DE4445879B4 - Führungsdraht mit Spiralfeder - Google Patents

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Abstract

Führungsdraht, insbesondere für ein chirurgisches Instrument, mit
– einem Drahtkern (11) mit einem hinteren Abschnitt (12) größeren und einem vorderen Abschnitt (13) kleineren Durchmessers, wobei die beiden Abschnitte unter Bildung einer Ringschulter (15) aneinandergrenzen, und
– einer Spiralfeder (6), die gegen die Ringschulter anliegend den vorderen Drahtkernabschnitt umgibt und wenigstens im Bereich der Ringschulter am Drahtkern fixiert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
– der Außendurchmesser (d3) des vorderen Drahtkernabschnittes in einem an die Ringschulter (15) angrenzenden, sich axial höchstens über einige wenige Spiralfederwicklungen erstreckenden Endbereich (14) wenigstens geringfügig größer und ansonsten kleiner als der Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6) ist,
– der an die Ringschulter (15) angrenzende Endbereich (14) des vorderen Drahtkernabschnitts (13) zylinderförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist und
– die Spiralfeder (6) mit ihrem hinteren Endbereich (17) durch Laserschweißen an dem an die Ringschulter (15) angrenzenden Endbereich (14) des vorderen Drahtkernabschnitts (13) fixiert ist...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Führungsdraht mit einem Drahtkern, der einen hinteren Abschnitt mit größerem Durchmesser und einen vorderen, unter Bildung einer Ringschulter an den hinteren angrenzenden Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist, sowie mit einer drahtförmigen Spiralfeder, die gegen die Ringschulter anliegend den vorderen Drahtkernabschnitt umgibt und wenigstens im Bereich der Ringschulter am Drahtkern fixiert ist. Solche Führungsdrähte werden beispielsweise in chirurgischen Instrumenten eingesetzt.
  • Ein derartiger Führungsdraht ist in der Patentschrift EP 0 255 234 B1 offenbart. Bei dem dortigen Führungsdraht besitzt der vordere Abschnitt des Drahtkerns auf seiner gesamten Länge einen konstanten Durchmesser, der kleiner als derjenige des hinteren Abschnitts ist, wobei zwischen dem hinteren und dem vorderen Abschnitt ein abrupter Übergang mit einer Ringschulter ausgebildet ist. Am vorderen Ende des vorderen Drahtkernabschnitts ist zusätzlich ein verlängernder Sicherheitsdraht mit gegenüber dem vorderen Drahtkernabschnitt geringerem Durchmesser angesetzt. Der Sicherheitsdraht und der vordere Drahtkernabschnitt werden von der drahtförmigen Spiralfeder umgeben, die gegen die Ringschulter anliegt und dort durch Punktschweißung an dem Drahtkern fixiert ist. Um zwecks Montage der drahtförmigen Spiralfeder deren Aufschieben über den Sicherheitsdraht und den vorderen Drahtkernabschnitt konstanten Durchmessers zu ermöglichen, ist der Innendurchmesser der Spiralfeder um ein ausreichendes, geringfügiges Maß größer gewählt als der Außendurchmesser des vorderen Drahtkernabschnitts.
  • Ein weiterer Führungsdraht, bei dem ein vorderer Teil eines Drahtkerns von einer drahtförmigen Spiralfeder umgeben ist, die mit ihrem hinteren Ende direkt am Drahtkern fixiert ist, wird in der Patentschrift US 4.832.047 beschrieben. Bei diesem Führungsdraht verjüngt sich der vordere Teil des Drahtkerns konisch, und die Spiralfeder ist mit ihrem hinteren Ende an einem Bereich des Drahtkerns mit im wesentlichen konstantem oder sich stetig nach vorn verjüngendem Durchmesser fixiert. Um außenseitig einen möglichst glatt verlaufenden Übergang zwischen dem hinteren, nicht von der Spiralfeder umgebenen Drahtkernabschnitt und dem vorderen, von der Spiralfeder umgebenen Abschnitt zu erzielen, ist die Spiralfeder aus einem Draht mit abnehmenden Durchmesser derart gewickelt, daß der Durchmesser der Spiralfeder in Richtung ihres hinteren, am Drahtkern zu fixierenden Endes stetig abnimmt.
