DE102010012417B4 - Bending reactor and endoscope with a bending actuator - Google Patents

Abstract

Biegeaktor (1, 2) mit einem ersten und wenigstens einem zweiten Aktorelement (1, 2), wobei das erste und das zweite Aktorelement (1, 2) entlang einer gewünschten Biegelinie (9) des Biegeaktors aufgereiht angeordnet sind, mit folgenden Merkmalen: a) das erste und das zweite Aktorelement (1, 2) weist jeweils wenigstens ein Kernelement (10, 20) auf, das weichmagnetisches Material aufweist, b) wenigstens das erste Aktorelement (1) weist wenigstens eine elektrische Spule (12) auf, die das Kernelement (10) des ersten Aktorelements (1) wenigstens an einem Teil (11, 19) des Kernelements (10) umgibt, c) die Spule (12) bildet zusammen mit dem Teil (11, 19, 23, 26, 16, 23, 17, 28) des Kernelements (10) einen Elektromagneten, wobei bei Bestromung der Spule (12) der Elektromagnet betätigt ist, d) das zweite Aktorelement (2) ist von dem ersten Aktorelement (1) bei Bestromung der Spule (12) magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des ersten...Bending actuator (1, 2) with a first and at least one second actuator element (1, 2), wherein the first and the second actuator element (1, 2) are arranged along a desired bending line (9) of the bending actuator, with the following features: a ) the first and the second actuator element (1, 2) each have at least one core element (10, 20), which has soft magnetic material, b) at least the first actuator element (1) has at least one electrical coil (12), the Core element (10) of the first actuator element (1) at least at a part (11, 19) of the core element (10) surrounds, c) the coil (12) forms together with the part (11, 19, 23, 26, 16, 23 , 17, 28) of the core element (10) has an electromagnet, the electromagnet being actuated when the coil (12) is energized, d) the second actuator element (2) is magnetic from the first actuator element (1) when the coil (12) is energized attractable and thereby from a first angular position with respect to the first ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Biegeaktor gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Endoskop mit einem solchen Biegeaktor gemäß dem Anspruch 13.The invention relates to a bending actuator according to claim 1 and to an endoscope with such a bending actuator according to claim 13.

Endoskope sind aus der Medizintechnik beispielsweise zur Behandlung von Menschen und Tieren bekannt. Ein Endoskop, wie z. B. in der DE 603 19 966 T2 beschrieben, weist üblicherweise einen länglichen Körper und ein selektiv lenkbares distales Ende auf. Im Bereich des länglichen Körpers ist das Endoskop nicht lenkbar. Beim Einführen in Körperorgane wird das Endoskop daher zum Überwinden von Biegungen an den Organen abgestützt. Dies wird von Patienten als unangenehm empfunden und kann postoperative Traumata für den Patienten mit sich bringen.Endoscopes are known from medical technology, for example for the treatment of humans and animals. An endoscope, such. B. in the DE 603 19 966 T2 described, usually has an elongated body and a selectively steerable distal end. In the area of the elongated body, the endoscope is not steerable. When inserted into body organs, the endoscope is therefore supported to overcome bends to the organs. This is perceived as uncomfortable by patients and may result in postoperative trauma to the patient.

Die DE 11 2008 001 472 T5 , DE 10 2009 036 815 A1 , EP 0 626 604 A2 und US 7,171,279 B2 zeigen weitere Beispiele aus dem Stand der Technik.The DE 11 2008 001 472 T5 . DE 10 2009 036 815 A1 . EP 0 626 604 A2 and US 7,171,279 B2 show further examples from the prior art.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten aufzuzeigen, dass ein Endoskop oder ein vergleichbarer Gegenstand voll aktuierbar und steuerbar ausgebildet werden kann.The invention is therefore based on the object to show ways that an endoscope or a comparable object can be fully actuated and controllable.

Diese Aufgabe wird durch den Biegeaktor gemäß Anspruch 1 sowie das Endoskop gemäß Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.This object is achieved by the bending actuator according to claim 1 and the endoscope according to claim 13. The subclaims indicate advantageous embodiments of the invention.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, ein Aktorelement zu verwenden, das auf einem elektromagnetischen Prinzip beruht. Die Erfindung umfasst alle elektromagnetischen Biegeaktoren, die auf einem Prinzip zweier zueinander beweglicher Aktorelemente beruhen, die durch elektromagnetische Kräfte auf Grenzflächen (sog. Maxwell'sche Kräfte) von einer ersten Winkellage in eine zweite Winkellage bewegt werden können. Die Erfindung ist unabhängig von der speziellen Ausführung, z. B. der Flussführung oder der Art der Bestromung von Spulen. Hierdurch erlaubt die Erfindung einen weiten Realisierungsbereich.According to the invention, it is proposed to use an actuator element which is based on an electromagnetic principle. The invention encompasses all electromagnetic bending actuators which are based on a principle of two mutually movable actuator elements which can be moved by electromagnetic forces on boundary surfaces (so-called Maxwellian forces) from a first angular position to a second angular position. The invention is independent of the specific embodiment, for. As the flow control or the type of energization of coils. As a result, the invention allows a wide range of implementation.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Biegeaktor voll steuerbar und im Raum beweglich ist. Vorteilhaft kann der Biegeaktor, z. B. in einer Ausführung als Endoskop, aus einer Mehrzahl solcher Aktorelemente aufgebaut werden, die kettenförmig aneinander gereiht werden können. Der hierdurch gebildete Biegeaktor ist damit frei im Raum beweglich, steuerbar und arretierbar. Im Bereich von „sich bewegenden Organen” kann der Aktor ebenfalls unbestromt und damit flexibel bleiben. Ein besonderer Vorteil ist, dass ein Endoskop mit dem erfindungsgemäßen Biegeaktor nicht an Hohlorganen des Patienten abgestützt werden muss. Hierdurch wird vorteilhaft der Anwendungsbereich von Endoskopen im Bereich minimal-invasiver Operationstechniken erweitert und die Möglichkeiten der Operationstechniken an sich ebenfalls umfangreich erweitert. So erfolgt z. B. bei Anwendung eines gemäß der Erfindung aufgebauten Endoskops bei der Koloskopie nicht mehr das unerwünschte Aufschieben von Darmschlingen.The invention has the advantage that the bending actuator according to the invention is fully controllable and movable in space. Advantageously, the bending actuator, z. B. in an embodiment as an endoscope, are constructed from a plurality of such actuator elements that can be strung together in a chain. The bending actuator thus formed is thus freely movable in space, controllable and lockable. In the area of "moving organs", the actor can also remain unpowered and thus flexible. A particular advantage is that an endoscope with the bending actuator according to the invention does not have to be supported on hollow organs of the patient. As a result, the scope of endoscopes in the field of minimally invasive surgical techniques is advantageously extended and the possibilities of the surgical techniques themselves also expanded extensively. So z. B. when using an endoscope constructed according to the invention in colonoscopy no longer the undesirable pushing of intestinal loops.

Wie erkennbar ist, eignet sich der erfindungsgemäße Biegeaktor aber nicht nur für den Bereich der Endoskop-Technik. Durch den Biegeaktor können im Prinzip beliebige Einrichtungen, wie z. B. Roboterarme oder Roboterfinger in der industriellen Fertigung, mit einer erheblich verbesserten Beweglichkeit und Steuerbarkeit aufgebaut werden.As can be seen, however, the bending actuator according to the invention is not only suitable for the field of endoscope technology. By bending actuator can in principle arbitrary devices, such. As robot arms or robot fingers in industrial manufacturing, can be constructed with a significantly improved mobility and controllability.

Der erfindungsgemäße Biegeaktor bietet insgesamt den Vorteil einer Aktorelement-weise steuerbaren Bewegbarkeit zwischen jedem Aktorelement in den durch die Anordnung vorgegebenen Richtungen. Dies erlaubt es, bei individueller Ansteuerung jedes Aktorelements durch eine Kombination der einzelnen Bewegungen im Raum eine nahezu beliebige Form der gesamten Biegeaktor-Anordnung zu erreichen.The bending actuator according to the invention offers the overall advantage of actuator element-wise controllable mobility between each actuator element in the directions determined by the arrangement. This makes it possible to achieve an almost arbitrary shape of the entire bending actuator arrangement with individual control of each actuator element by a combination of the individual movements in space.

