weise können die Verrastungskugeln 52 selbst dann in Eingriff mit der kegligen Fläche des Okularabschnittes 14 gebracht werden, wenn die Neigung dieser Fläche unterschiedlich ausfällt. Deshalb kann die Verbindungsvorrichtung bei unterschiedlichen Endoskoptypen angewandt werden.

Die Dichtung 42 ist an dem Befestigungszylinder 36 dadurch befestigt, daß das Befestigungsteil 42 b in den Zwischenraum 43 zwischen dem Vorsprung 38 und den Rahmen 40 eingepaßt ist. Im Gegensatz zu denjenigen Fällen, in denen die Dichtung lediglich ausgeklebt ist, kann die Dichtung 42 hier von dem Befestigungszylinder 36 nicht abrutschen.

Verschiedenartige Abänderungen oder Ausgestaltungen können vorgenommen werden. So muß beispielsweise das Druckteil 52 b der Verrastungskugel 52 nicht halbkugelförmig ausgebildet sein, sondern kann, wie in Fig. 9 gezeigt, eine andere halbrunde Gestaltung aufweisen, so daß das Druckteil in noch größerem Maße in die Aussparung 48 hineinragen kann.

Die Dichtung 42 kann in den in den Fig. 10 bis 12 gezeigten Arten befestigt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 bildet der Rahmen 40 einen integralen Bestandteil mit dem Flansch 34, und das Befestigungsteil 42 b der Dichtung 42 ist in eine Nut 43 in der äußeren Umfangsfläche des Flansches 34 eingesetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 besitzt die Dichtung 42 zwei Befestigungsteile 42 b, die von dem Dichtungsteil 42 a in entgegengesetzte Richtungen ausgehen. Eines der Befestigungsteile 42 b ist in eine Nut 43 a im rinförmigen Vorsprung 38 eingesetzt, während das andere Befestigungsteil in eine Nut im Rahmen 40 eingesetzt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 ist eine schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 43 durch die Stirnflächen des Vorsprunges 38 und des Rahmens 40 gebildet, in der das Befestigungsteil 42 b der Dichtung 42 gehalten wird.

In der ersten dieser drei Modifikationen ist es möglich, die Dichtung mit der gleichen Sicherheit an dem Befestigungszylinder zu befestigen wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Claims (5)

1. Verbindungsvorrichtung für die lösbare Verbindung eines Zusatzgerätes mit einem Okularabschnitt eines Endoskops, die einen mit dem Okularabschnitt lösbar verbundenen Verbindungsabschnitt besitzt, der

• - einen Korpus mit einer Aussparung mit einer kreisförmigen Innenfläche, in die der Okularabschnitt paßt, und mit einer Vielzahl von Haltelöchern, von denen jedes sich zur Innenfläche der Aussparung öffnet und in radialer Richtung der Aussparung erstreckt,
• - eine Vielzahl von Verrastungskugeln in den Haltelöchern, die sich in axialer Richtung des Halteloches bewegen können, und dabei gegen die äußere Umfangsfläche des Okularabschnittes drücken, wenn dieser in die Aussparung eingepaßt ist, um den Okularabschnitt darin zu halten,
• - Mittel, die ein Herausrutschen der Verrastungskugeln aus ihrem Halteloch verhindern und
• - einen vom Korpus getragenen Klemmring, der die Verrastungskugeln außen umgreift und zwischen einer Druckstellung, in der er die Verrastungskugeln in die Aussparung drückt, und einer Offenstellung, in der die Verrastungskugeln von dem auf sie ausgeübten Druck entlastet sind, bewegbar ist, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verrastungskugeln (52) eine Gleitfläche (52 a) aufweist, die in dem Halteloch (50) der Verrastungskugel gleiten kann, daß die Gleitfläche eine zylindrische Form mit einem Durchmesser, der geringfügig kleiner als derjenige des Halteloches ist, besitzt, daß ein Druckteil (52 b) an jeder Verrastungskugel von demjenigen Ende (52 c) der Gleitfläche absteht, das auf der Seite der Aussparung (48) angeordnet ist, und das beim Gleiten der Gleitfläche in die Aussparung ragt, um gegen die äußere Umfangsfläche des Okularabschnittes (14) zu drücken, und daß die Mittel zur Verhinderung des Herausrutschens aus Anschlägen (50 a) bestehen, die sich vom Rand des offenen Endes des Halteloches an der Seite der Aussparung nach innen erstrecken, und sich an das genannte Ende der Gleitfläche anlegen können.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (52 b) der Verrastungskugel (52) halbkugelförmig ausgebildet ist, einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Gleitfläche (52 a) aufweist und koaxial zu dieser angeordnet ist.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (52 b) der Verrastungskugel (52) als halbes Ellipsoid ausgebildet ist und konzentrisch zu der Gleitfläche (52 a) verläuft.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (24) Zugfedern (60) aufweist, die den Klemmring (54) in die Druckstellung drehen.