  • Aus der Patentschrift DE 693 434 ist es für eine Vorrichtung zum Festlegen eines Schutzmantels in Zwingen einer Metall spirale einer zahnärztlichen biegsamen Welle bekannt, den Schutzmantel mit seinen Enden lose in einem hohlen Zylinderansatz der Zwingen der Metallspirale, der auch aus einer biegsamen Federspirale bestehen kann, zu lagern und dabei die eine Zwinge an ihrem dem Schutzmantel abgewandten Ende mit einem Ansatz zu versehen, der aus einer Ringschulter und einem Endbereich besteht, welcher in einem an die Ringschulter angrenzenden Abschnitt zylinderförmig und in einem anschließenden Abschnitt bis zum Stirnende der Zwinge mit sich kegelstumpfförmig verjüngendem Außendurchmesser gestaltet ist. Auf diesen Ansatz ist eine äußere Duplexspirale, welche eine innere Duplexfeder umgibt, auf gezwängt oder aufgeschraubt.
  • In der Patentschrift US 4.554.929 ist ein Führungsdraht mit einem Drahtkern beschrieben, der aus einem hinteren Abschnitt größeren und einem vorderen Abschnitt kleineren Durchmessers besteht, wobei die beiden Abschnitte mit einem konischen Bereich einstöckig oder dadurch ineinander übergehen, daß der dünnere Abschnitt an einem konischen Endbereich des dickeren Abschnitts oder einem dahinterliegenden Bereich desselben fixiert wird. Der dünnere Drahtkernabschnitt ist von einer Spiralfeder umgeben, die mit ihrem hinteren Ende an den vorderen Endbereich des hinteren, dickeren Drahtkernabschnitts gebondet ist, wobei die Spiralfeder einen größeren Außendurchmesser als der dickere Drahtkernabschnitt besitzt und das Bondmaterial im Verbindungsbereich den Raum zwischen Spiralfeder und hinterem Drahtkernabschnitt ausfüllt. Dabei kann diese Bondverbindung gleichzeitig zur Fixierung des hinteren Endes des vorderen Drahtkernabschnitts am hinteren Drahtkernabschnitt dienen. Alternativ kann der vordere Drahtkernabschnitt mit seinem hinteren Ende am sich verjüngenden Endabschnitt des hinteren Drahtkernabschnitts fixiert sein.
    •
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Führungsdrahtes der eingangs genannten Art zugrunde, der mit vergleichsweise geringem Aufwand und guter Zen trierung der drahtförmigen Spiralfeder gegenüber dem Drahtkern herstellbar ist.
  • Dieses Problem wird durch einen Führungsdraht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird für den Innendurchmesser der Spiralfeder in ihrem an der Ringsschulter des Drahtkerns zu fixierenden Endbereich ein Wert gewählt, der wenigstens geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des an die Ringschulter angrenzenden Bereichs des von der Spiralfeder umgebenen Drahtkernabschnitts ist. Von diesem Endbereich, dessen axiale Länge typischerweise einen bis einige wenige Drahtdurchmesser der Spiralfederwicklung beträgt, nimmt der Durchmesser des von der Spiralfeder umgebenen Drahtkernabschnitts abrupt oder allmählich auf einen Wert ab, der kleiner als der Innendurchmesser der Spiralfeder ist.
  • Diese Maßnahme bewirkt, daß die drahtförmige Spiralfeder bei der Herstellung des Führungsdrahtes nach der Vorfertigung des Drahtkerns problemlos und selbsttätig zentrierend angebracht werden kann. Zunächst kann hierzu die Spiralfeder auf den vordersten Teil des zu umgebenden Drahtkernabschnitts leicht aufgeschoben werden, da der Drahtkernabschnitt hier einen gegenüber dem Innendurchmesser der Spiralfeder geringeren Außendurchmesser besitzt. Erst wenn die Spiralfeder beim Aufschieben den an die Ringschulter angrenzenden Endbereich des zu umgebenden Drahtkernabschnitts erreicht, stößt sie mit ihrem hinteren Ende gegen diesen an. Unter leichter Erhöhung der Aufschiebekraft wird dann dieser Spiralfederendbereich durch den der Ringschulter vorgelagerten Drahtkernendbereich auf geweitet, und die Spiralfeder wird vollends aufgeschoben, bis sie gegen die Ringschulter anliegt. Damit umgibt die vollständig aufgeschobene Spiralfeder mit einer oder einigen wenigen, an die Ringschulter anschließenden Wicklungen vorgespannt den Drahtkern. Dies bewirkt zum einen, daß die Spiralfeder radial spielfrei und selbsttätig zentriert gegen die Ringschulter anliegt. Zum anderen hält sich die Spiralfeder selbsttätig in dieser vormontierten Position, in der sie anschließend im Ringschulterbereich fest am Drahtkern fixiert werden kann, ohne daß zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, welche die Beibehaltung der zentrierten Lage der Spiralfeder während des Fixierens am Drahtkern sicherstellen.