Gemäß der Erfindung ist das zweite Aktorelement von dem ersten Aktorelement bei Bestromung der Spule magnetisch anziehbar und von einer ersten Winkellage bezüglich des ersten Aktorelements in eine zweite Winkellage bewegbar. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden hierbei keine Zwischenwerte der Winkellage eingenommen. Eine solche sozusagen binäre Einstellung der Winkellage in zwei Stellungen beinhaltet vorteilhaft eine definierte Endlage bei jeder Aktuierung, was einer erwünschten Steifigkeit des Biegeaktors in der jeweiligen Position zugute kommt.According to the invention, the second actuator element of the first actuator element when energized the coil is magnetically attractable and movable from a first angular position with respect to the first actuator element in a second angular position. In an advantageous embodiment of the invention in this case no intermediate values of the angular position are taken. Such a binary setting of the angular position in two positions advantageously includes a defined end position at each actuation, which benefits a desired stiffness of the bending actuator in the respective position.

Der beschriebene Biegeaktor kann als fehlertolerantes System angesehen werden, was insbesondere bei Verwendung in einem Endoskop vorteilhaft ist, da bei Ausfall der Stromversorgung für die Elektromagnetanordnungen die Kraftwirkung verschwindet und das Endoskop damit gefahrlos aus dem Körper des Patienten entfernt werden kann.The bending actuator described can be regarded as a fault-tolerant system, which is particularly advantageous when used in an endoscope, as in case of failure of the power supply for the solenoid assemblies, the force disappears and the endoscope can thus be safely removed from the body of the patient.

Gemäß der Erfindung sind die Aktorelemente über ein biegsames Verbindungselement verbunden, das infolge einer Veränderung der Winkellage zwischen dem ersten und dem zweiten Aktorelement verformbar ist. Das Verbindungselement ist in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung aus flexiblem Material. Das Verbindungselement erstreckt sich in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung entlang der gewünschten Biegelinie von einem Aktorelement zum anderen und verbindet damit die Aktorelemente miteinander. Das Verbindungselement kann z. B. als ein die Aktorelemente umhüllender Schlauch aus flexiblem Material ausgebildet sein. Als Verbindungselement kommt z. B. auch eine Seele aus Formgedächtnismetall oder einem anderen elastischen Material in Frage.According to the invention, the actuator elements are connected via a flexible connecting element, which is deformable as a result of a change in the angular position between the first and the second actuator element. The connecting element is in an advantageous embodiment of the invention made of flexible material. In an advantageous embodiment of the invention, the connecting element extends along the desired bending line from one actuator element to the other and thus connects the actuator elements to one another. The connecting element may, for. B. as a hose enclosing the actuator elements be formed flexible material. As a connecting element z. B. also a soul of shape memory metal or other elastic material in question.

Der erfindungsgemäße Biegeaktor kann grundsätzlich mit einem Elektromagneten pro Aktorelement realisiert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Aktorelement eine Mehrzahl von Elektromagneten, z. B. zwei, drei oder vier auf, die über den Umfang des Aktorelements verteilt sind. Dies erlaubt vorteilhaft eine große Flexibilität des Biegeaktors hinsichtlich der Einstellung einer Vielzahl von Biegerichtungen.The bending actuator according to the invention can in principle be realized with one electromagnet per actuator element. In an advantageous embodiment of the invention, the actuator element comprises a plurality of electromagnets, for. B. two, three or four, which are distributed over the circumference of the actuator element. This advantageously allows a great flexibility of the bending actuator with regard to the setting of a plurality of bending directions.

Grundsätzlich kann das Aktorelement des Biegeaktors eine geschlossene, z. B. plattenartige, Form aufweisen. Vorteilhaft ist jedoch eine ringförmige Ausbildung des Aktorelements. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der erfindungsgemäße Biegeaktor daher ein erstes und wenigstens ein zweites ringförmiges Aktorelement auf. Als Form kommen alle möglichen Ringformen in Betracht, wie z. B. Kreisringform, dreieckige, rechteckige, quadratische oder polygonale Form. Die ringförmige Ausbildung erlaubt die Durchführung von Leitungen oder, im Falle eines Endoskops, von Operationshilfsmitteln im Inneren des Biegeaktors. Es ist beispielsweise Platz vorhanden für Arbeitskanäle sowie zur Videoübertragung.Basically, the actuator element of the bending actuator is a closed, z. B. plate-like shape. However, an annular design of the actuator element is advantageous. According to an advantageous development of the invention, the bending actuator according to the invention therefore has a first and at least one second annular actuator element. As a form all possible ring shapes come into consideration, such. B. circular shape, triangular, rectangular, square or polygonal shape. The annular formation allows the passage of lines or, in the case of an endoscope, of surgical aids in the interior of the bending actuator. For example, there is room for working channels and for video transmission.

Die Aktorelemente des Biegeaktors können über die Länge des Biegeaktors mit gleichen Abmessungen ausgebildet sein, insbesondere mit gleichem Durchmesser. In bestimmten Anwendungen ist es auch vorteilhaft, den Durchmesser der Aktorelemente zu einem Ende des Biegeaktors hin zu verringern. Hierdurch kann beispielsweise ein Endoskop hergestellt werden, das sich zum distalen Ende hin verjüngt.The actuator elements of the bending actuator can be formed over the length of the bending actuator with the same dimensions, in particular with the same diameter. In certain applications, it is also advantageous to reduce the diameter of the actuator elements toward one end of the bender actuator. As a result, for example, an endoscope can be produced, which tapers towards the distal end.

Der Biegeaktor kann in unterschiedlichen Größen hergestellt werden. So kann der Biegeaktor beispielsweise bei Verwendung als Roboterarm mit relativ großen Aktorelementen hergestellt werden, während bei einer Verwendung in einem Endoskop die ringförmigen Kernelemente des Biegeaktors beispielsweise nur einen Durchmesser von einigen Millimetern aufweisen. So kann ein Endoskop beispielsweise aus etwa 100 bis 200 Aktorelementen pro Meter Länge gebildet werden. Die bei einer Anwendung in einem Endoskop erzeugbaren Betätigungskräfte eines Aktorelements liegen typischerweise bei etwa 3 Newton, d. h. ca. 1,5 Newton pro Magnetpol.The bending actuator can be made in different sizes. For example, when used as a robot arm, the bending actuator can be produced with relatively large actuator elements, while, for use in an endoscope, the annular core elements of the bending actuator have only a diameter of a few millimeters, for example. For example, an endoscope can be formed from approximately 100 to 200 actuator elements per meter of length. The actuation forces of an actuator element that can be generated in an application in an endoscope are typically about 3 Newton, i. H. about 1.5 Newton per magnetic pole.

Ein Aktorelement weist mindestens ein Kernelement und eine Spule auf, die zusammen einen Elektromagneten bilden. Das Kernelement besteht zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material. Das Kernelement kann auch aus einer Kombination von weichmagnetischen und hartmagnetischen Materialien bestehen. Das weichmagnetische Material ist dabei für die elektromagnetische Kraftwirkung von Bedeutung. Mittels des hartmagnetischen Materials können Permanentmagnete gebildet werden, die auch bei unbestromter Spule eine Kraftwirkung erzeugen.An actuator element has at least one core element and a coil, which together form an electromagnet. The core element is at least partially made of soft magnetic material. The core element can also consist of a combination of soft magnetic and hard magnetic materials. The soft magnetic material is important for the electromagnetic force effect. By means of the hard magnetic material permanent magnets can be formed, which generate a force effect even when energized coil.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste und/oder das zweite Kernelement eines Aktors in Richtung der gewünschten Biegelinie betrachtet ringförmig ausgebildet. Auch bezüglich des Kernelements kommen für die Ringform alle möglichen Ringformen in Betracht. Die Ausbildung als kreisringförmiges Kernelement ist insbesondere für eine Anwendung bei einem Endoskop vorteilhaft, da äußere Kanten an dem Biegeaktor vermieden werden.According to an advantageous development of the invention, the first and / or the second core element of an actuator is viewed in the direction of the desired bending line annular. Also with respect to the core element all possible ring shapes come into consideration for the ring shape. The formation as an annular core element is particularly advantageous for use in an endoscope, since outer edges are avoided on the bending actuator.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Aktorelement wenigstens eine elektrische Spule auf, die das Kernelement des zweiten Aktorelements wenigstens zum Teil umgibt, wobei die Spule zusammen mit einem Teil des Kernelements einen Elektromagneten bildet. Bei Bestromung der Spule ist der Elektromagnet betätigt. Ein weiteres Aktorelement ist bei Bestromung der Spule magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des zweiten Aktorelements in eine zweite Winkellage bewegbar. Vorteilhaft ist das zweite Aktorelement, und ggf. auch weitere Aktorelemente, vergleichbar wie das erste Aktorelement ausgebildet. Dies erlaubt ein Aneinanderreihen einer Mehrzahl von Aktorelementen, wobei jeweils ein Aktorelement durch elektromagnetische Anziehung das folgende Aktorelement von der ersten in die zweite Winkellage bewegen kann. Dieses Prinzip kann auf grundsätzlich beliebig viele, entlang einer gewünschten Biegelinie des Biegeaktors aufgereihte Aktorelemente ausgedehnt werden, so dass sehr lange und damit sehr flexibel steuerbare Biegeaktoren herstellbar sind. Wie erwähnt, ist zwischen zwei Aktorelementen in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung eine sozusagen binäre Einstellung der Winkellage zwischen einem ersten und einem zweiten Wert möglich. Durch Kombination einer Vielzahl von Aktorelementen und ggf. unterschiedlicher Ansteuerung der Aktorelemente können bezogen auf den gesamten Biegeaktor aus einer Mehrzahl der Aktorelemente relativ feine Einstellungen der jeweiligen Form des Biegeaktors vorgenommen werden. Weiterhin ist eine Verdrehung der Kipprichtung von benachbarten Aktorelementen möglich. Dadurch kann mit einfachen Aktorelementen für den gesamten Aktor eine hohe Flexibilität der Form erreicht werden.According to an advantageous development of the invention, the second actuator element has at least one electrical coil which at least partially surrounds the core element of the second actuator element, the coil forming an electromagnet together with a part of the core element. When energizing the coil of the solenoid is actuated. A further actuator element is magnetically attractable when the coil is energized and thereby movable from a first angular position with respect to the second actuator element in a second angular position. Advantageously, the second actuator element, and possibly also further actuator elements, comparable to the first actuator element. This allows a juxtaposition of a plurality of actuator elements, wherein in each case one actuator element by electromagnetic attraction can move the following actuator element from the first to the second angular position. In principle, this principle can be extended to any number of actuator elements arranged along a desired bending line of the bending actuator, so that very long and therefore very flexibly controllable bending actuators can be produced. As mentioned, a so to speak binary adjustment of the angular position between a first and a second value is possible between two actuator elements in an advantageous embodiment of the invention. By combining a multiplicity of actuator elements and possibly different actuation of the actuator elements, relatively fine adjustments of the respective shape of the bending actuator can be made with respect to the entire bending actuator from a plurality of the actuator elements. Furthermore, a rotation of the tilting direction of adjacent actuator elements is possible. This can be achieved with simple actuator elements for the entire actuator high flexibility of the form.

Vorteilhaft können auch nebeneinander liegende Spulen benachbarter Aktorelemente zugleich bestromt werden. Hierdurch kann die entstehende Magnetkraft erhöht werden.Advantageously, adjacent coils of adjacent actuator elements can also be energized at the same time. As a result, the resulting magnetic force can be increased.

Die Erfindung beinhaltet die Möglichkeit, dass die Aktorelemente des Biegeaktors direkt aufeinander gelagert sind, d. h. ohne zusätzliche Lagerelemente zur Anlage mit einander kommen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Kernelement über wenigstens ein zwischen dem ersten und zweiten Kernelement angeordnetes kugelförmiges Lagerelement gegenüber dem zweiten Kernelement gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise über eine Kugel-/Kugelpfannenverbindung oder über eine kugelförmige Nut- und Federverbindung erfolgen. Als Lagerelement kann z. B. eine Kugel verwendet werden, so dass eine Art Kugellagerung hergestellt wird. Dieses Prinzip der Lagerung kann auch auf die weiteren Aktorelemente angewandt werden. Durch das Lagerelement kann vorteilhaft der Verschleiß bei häufiger Bewegung der Aktorelemente minimiert werden. Zudem wird der Reibungswiderstand zwischen den Aktorelementen minimiert, wodurch der Biegeaktor höhere Betätigungskräfte abgeben kann bzw. bei gleichen Betätigungskräften mit geringerem elektrischen Energieverbrauch betrieben werden kann. The invention includes the possibility that the actuator elements of the bending reactor are mounted directly on each other, ie come to rest without additional bearing elements with each other. According to an advantageous development of the invention, the first core element is mounted via at least one arranged between the first and second core element spherical bearing element relative to the second core element. The storage can be done for example via a ball / ball socket connection or via a spherical tongue and groove connection. As a bearing element z. B. a ball can be used, so that a kind of ball bearing is made. This principle of storage can also be applied to the other actuator elements. By the bearing element can advantageously be minimized by frequent movement of the actuator elements wear. In addition, the frictional resistance between the actuator elements is minimized, whereby the bending actuator can deliver higher actuating forces or can be operated at the same actuating forces with lower electrical energy consumption.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Kernelement im Wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie, d. h. in Richtung der Längserstreckung des Biegeaktors, vorstehende Lagerzapfen auf. Die vorstehenden Lagerzapfen können beispielsweise im Wesentlichen senkrecht von der Ebene der flächigen Ausdehnung des Aktorelements von diesem vorstehen. Ein mit den Lagerzapfen eines ersten Kernelements in Verbindung stehendes zweites Kernelement weist den Lagerzapfen zugeordnete Zapfenlöcher auf. Die Lagerzapfen sind dann in gegenüberliegenden Zapfenlöchern lagerbar. Vorteilhaft kann ein Kernelement auf einer Seite die Lagerzapfen und auf seiner gegenüberliegenden Seite die Zapfenlöcher aufweisen. Über die Lagerzapfen und die Zapfenlöcher sind die Aktorelemente gegeneinander gelagert, d. h. bei entsprechender Betätigung eines Elektromagneten können die Lagerzapfen benachbarter Aktorelemente zur Anlage miteinander gelangen.According to an advantageous embodiment of the invention, the first and / or the second core element substantially in the direction of the desired bending line, d. H. in the direction of the longitudinal extension of the bending actuator, projecting bearing pin. The projecting bearing journals may, for example, project substantially perpendicularly from the plane of the planar extension of the actuator element therefrom. A standing with the bearing pin of a first core element in connection second core element has the bearing pin associated with pin holes. The journals are then stored in opposite pin holes. Advantageously, a core element on one side of the bearing pin and on its opposite side have the pin holes. About the bearing pin and the pin holes the actuator elements are mounted against each other, d. H. with appropriate actuation of an electromagnet, the bearing pins of adjacent actuator elements can come to rest with each other.