  • Dabei ist der der Ringschulter vorgelagerte Drahtkernbereich zylinderförmig oder kegelförmig ausgebildet, wobei letzteres zum einen das Aufschieben der Spiralfeder erleichtert und zum anderen einen besonders gleichmäßigen Übergang der Spiralfeder von ihrem aufgeweiteten, gegen die Ringschulter anliegenden Ende zum anschließenden, nicht aufgeweiteten Bereich bewirkt.
  • Des weiteren ist vorgesehen, daß die Spiralfeder am Drahtkern im Ringschulterbereich vorteilhafterweise durch Laserschweißen unter Bildung einer Laserschweißzone fixiert ist, mit der ein glatter Verlauf des Übergangs zwischen Spiralfederabschnitt und dem nicht von der Spiralfeder umgebenen Drahtkernbereich auch bei nicht gleichen Durchmessern erzielt wird.
    •
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
  • 1 einen teilweisen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Führungsdrahtes mit Drahtkern und diesen teilweise umgebender Spiralfeder in vormontiert aufgeschobenem Zustand,
  • 2 eine Ansicht wie in 1, jedoch mit einer (modifizierten Gestaltung des Drahtkerns,
  • 3 eine Seitenansicht des Bereichs von 1 oder 2 nach Fixieren der Spiralfeder am Drahtkern und
  • 4 eine Ansicht wie 3, jedoch mit einer modifizierten Spiralfeder-Drahtkern-Kombination.
  • Der in 2 bereichsweise dargestellte Führungsdraht beinhaltet einen Drahtkern (1), dessen hinterer Abschnitt (2) typischerweise bei Verwendung in einem chirurgischen Instrument am hinteren Ende an eine Betätigungseinrichtung des Instruments angeschlossen ist. An das Vorderende des hinteren Drahtkernabschnitts (2) schließt einstückig ein vorderer Drahtkernabschnitt (3) an, der von einer vormontiert aufgeschobenen drahtförmigen Spiralfeder (6) umgeben ist. Dabei verjüngt sich der Drahtkern (1) beim Übergang vom hinteren (2) zum vorderen Abschnitt (3) von einem größeren Durchmesser (D) zunächst unter Bildung einer Ringschulter (5) abrupt auf einen kleineren Durchmesser (d1), der über eine gewisse axiale Länge von etwa dem Dreifachen des Durchmessers (dd) des für die Spiralfeder (6) verwendeten Drahtes konstant bleibt, wodurch ein zylinderförmiger, hinterer Endbereich (4) des an die Ringschulter (5) anschließenden vorderen Drahtkernabschnitts (3) gebildet ist. Von diesem hinteren Endbereich vergleichsweise kurzer axialer Länge geht der vordere Drahtkernabschnitt (3) in einen Bereich mit kleinerem Durchmesser (d2) über. Im nicht mehr gezeigten, vorderen Bereich verbleibt der vordere Drahtkernabschnitt (3) auf diesem Durchmesser (d2) oder verjüngt sich je nach Anwendungsfall noch weiter. Der einstückig vorgefertigte Drahtkern (1) besteht beispielsweise aus Edelstahl.
  • Der Durchmesser (d1) des hinteren Endbereichs (4) des vorderen Drahtkernabschnitts (3) ist dabei um ein geringfügiges Maß, typischerweise zwischen einigen Prozent und der Hälfte des Drahtdurchmessers (dd) der Spiralfeder (6), größer gewählt als der konstante Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6) im entspannten Zustand. Dies hat zur Folge, daß der Führungsdraht (6) nach vollständigem Aufschieben auf den vorderen Drahtkernabschnitt (3) in seinem hinteren Endbereich (7) vom hinteren Endbereich (4) des vorderen Drahtkernabschnitts (3) aufgeweitet ist, so daß die Spiralfeder (6) in diesem, der Ringschulter (5) vorgelagerten, axial kurzen Bereich den Drahtkern unter leichter Spannung umschließt. Da der maximale Außendurchmesser (d2) des restlichen vorderen Drahtkernabschnitts (3) deutlich kleiner gewählt ist als der Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6), ist das Aufschieben der drahtförmigen Spiralfeder (6) auf den vorderen Drahtkernabschnitt (3) bis zum hinteren Endbereich des vorderen Drahtkernabschnitts ungehindert ohne Kraftaufwand möglich. Danach wird die Spiralfeder (6) vollends auf diesen axial kurzen, der Ringschulter (5) vorgelagerten Drahtkernbereich (4) unter Einwirkung einer leichten Druckkraft aufgeschoben, bis ihr hinterer Endbereich (7) gegen die Ringschulter (5) anliegt.