Die Spule des Elektromagneten ist an einem Teil des Kernelements angeordnet. Beispielsweise umgibt die Spule einen der vorstehenden Lagerzapfen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Spule eines Aktorelements auf wenigstens einem die gewünschte Biegelinie umgebenden Segment eines Kernelements angeordnet. Die Spule verläuft damit zumindest um einen Bereich des Kernelements um die Biegelinie herum. Dies erlaubt eine Platz sparende Unterbringung der Spule.The coil of the electromagnet is arranged on a part of the core element. For example, the coil surrounds one of the protruding bearing journals. According to an advantageous development of the invention, the coil of an actuator element is arranged on at least one segment of a core element surrounding the desired bending line. The coil thus extends at least around a region of the core element around the bending line. This allows a space-saving accommodation of the coil.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Lagerzapfen zugleich Magnetpol eines Elektromagneten. Der Lagerzapfen hat somit eine vorteilhafte Doppelfunktion, nämlich eine mechanische Lagerung und zugleich eine Elektromagnet-Funktion.In an advantageous embodiment of the invention, a bearing pin is also the magnetic pole of an electromagnet. The bearing pin thus has an advantageous dual function, namely a mechanical bearing and at the same time an electromagnet function.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Kernelement im wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie vorstehende Spulenkernelemente auf, die zwischen Lagerzapfen des Kernelements angeordnet sind. Auf einem Spulenkernelement ist die Spule eines Aktorelements angeordnet. Dies erlaubt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Aktorelements bei zugleich kompakter Unterbringung der Spule.In an advantageous development of the invention, the first and / or the second core element substantially in the direction of the desired bending line projecting spool core elements which are arranged between bearing journals of the core element. On a coil core element, the coil of an actuator element is arranged. This allows a further advantageous embodiment of the actuator element at the same time compact housing of the coil.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens einer der Magnetpole zugleich ein Lagerelement oder eine Aufnahme für ein Lagerelement. So kann beispielsweise eine Kugel als Lagerelement zwischen den vorstehenden Magnetpolen zweier benachbarter Aktorelemente angeordnet werden. Die Magnetpole der Aktorelemente sind dabei vorteilhaft jeweils als Kugelpfanne ausgebildet.According to an advantageous development of the invention, at least one of the magnetic poles is at the same time a bearing element or a receptacle for a bearing element. For example, a ball can be arranged as a bearing element between the protruding magnetic poles of two adjacent actuator elements. The magnetic poles of the actuator elements are advantageously designed in each case as a ball socket.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Aktorelemente gegeneinander kippbar gelagert. Dies unterstützt vorteilhaft die binäre Einstellbarkeit der Winkellage zwischen zwei Aktorelementen in zwei definierten Positionen. Für die kippbare Lagerung können die Magnetpole beispielsweise zwei in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnete ebene Stirnflächen aufweisen. Um die sich zwischen den Stirnflächen ergebende Kante herum kann dann eine Verkippung eines Aktorelements gegenüber einem anderen Aktorelement in eine erste Winkellage erfolgen, in der gegenüberliegende Stirnflächen an einer Seite der Kante aneinander anliegen. Bei Positionierung in der zweiten Winkellage liegen die auf der anderen Seite der Kante vorhandenen Stirnflächen aneinander an.According to an advantageous embodiment of the invention, the actuator elements are tilted against each other. This advantageously supports the binary adjustability of the angular position between two actuator elements in two defined positions. For example, the magnetic poles can have two flat end faces arranged at an obtuse angle for the tiltable mounting. The tilting of one actuator element relative to another actuator element can then take place in a first angular position around the edge which results between the end faces, in which opposite end faces rest against one another on one side of the edge. When positioned in the second angular position, the existing on the other side of the edge end faces abut each other.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes Aktorelement eine elektrische Schaltungsanordnung zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten des Aktorelements auf. Eine solche lokale Unterbringung einer elektrischen Schaltungsanordnung z. B. einer Betätigungselektronik, hat den Vorteil, dass der Aufwand für die Verdrahtung gering gehalten werden kann, da elektrische Versorgungsleitungen und Datenübertragungsleitungen nach Art eines Bussystems von einem Aktorelement zum nächsten entlang des gesamten Biegeaktors geführt werden kann. Die lokale Anordnung der elektrischen Schaltungsanordnung hat zudem den Vorteil, dass die elektrischen Leitungen zu den einzelnen Spulen eines Aktorelements relativ kurz sind, so dass in diesem Bereich die elektrische Verlustleistung gering gehalten werden kann.According to an advantageous development of the invention, each actuator element has an electrical circuit arrangement for actuating the electromagnet or the electromagnets of the actuator element. Such a local placement of an electrical circuit z. As an actuating electronics, has the advantage that the cost of the wiring can be kept low because electrical supply lines and data transmission lines can be performed in the manner of a bus system from one actuator element to the next along the entire bending actuator. The local arrangement of the electrical circuit arrangement also has the advantage that the electrical lines to the individual coils of an actuator element are relatively short, so that in this area the electrical power loss can be kept low.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die elektrische Schaltungsanordnung elektronische Halbleiterschalter zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten und wenigstens eine logische Schaltung oder einen Mikroprozessor zur Umsetzung empfangener Ansteuersignale in Betätigungssignale des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten auf. Eine solche logische bzw. Mikroprozessorsteuerung in Verbindung mit Halbleiterschaltern erlaubt vorteilhaft eine präzise und variable Steuerung der Elektromagneten. Bei einer Mikroprozessorsteuerung ist der Biegeaktor damit update-fähig, d. h. es kann angepasste Software in den Mikroprozessor geladen werden, die je nach Anwendungsfeld des Biegeaktors speziell entwickelt und optimiert werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrical circuit arrangement comprises electronic semiconductor switches for actuating the Electromagnet or the electromagnet and at least one logic circuit or a microprocessor for converting received control signals in actuating signals of the electromagnet or the electromagnet on. Such a logical or microprocessor control in conjunction with semiconductor switches advantageously allows precise and variable control of the electromagnets. In a microprocessor control of the bending actuator is thus able to update, ie it can be customized software loaded into the microprocessor, which can be specially developed and optimized depending on the field of application of the bending actuator.

Die Übertragung der Ansteuersignale erfolgt vorteilhaft über ein serielles Datenprotokoll.The transmission of the drive signals is advantageously carried out via a serial data protocol.

Vorteilhaft kann die Versorgung der elektrischen Schaltungsanordnung über die elektrischen Leitungen derart erfolgen, dass die Ansteuersignale zusammen mit der elektrischen Versorgungsspannung bzw. dem Versorgungsstrom über dieselben Leitungen geführt wird, z. B. in der Art einer Powerline-Communication. Hierdurch kann der Verdrahtungsaufwand weiter reduziert werden. Es sind damit nur zwei elektrische Leitungen erforderlich, die sich entlang des Biegeaktors von einem Aktorelement zum nächsten erstrecken. Vorteilhaft weist die elektrische Schaltungsanordnung eines Aktorelements einen Decoder-Baustein auf, der die Ansteuersignale aus der durch die Leitungen übertragenen Spannung bzw. dem Strom herausfiltert und dem Mikroprozessor als Digitalsignale zur Verfügung stellt.Advantageously, the supply of the electrical circuit arrangement via the electrical lines can be carried out such that the drive signals are guided together with the electrical supply voltage or the supply current via the same lines, for. B. in the manner of a powerline communication. As a result, the wiring effort can be further reduced. Thus, only two electrical lines are required, which extend along the bending actuator from one actuator element to the next. Advantageously, the electrical circuit arrangement of an actuator element has a decoder module which filters out the drive signals from the voltage or current transmitted through the lines and makes them available to the microprocessor as digital signals.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Aktorelement wenigstens zwei voneinander separat bestrombare Spulen auf, die auf dem jeweiligen Kernelement angeordnet sind. Das Kernelement weist wenigstens eine magnetische Flusssperre zwischen der ersten und der zweiten Spule auf. Hierdurch kann eine definierte Flusstrennung zwischen der ersten und der zweiten Spule z. B. im Bereich des Lagerzapfens, der zwischen der ersten und der zweiten Spule liegt, vorgenommen werden. Die Flusssperre kann beispielsweise als Materialschicht im Bereich des Magnetpols zwischen der ersten und der zweiten Spule aus einem heterogenen, magnetisch nicht leitenden Material hergestellt werden. Die Flusssperre verläuft dabei entlang der Längserstreckung des Lagerzapfens, d. h. in Richtung der gewünschten Biegelinie als Trennebene zwischen der ersten und der zweiten Spule.According to an advantageous development of the invention, at least one actuator element has at least two coils which can be energized separately from one another and which are arranged on the respective core element. The core member has at least one magnetic flux barrier between the first and second coils. In this way, a defined flow separation between the first and the second coil z. B. in the region of the journal, which is located between the first and the second coil. The flux barrier can be made for example as a material layer in the region of the magnetic pole between the first and the second coil of a heterogeneous, magnetically non-conductive material. The flow barrier runs along the longitudinal extent of the journal, d. H. in the direction of the desired bending line as a parting plane between the first and the second coil.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Verwendung von Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below using drawings based on exemplary embodiments.

Es zeigenShow it

1 einen Biegeaktor mit zwei Aktorelementen und 1 a bending actuator with two actuator elements and

2 einen Biegeaktor mit fünf Aktorelementen und 2 a bending actuator with five actuator elements and

3 eine alternative Ausführungsform des Biegeaktors, hier mit drei Aktorelementen, 3 an alternative embodiment of the bending actuator, here with three actuator elements,

4 eine erste Ausführungsform einer elektrischen Schaltungsanordnung und 4 a first embodiment of an electrical circuit arrangement and

5 eine zweite Ausführungsform einer elektrischen Schaltungsanordnung und 5 a second embodiment of an electrical circuit arrangement and

6 eine weitere Ausführungsform des ersten Aktorelements in Draufsicht und 6 a further embodiment of the first actuator element in plan view and

7 eine weitere Ausführungsform der ersten und zweiten Aktorelemente in seitlicher Ansicht und 7 a further embodiment of the first and second actuator elements in a side view and

8 einen Biegeaktor mit dargestelltem Verbindungselement zwischen den Aktorelementen und 8th a bending actuator with illustrated connecting element between the actuator elements and

9 ein Endoskop. 9 an endoscope.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichnungen für einander entsprechenden Elemente verwendet.In the figures, like reference numerals are used for corresponding elements.

Die 1 zeigt einen Biegeaktor mit einem ersten Aktorelement 1 und einem zweiten Aktorelement 2. Das erste Aktorelement 1 weist ein Kernelement 10 auf, das in der Ausführungsform gemäß 1 im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist. Das Kernelement 10 weist in Richtung einer Biegelinie 9, die im Wesentlichen einer Längsachse des Kernelements 10 entspricht, nach oben weisende Lagerzapfen 13 und nach unten weisende Lagerzapfen 16 auf. In der Darstellung gemäß 1 sind über den Umfang verteilt jeweils vier Lagerzapfen 13 und vier Lagerzapfen 16 vorgesehen. Jeder Lagerzapfen 13, 16 weist an seiner Stirnseite in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnete Stirnflächen 14, 15 auf. Die Stirnflächen 14, 15 sind als ebene Flächen ausgebildet. Zwischen den Stirnflächen 14, 15 ist eine Kante gebildet.The 1 shows a bending actuator with a first actuator element 1 and a second actuator element 2 , The first actuator element 1 has a core element 10 in the embodiment according to 1 is formed substantially circular. The core element 10 points in the direction of a bending line 9 which is essentially a longitudinal axis of the core element 10 corresponds, upwardly facing journals 13 and down facing trunnions 16 on. In the illustration according to 1 are distributed over the circumference four journals 13 and four journals 16 intended. Each journal 13 . 16 has at its end face at an obtuse angle to each other arranged end faces 14 . 15 on. The faces 14 . 15 are formed as flat surfaces. Between the faces 14 . 15 is an edge formed.

Unterhalb des ersten Aktorelements 1 ist das zweite Aktorelement 2 angeordnet, das entlang der gewünschten Biegelinie 9 im Wesentlichen mit dem ersten Aktorelement fluchtend angeordnet ist und mit dem ersten Aktorelement und ggf. weiteren Aktorelementen aufgereiht angeordnet ist. Das zweite Aktorelement 2 ist vergleichbar wie das erste Aktorelement 1 aufgebaut, nämlich mit einem Kernelement 20 und Lagerzapfen 23, 26, 27, 28.Below the first actuator element 1 is the second actuator element 2 arranged along the desired bending line 9 is arranged substantially in alignment with the first actuator element and is arranged lined up with the first actuator element and possibly further actuator elements. The second actuator element 2 is comparable to the first actuator element 1 built, namely with a core element 20 and journal 23 . 26 . 27 . 28 ,

Wie in der 1 erkennbar ist, liegen jeweils die Lagerzapfen 16 und 23 einerseits und die Lagerzapfen 17 und 28 andererseits mit jeweiligen Stirnflächen aneinander an. Like in the 1 can be seen, are each the journals 16 and 23 on the one hand and the journals 17 and 28 on the other hand with respective end faces to each other.

Das Kernelement 10 weist zwischen den Lagerzapfen 13, 16, 17 liegende Segmente 11 auf. Im Bereich der Segmente 11 sind Spulen 12 angeordnet, die die jeweiligen Segmente 11 umgeben. In der 1 ist zur Vereinfachung der Darstellung nur eine Spule 12 dargestellt. Vorteilhaft sind alle Segmente 11 mit jeweiligen Spulen 12 umgeben. Analog dazu sind die zwischen den Lagerzapfen 23, 26, 27, 28 liegenden Segmente 21 des Kernelements 20 ebenfalls mit Spulen versehen. Die Spule 12 bildet mit dem darin angeordneten Segment 11 jeweils einen Elektromagneten. Die Segmente 11 haben damit die Funktion eines Jochs.The core element 10 points between the journals 13 . 16 . 17 lying segments 11 on. In the area of the segments 11 are coils 12 arranged the respective segments 11 surround. In the 1 is for simplicity of illustration only one coil 12 shown. All segments are advantageous 11 with respective coils 12 surround. Similarly, those between the journals 23 . 26 . 27 . 28 lying segments 21 of the core element 20 also provided with coils. The sink 12 forms with the segment arranged therein 11 one electromagnet each. The segments 11 thus have the function of a yoke.

Bei Bestromung der in 1 dargestellten Spule 12 wird ein magnetischer Fluss erzeugt, der durch das Kernelement 11 innerhalb der Spule 12 sowie durch die Lagerzapfen 16, 17, die zugleich die Funktion von Magnetpolen haben, verläuft. Um einen magnetischen Kreisfluss im Ring zu unterbinden, sind im Ring entweder Flusssperren, z. B. in Form von Zonen mit niedriger magnetischer Permeabilität, vorzusehen, oder es sind weitere Spulen im Aktorelement entsprechend zu bestromen. Durch die in relativ geringer Entfernung angeordneten Lagerzapfen 23, 28, die ebenfalls zugleich die Funktion von Magnetpolen haben, sowie das dazwischen liegende Segment 21 des Kernelements 20 setzt sich dieser magnetische Fluss fort und führt hierbei zu einer Anziehungskraft zwischen den Kernelementen 10, 20. Hierdurch werden die Kernelemente 10, 20 relativ zueinander in eine zweite Winkellage verkippt, so dass sie in der 1 dargestellten Position sind, in der die Lagerzapfen 16 und 23 einerseits und die Lagerzapfen 17 und 28 anderseits an ihren jeweiligen Stirnflächen aneinander anliegen. Bei einer Betätigung einer anderen Spule 12 erfolgt beispielsweise eine Verkippung des ersten Aktorelements 1 gegenüber dem zweiten Aktorelement 2 in eine andere Position, in der die Stirnflächen anderer Lagerzapfen aneinander anliegen. In Folge der zwischen den zwei Stirnflächen eines Magnetpols gebildeten Kante erfolgt ein definiertes Verkippen in eine bestimmte definierte Winkellage bei Betätigung eines Elektromagneten.When energizing the in 1 shown coil 12 a magnetic flux is generated by the core element 11 inside the coil 12 as well as through the bearing journals 16 . 17 , which also have the function of magnetic poles, runs. In order to prevent a magnetic circulation in the ring, in the ring either flow barriers, z. B. in the form of zones with low magnetic permeability, provide, or there are other coils in the actuator element to energize accordingly. Due to the arranged at a relatively short distance journals 23 . 28 , which also have the function of magnetic poles at the same time, as well as the intervening segment 21 of the core element 20 This magnetic flux continues, leading to an attractive force between the core elements 10 . 20 , This will become the core elements 10 . 20 tilted relative to each other in a second angular position so that they in the 1 shown position in which the journals 16 and 23 on the one hand and the journals 17 and 28 on the other hand abut each other at their respective end faces. When operating another coil 12 For example, a tilting of the first actuator element 1 opposite the second actuator element 2 in another position, in which abut the end faces of other journals together. As a result of the edge formed between the two end faces of a magnetic pole, a defined tilting takes place in a certain defined angular position upon actuation of an electromagnet.