  • Wie aus 2 zu erkennnen, ist die Breite der Ringschulter (5), d.h. die Differenz zwischen dem Durchmesser (D) des hinteren Drahtkernabschnitts (2) und demjenigen (d1) des hinteren Endbereichs (4) des vorderen Drahtkernabschnitts (3), ungefähr gleich groß gewählt wie der Durchmesser (da) des für die Spiralfeder (6) verwendeten Drahtes, d.h. wie die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (da) und dem Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6). Auf diese Weise ergibt sich außenseitig ein sehr homogener, durchmessergleicher Übergang zwischen dem vorderen Teil des Führungsdrahtes mit der Spiralfeder (6) und dessen hinterem, nicht von der Spiralfeder (6) umgebenen Teil, wie auch in der unten näher beschriebenen 3 zu erkennen ist.
  • In 1 ist ein Führungsdraht mit einer erfindungsgemäßen Drahtkerngestaltung dargestellt. Der aus Edelstahl bestehende Drahtkern (11) besitzt wiederum einen hinteren Abschnitt (12) mit demselben, größeren Durchmesser (D) wie in 2. Am vorderen Ende geht der hintere Drahtkernabschnitt (12) in einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (16) unter Bildung eines abrupten Übergangs in Form einer Ringschulter (15) über. Der Kegelstumpfabschnitt (16) verjüngt sich von der Ringschulter (15) an nach vorn von einem anfänglichen Durchmesser (d3) auf einen kleineren Durchmesser (d4). Der Kegelstumpf abschnitt (16) bildet den hinteren Teil eines vorderen Drahtkernabschnitts (13), dessen restlicher Teil auf dem kleineren Kegelstumpfdurchmesser (d4) verbleibt oder sich je nach Anwendungsfall noch weiter nach vorne zu verjüngt. Der vordere Drahtkernabschnitt (13) ist von der gleichen drahtförmigen Spiralfeder (6) umgeben, wie sie in 2 gezeigt ist. Dabei ist der größere Kegelstumpfdurchmesser (d3) einerseits zur Ringschulterbildung kleiner als der Durchmesser (D) des hinteren Drahtkernabschnitts (12) und andererseites in einem geringfügigen Maß, typischerweise zwischen einigen Prozent und der Hälfte des Drahtdurchmessers (dd = da – di) der Spiralfeder (6), größer als der Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6) gewählt.
  • Dies führt dazu, daß bei der Herstellung des Führungsdrahtes von 1 nach der Vorfertigung des Drahtkerns (11) die Spiralfeder (6) wiederum zunächst völlig ungehindert auf den vor deren Drahtkernabschnitt (13) aufgeschoben werden kann, bis ihr hinterer Endbereich (17) gegen einen hinteren Bereich (14) des Kegelstumpfabschnitts (16) anstößt, in welchem der Durchmesser des Kegelstumpfabschnitts größer zu werden beginnt als der Innendurchmesser (di) der nicht aufgeweiteten Spiralfeder (6). Durch weiteres Aufschieben unter leichter Druckkraftanwendung wird der hintere Spiralfederendbereich (7) vom hinteren Endbereich (14) des Kegelstumpfabschnitts (16) und damit des vorderen Drahtkernabschnitts (13) aufgeweitet und liegt schließlich gegen die Ringschulter (15) an, wobei er den hinteren Endbereich (14) des Kegelstumpfabschnitts (16) des Drahtkerns (11) unter Spannung umschließt. Wiederum erstreckt sich der von der Spiralfeder (6) unter elastischer Spannung umschlossene Drahtkernbereich (14) axial nur über einige wenige Windungen der Spiralfeder (6), so daß das Aufschieben der Spiralfeder (6) auf den vorderen Drahtkernabschnitt (3) problemlos möglich bleibt.
  • Die in 1 und 2 gezeigte Anordnung des von der Spiralfeder (6) unter Spannung umschlossenen Drahtkernbereichs (4, 14) direkt angrenzend an die Ringschulter (5, 15) gewährleistet, daß sich die Spiralfeder (6) im vormontierten Zustand selbsttätig am Drahtkern (1, 11) hält und auch während ihres endgültigen Fixierens exakt gegenüber dem Drahtkern (1, 11) zentriert bleibt, ohne daß hierzu weitere Maßnahmen erforderlich sind.