Die Aktorelemente 1, 2 sind über ein in der 1 nicht dargestelltes biegsames Verbindungselement verbunden. Das Verbindungselement ist flexibel ausgelegt und macht die Bewegungen des Biegeaktors mit. Das Verbindungselement kann beispielsweise aus der Hülle eines handelsüblichen Endoskopes bestehen bestehen. Das Verbindungselement ist in der 2 dargestellt.The actuator elements 1 . 2 are about one in the 1 not shown flexible connecting element connected. The connecting element is designed to be flexible and makes the movements of the bending actuator with. The connecting element may for example consist of the shell of a commercial endoscope. The connecting element is in the 2 shown.

Die 2 zeigt eine Anordnung von fünf Aktorelementen 1, 2, 3, 4, 5, die entlang einer gewünschten Biegelinie 9 dies Biegeaktors aufgereiht angeordnet sind. Die Aktorelemente 1, 2, 3, 4, 5 weisen den gleichen Aufbau wie die anhand der 1 erläuterten Aktorelemente auf. Wie anhand der 2 erkennbar ist, kann durch Verwendung einer Mehrzahl hintereinander aufgereihter Aktorelemente der an sich begrenzte Biegebereich zwischen zwei Aktorelementen deutlich erhöht werden, da durch die Mehrzahl der Aktorelemente ein erweiterter Biegewinkel möglich ist. Die Aktorelemente 1, 2, 3, 4, 5 sind über einen umhüllenden Schlauch als Verbindungselement miteinander verbunden.The 2 shows an arrangement of five actuator elements 1 . 2 . 3 . 4 . 5 along a desired bendline 9 this bending reactor are arranged lined up. The actuator elements 1 . 2 . 3 . 4 . 5 have the same structure as the one based on 1 explained actuator elements. As based on the 2 can be seen, can be significantly increased by using a plurality of successively lined-up actuator elements of the per se limited bending range between two actuator elements, as by the plurality of actuator elements, an extended bending angle is possible. The actuator elements 1 . 2 . 3 . 4 . 5 are connected to each other via an enveloping hose as a connecting element.

Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform von Aktorelementen 1, 2, 3. Das Aktorelement 1 weist ebenfalls ein im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildetes Kernelement 10 sowie darauf in Richtung der Biegelinie hervorstehende Lagerzapfen 13 auf. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 sind jedoch nur in einer Richtung entlang der Biegelinie vorstehende Lagerzapfen vorgesehen. Diese stehen in Kontakt mit der jeweiligen Unterseite des nächstfolgenden Kernelements. Zwischen zwei Lagerzapfen 13 ist auf dem Kernelement 10 im Bereich der Segmente 11 Spulenkernelemente 19 vorgesehen, die in ähnlicher Weise wie die Lagerzapfen 13 entlang der Biegelinie ausgerichtet sind und von dem Kernelement 10 hervorstehen. Die Spulenkernelemente 19 bilden damit neben den Lagerzapfen 13 zusätzliche Dorne des Kernelements 10. Auf jedem der Spulenkernelemente 19 ist eine Spule 12 angeordnet, die zusammen mit dem Spulenkernelement 19 einen Elektromagneten bildet.The 3 shows an alternative embodiment of actuator elements 1 . 2 . 3 , The actuator element 1 also has a substantially circular ring-shaped core element 10 and thereon in the direction of the bending line projecting journal 13 on. In contrast to the embodiment according to 1 However, only one way along the bending line projecting journals are provided. These are in contact with the respective underside of the next core element. Between two journals 13 is on the core element 10 in the segment of segments 11 Core elements 19 provided in a similar manner as the journals 13 aligned along the bending line and from the core element 10 protrude. The coil core elements 19 Make it next to the journals 13 additional spines of the core element 10 , On each of the coil core elements 19 is a coil 12 arranged, together with the coil core element 19 forms an electromagnet.

Das Kernelement 10 ist in einer vorteilhaften Ausführung an der Unterseite eben. Die Verkippung wird dann durch die Formgebung an der Oberseite realisiert, z. B. durch Zapfen. In einer alternativen vorteilhaften Ausführung kann das Kernelement 10 an seiner Unterseite mit im Wesentlichen ebenen, in einem stumpfen Winkel zueinander angeordneten Stirnflächen versehen sein, die analog zu den Stirnflächen 14, 15 der Lagerzapfen 13 ausgebildet sind.The core element 10 is even in an advantageous embodiment at the bottom. The tilting is then realized by the shape of the top, z. B. by pins. In an alternative advantageous embodiment, the core element 10 be provided on its underside with substantially planar, at an obtuse angle to each other arranged end faces, which are analogous to the end faces 14 . 15 the journal 13 are formed.

Zwischen den Stirnflächen des Kernelements sind daher ebenfalls Kanten gebildet, die mit jeweiligen Kanten von Lagerzapfen eines darunter liegenden Kernelements in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird die gewünschte Verkippmöglichkeit eines Aktorelements gegenüber einem anderen Aktorelement um eine bestimmte vordefinierte Winkellage ermöglicht.Therefore, edges are also formed between the end faces of the core element, which are in communication with respective edges of bearing journals of an underlying core element. In this way, the desired tilting possibility of one actuator element with respect to another actuator element by a certain predefined angular position is made possible.

In 3 ist zudem ein zweites Aktorelement 2 mit einem vergleichbaren Aufbau dargestellt, nämlich mit einem Kernelement 20, zwischen Lagerzapfen 23 liegenden Segmenten 21 sowie auf den Segmenten 21 angeordneten Spulenkernelementen 29.In 3 is also a second actuator element 2 represented with a comparable structure, namely with a core element 20 , between trunnions 23 lying segments 21 as well as on the segments 21 arranged coil core elements 29 ,

Zudem ist ein drittes Aktorelement 3 oberhalb des ersten Aktorelements 1 dargestellt, das ebenfalls einen vergleichbaren Aufbau wie die Aktorelemente 1, 2 aufweist. In addition, a third actuator element 3 above the first actuator element 1 represented, which also has a similar structure as the actuator elements 1 . 2 having.

Bei einer Betätigung der Spule 12 wird ein magnetischer Fluss durch das Spulenkernelement 19 bewirkt, der sich durch das unterhalb des Spulenkernelements 19 vorgesehene Segment 11 in Richtung der links und rechts benachbarten Lagerzapfen 13 fortsetzt. Der magnetische Fluss setzt sich ferner fort in dem darüber liegenden Kernelement des nächsten Aktorelements und von dort aus zurück zum Spulenkernelement 19 der bestromten Spule 12. Hierdurch werden diese Aktorelemente magnetisch aneinander angezogen und derart verkippt, dass der Abstand des Spulenkernelements 19 zu dem Kernelement des darüber liegenden Aktorelements minimiert ist, derart, dass die rückwärtige Stirnfläche des darüber liegenden Kernelements an der Stirnfläche des Spulenkernelements 19, dessen Spule 12 bestromt ist, zu Anlage kommt.Upon actuation of the coil 12 becomes a magnetic flux through the coil core element 19 caused by the below the coil core element 19 intended segment 11 in the direction of the left and right adjacent bearing journals 13 continues. The magnetic flux continues to continue in the overlying core element of the next actuator element and from there back to the coil core element 19 the energized coil 12 , As a result, these actuator elements are magnetically attracted to each other and tilted such that the distance between the coil core element 19 is minimized to the core element of the overlying actuator element, such that the rear end face of the overlying core element on the end face of the spool core element 19 whose coil 12 energized, comes to plant.

Die 4 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Betätigung der Elektromagneten eines Aktorelements, z. B. des Aktorelements 1. Wie der 4 entnehmbar ist, wird vom Vorhandensein von vier Spulen L1, L2, L3, L4 ausgegangen, die als Spulen 12 verteilt auf vier Segmente 11 auf dem Kernelement 10 des Aktorelements 1 angeordnet sind.The 4 shows an advantageous embodiment of an electrical circuit arrangement for actuating the electromagnet of an actuator element, for. B. the actuator element 1 , Again 4 is removed, it is assumed that there are four coils L1, L2, L3, L4, as coils 12 spread over four segments 11 on the core element 10 of the actuator element 1 are arranged.

Die in 4 dargestellte Schaltungsanordnung 40 wird über elektrische Leitungen 42, 43 mit elektrischer Energie versorgt. Die Leitung 42 dient als positive Spannungsversorgungsleitung, die Leitung 43 als negative Spannungsversorgungsleitung bzw. als Masseleitung. Über Leitungen 44 wird die Schaltungsanordnung 40 mit Ansteuersignalen versorgt, die in Form von Ansteuerkommandos über die beispielsweise als serielles Bussystem ausgebildeten Leitungen 44 einem Mikroprozessor 41 der Schaltungsanordnung 40 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 41 wertet die Ansteuerkommandos aus und betätigt entsprechend die Spulen L1, L2, L3 oder L4. Zur Betätigung der Spulen L1, L2, L3, L4 ist der Mikroprozessor 41 mit Schaltelementen verbunden, die beispielsweise als Transistoren T1, T2, T3, T4 ausgebildet sein können. Die Transistoren sind einerseits mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 42 verbunden, andererseits mit den Spulen L1, L2, L3, L4. Die Spulen sind wiederum mit der negativen Spannungsversorgungsleitung 43 verbunden. Zur Vermeidung induktiver Spannungsspitzen ist jeder Spule L1, L2, L3, L4 jeweils eine Diode D1, D2, D3, D4 als Freilaufdiode parallel geschaltet.In the 4 illustrated circuit arrangement 40 is via electrical lines 42 . 43 supplied with electrical energy. The administration 42 serves as a positive power supply line, the line 43 as a negative power supply line or as a ground line. Via cables 44 will the circuitry 40 supplied with drive signals in the form of control commands on the example designed as a serial bus system lines 44 a microprocessor 41 the circuit arrangement 40 be supplied. The microprocessor 41 evaluates the control commands and actuates the coils L1, L2, L3 or L4 accordingly. To operate the coils L1, L2, L3, L4 is the microprocessor 41 connected to switching elements, which may be formed, for example, as transistors T1, T2, T3, T4. The transistors are on the one hand with the positive power supply line 42 on the other hand with the coils L1, L2, L3, L4. The coils are in turn connected to the negative power supply line 43 connected. To avoid inductive voltage peaks, each coil L1, L2, L3, L4 has a respective diode D1, D2, D3, D4 connected in parallel as a freewheeling diode.

Die in 4 dargestellte Schaltungsanordnung 40 ist daher als Tiefsetzsteller ausgebildet. Bei Betätigung eines Transistors T1, T2, T3, T4 wird die jeweilige Spule L1, L2, L3, L4 mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 42 verbunden. Die jeweilige Diode D1, D2, D3, D4 wirkt in diesem Fall in Sperrrichtung, d. h. der entstehende Strom fließt durch die jeweilige Spule L1, L2, L3, L4. Nach Abschalten des jeweiligen Transistors T1, T2, T3, T4 wird ein in der Spule L1, L2, L3, L4 noch fließender Strom über die jeweilige Diode D1, D2, D3, D4 geleitet und klingt dann ab.In the 4 illustrated circuit arrangement 40 is therefore designed as a buck converter. Upon actuation of a transistor T1, T2, T3, T4, the respective coil L1, L2, L3, L4 with the positive power supply line 42 connected. The respective diode D1, D2, D3, D4 acts in this case in the reverse direction, ie, the resulting current flows through the respective coil L1, L2, L3, L4. After switching off the respective transistor T1, T2, T3, T4, a current still flowing in the coil L1, L2, L3, L4 is conducted via the respective diode D1, D2, D3, D4 and then stops.

Statt der dargestellten NPN-Transistoren sind auch andere Ausführungen denkbar, z. B. mit PNP-Transistoren, MOSFETs oder sonstigen geeigneten Halbleiterschaltelementen wie Smart Power Chips.Instead of the illustrated NPN transistors, other designs are conceivable, for. B. with PNP transistors, MOSFETs or other suitable semiconductor switching elements such as smart power chips.

Zusätzlich ist ein Kondensator C1 vorgesehen, der zwischen der positiven Versorgungsleitung 42 und der negativen Spannungsversorgungsleitung 43 angeordnet ist. Der Kondensator C1 dient einer Glättung der Spannungsversorgung und einer Dämpfung von Stromspitzen, die bei Betätigung einer Spule L1, L2, L3, L4 zum Anziehen des Elektromagneten erforderlich sind. Der Kondensator C1 kann z. B. als Folienkondensator ausgebildet sein, der der Form des Aktors angepasst ist. Beispielsweise kann er sich entlang der Spannungsversorgungsleitungen 42, 43 erstrecken. Alternativ könnte er ringförmig oder ringsegmentförmig ausgebildet und an der Innenseite des Ringelemtes untergebracht werden. Hierdurch kann der Kondensator C1 besonders Platz sparend untergebracht werden. Es ist auch vorteilhaft, die Mehrzahl der Kondensatoren C1 der Aktorelemente als einen einheitlichen Kondensator auszubilden, der sich von einem Aktorelement zum nächsten über den Verlauf des gesamten Biegeaktors erstreckt. Auch eine Ausführung als keramischer Kondensator ist vorteilhaft.In addition, a capacitor C1 is provided between the positive supply line 42 and the negative power supply line 43 is arranged. The capacitor C1 is used to smooth the power supply and an attenuation of current spikes, which are required when operating a coil L1, L2, L3, L4 for attracting the electromagnet. The capacitor C1 may, for. B. may be formed as a film capacitor, which is adapted to the shape of the actuator. For example, it may be along the power supply lines 42 . 43 extend. Alternatively, it could be annular or ring segment-shaped and housed on the inside of the Ringelemtes. As a result, the capacitor C1 can be accommodated particularly space-saving. It is also advantageous to form the plurality of capacitors C1 of the actuator elements as a unitary capacitor which extends from one actuator element to the next over the course of the entire bending actuator. An embodiment as a ceramic capacitor is advantageous.