  • Die 3 und 4 zeigen zwei Beispiele von Führungsdrähten nach dem endgültigen Fixieren der Spiralfeder (6) am jeweiligen Drahtkern (1, 21) mittels Laserschweißen. Dabei wird jeweils der hintere Endbereich (7) der drahtförmigen Spiralfeder (6) an den Drahtkern in diesem Bereich angeschweißt. 3 zeigt den Führungsdraht von 2 nach diesem Laserschweißvorgang in einer Seitenansicht. Erkennbar bildet die Laserschweißzone (8) einen gleichförmigen, durchmessergleichen Übergang vom hinteren Drahtkernabschnitt zum vorderen Führungsdrahtabschnitt mit der Spiralfeder (6), wobei sich, wie oben ausgeführt, der Durchmesser (D) des hinteren Drahtkernabschnitts und der Außendurchmesser (da) der Spiralfeder (6) in etwa entsprechen. Da das Fixieren der Spiralfeder (6) am Drahtkern (1) genau in dem Bereich stattfindet, in welchem die vormontierte Spiralfeder (6) unter Spannung den Drahtkern (1) umschließt, d.h. in dem an die Ringschulter nach vorn anschließenden Bereich, ist gewährleistet, daß die Spiralfeder (6) ihre zum Drahtkern (1) zentrierte Lage während des Schweißvorgangs beibehält, ohne daß hierzu zusätzliche Justierungsmaßnahmen erforderlich sind.
  • Die 4 zeigt eine Modifikation des Führungsdrahtes, bei der die gleiche Spiralfeder (6) wie in den anderen Beispielen, jedoch ein modifizierter Drahtkern (21) verwendet sind. Der Drahtkern (21) entspricht in seiner Form demjenigen von 1 oder 2 jedoch ist der Durchmesser (D1) des hinteren Drahtkernabschnitts (22) in diesem Beispiel zwar weiterhin größer als der Innendurchmesser der Spiralfeder (6), jedoch kleiner als der Außendurchmesser (da) der Spiralfeder (6) gewählt. Die Laserschweißzone (9) wird dann so ausgeführt, daß sie kegelstumpfförmig zwischen dem Durchmesser (D1) des hinteren Drahtkernabschnittes (22) und dem Außendurchmesser (da) der den vorderen Drahtkernabschnitt (23) umgebenden Spiralfeder (6) vermittelt.
  • Es versteht sich, daß weitere Modifikationen der gezeigten Führungsdrähte im Umfang der durch die beigefügten Anspüche definierten Erfindung realisierbar sind, z.B. kann die Spiralfeder durch andere unlösbare Verbindungsarten am Drahtkern fixiert sein oder der Außendurchmesser der Spiralfeder kann umgekehrt zum Fall von 4 kleiner als der Durchmesser des hinteren Drahtkernabschnitts gewählt sein.

Claims (1)

  1. Führungsdraht, insbesondere für ein chirurgisches Instrument, mit – einem Drahtkern (11) mit einem hinteren Abschnitt (12) größeren und einem vorderen Abschnitt (13) kleineren Durchmessers, wobei die beiden Abschnitte unter Bildung einer Ringschulter (15) aneinandergrenzen, und – einer Spiralfeder (6), die gegen die Ringschulter anliegend den vorderen Drahtkernabschnitt umgibt und wenigstens im Bereich der Ringschulter am Drahtkern fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß – der Außendurchmesser (d3) des vorderen Drahtkernabschnittes in einem an die Ringschulter (15) angrenzenden, sich axial höchstens über einige wenige Spiralfederwicklungen erstreckenden Endbereich (14) wenigstens geringfügig größer und ansonsten kleiner als der Innendurchmesser (di) der Spiralfeder (6) ist, – der an die Ringschulter (15) angrenzende Endbereich (14) des vorderen Drahtkernabschnitts (13) zylinderförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist und – die Spiralfeder (6) mit ihrem hinteren Endbereich (17) durch Laserschweißen an dem an die Ringschulter (15) angrenzenden Endbereich (14) des vorderen Drahtkernabschnitts (13) fixiert ist und die dabei gebildete Laserschweißzone (8) mit ihrem Außendurchmesser gleichförmig vom Außendurchmesser (da) der Spiralfeder (6) zum Außendurchmesser (D, D1) des hinteren Drahtkernabschnitts übergeht.
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