Die Leitungen 42, 43, 44 sind von einem Aktorelement zum nächsten über den Verlauf des gesamten Biegeaktors geführt. Zur Verringerung der Zahl der elektrischen Leitungen können die Ansteuersignale statt über einen separaten Datenbus 44 auch zusammen mit der elektrischen Versorgungsspannung bzw. dem Versorgungsstrom über dieselben Leitungen geführt wird. Es sind damit nur zwei elektrische Leitungen erforderlich, die sich entlang des Biegeaktors erstrecken. In diesem Fall weist die elektrische Schaltungsanordnung eines Aktorelements einen Decoder-Baustein auf, der einerseits mit den Versorgungsleitungen 42, 43 und andererseits mit dem Mikroprozessor verbunden ist. Der Decoder-Baustein filtert die Ansteuersignale aus der durch die Leitungen übertragenen Spannung bzw. dem Strom heraus und stellt sie dem Mikroprozessor als Digitalsignale zur Verfügung.The wires 42 . 43 . 44 are guided from one actuator element to the next over the course of the entire bending actuator. To reduce the number of electrical lines, the drive signals instead of a separate data bus 44 is also performed together with the electrical supply voltage or the supply current via the same lines. There are thus only two electrical lines required, which extend along the bending reactor. In this case, the electrical circuit arrangement of an actuator element to a decoder module, on the one hand with the supply lines 42 . 43 and on the other hand connected to the microprocessor. The decoder module filters out the drive signals from the voltage or current transmitted through the lines and provides them to the microprocessor as digital signals.

Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer elektrischen Schaltungsanordnung 50. Die Schaltungsanordnung 50 ist als stromgesteuerte Schaltungsanordnung ausgebildet, im Gegensatz zur Schaltungsanordnung 40 der 4, die spannungsgesteuert ausgeführt ist. Es ist wiederum ein Mikroprozessor 51 vorgesehen, der über Datenbus-Verbindungsleitungen 44 oder alternativ über die Stromversorgungsleitungen mit Ansteuersignalen versorgt wird. Der Mikroprozessor 51 ist wiederum mit vier Anordnungen aus jeweils einem Transistor, einer Spule und einer Diode versehen, die den Anordnungen gemäß 4 entspricht. Diese Anordnungen sind in der 5 zur Vereinfachung als Ansteuerschaltungen A1, A2, A3, A4 vorgesehen. Zur Versorgung mit elektrischer Energie sind eine erste stromgeregelte Versorgungsleitung 52 und eine zweite stromgeregelte Versorgungsleitung 54 vorgesehen. Die erste stromgeregelte Versorgungsleitung ist als Niedrigstromleitung 52 ausgebildet, in der ein konstant gehaltener Strom mit einem niedrigen Wert eingeprägt ist. Die zweite Stromversorgungsleitung 54 ist als Hochstromleitung ausgebildet, in der ein konstanter Strom eingeprägt ist, der einen höheren Wert aufweist als der in der Leitung 52 eingeprägte Strom. Die Niedrigstromleitung 52 und die Hochstromleitung 54 sind von einem Aktorelement des Biegeaktors zum nächsten weitergeführt. Die Leitung 43 ist eine gemeinsame Stromrückflussleitung.The 5 shows an alternative embodiment of an electrical circuit arrangement 50 , The circuit arrangement 50 is designed as a current-controlled circuit arrangement, in contrast to circuitry 40 of the 4 , which is voltage controlled. It is again a microprocessor 51 provided, via data bus connection lines 44 or alternatively supplied via the power supply lines with drive signals. The microprocessor 51 is in turn provided with four arrays of a respective transistor, a coil and a diode according to the arrangements according to 4 equivalent. These arrangements are in the 5 provided for simplification as drive circuits A1, A2, A3, A4. To supply electrical energy are a first current-controlled supply line 52 and a second current-regulated supply line 54 intended. The first current-regulated supply line is as a low-current line 52 formed in which a constant current is impressed with a low value. The second power supply line 54 is formed as a high current line in which a constant current is impressed, which has a higher value than that in the line 52 impressed current. The low-voltage line 52 and the high current line 54 are continued from one actuator element of the bending reactor to the next. The administration 43 is a common flow return line.

Über eine Transistoranordnung T5 kann die Niedrigstromleitung geöffnet oder geschlossen werden. Über eine Transistoranordnung T6 kann die Hochstromleitung geöffnet oder geschlossen werden. Ferner sind Transistoren T7, T8, T9, T10 vorgesehen, über die die parallel geschaltete Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1, A2, A3, A4 wahlweise mit der Niedrigstromleitung 52 oder mit der Hochstromleitung 54 verbunden werden kann. Sämtliche Transistoren T1, T2, T3, T4 der Ansteuerschaltungen A1, A2, A3, A4 sowie die Transistoren T5, T6, T7, T8, T9 und T10 sind von dem Mikroprozessor 51 nach Bedarf ein- oder ausschaltbar. Sofern bei dem die Schaltungsanordnung 50 aufweisenden Aktorelement keine der Spulen L1, L2, L3, L4 betätigt sein soll, so sind die Transistoranordnungen T5, T6 betätigt, d. h. die Niedrigstromleitung 52 und die Hochstromleitung 54 ist von einem Aktorelement des Biegeaktors zum nächsten weitergeführt. Entsprechend sind die Transistoren T7, T8, T9 und T10 unbetätigt.Via a transistor arrangement T5, the low-current line can be opened or closed. Via a transistor arrangement T6, the high current line can be opened or closed. Further, transistors T7, T8, T9, T10 are provided, via which the parallel arrangement of the drive circuits A1, A2, A3, A4 optionally with the low-current line 52 or with the high current line 54 can be connected. All the transistors T1, T2, T3, T4 of the drive circuits A1, A2, A3, A4 and the transistors T5, T6, T7, T8, T9 and T10 are from the microprocessor 51 as required on or off. If in which the circuit arrangement 50 having actuator element none of the coils L1, L2, L3, L4 is to be actuated, the transistor arrangements T5, T6 are actuated, ie the low-current line 52 and the high current line 54 is continued from one actuator element of the bending reactor to the next. Accordingly, the transistors T7, T8, T9 and T10 are unconfirmed.

Sofern die Spule einer der Ansteuerschaltungen A1, A2, A3 oder A4 bestromt werden soll, kann durch Betätigung der Transistoren T7 und T9 die entsprechende Ansteuerschaltung A1, A2, A3, A4 mit dem höheren Strom aus der Hochstromleitung 52 beaufschlagt werden. In diesem Fall ist der entsprechende Transistor T1, T2, T3 und T4 der jeweiligen Ansteuerschaltung A1, A2, A3, A4 selbstverständlich ebenfalls zu betätigen. In einem solchen Betätigungsfall wird der Transistor T5 gesperrt, so dass der Strom in der Hochstromleitung sozusagen umgeleitet wird über die Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1, A2, A3, A4. Alternativ dazu kann durch Betätigung der Transistoren T8 und T10 und durch Abschaltung des Transistors T6 der Strom aus der Niedrigstromleitung 54 durch die Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1, A2, A3, A4 geleitet werden. Auf diese Weise kann die jeweilige Spule L1, L2, L3, L4 wahlweise mit einem hohen Strom oder einem niedrigen Strom beaufschlagt werden. Hierdurch können unterschiedlich hohe magnetische Anziehungskräfte der Elektromagneten erzeugt werden. Der Mikroprozessor 51 ist vorzugsweise derart programmiert, dass er zu Beginn der Betätigung eines Elektromagneten die entsprechende Spule mit dem hohen Strom aus der Hochstromleitung 52 beaufschlagt. Hierdurch wird eine relativ hohe Magnetkraft erzeugt. Nach kurzer Zeit, wenn davon ausgegangen werden kann, dass die mechanische Bewegung des Biegeaktors ausgeführt ist, schaltet der Mikroprozessor 51 die Spule auf eine Bestromung aus der Niedrigstromleitung 54 um. Auf diese Weise kann für das Anziehen des Elektromagneten ein relativ hoher Anzugsstrom durch die Spule geleitet werden, während danach zum Halten der eingestellten Winkellage des Biegeaktors ein hierfür ausreichender, geringerer Haltestrom aus der Niedrigstromleitung 54 verwendet werden kann. Dies erlaubt vorteilhaft eine sehr energiesparende Steuerung der Elektromagneten des Biegeaktors. Neben der vorteilhaften Einsparung an elektrischer Energie hat dies den weiteren Vorteil, dass die Erwärmung der Aktorelemente begrenzt werden kann.If the coil of one of the drive circuits A1, A2, A3 or A4 to be energized, by pressing the transistors T7 and T9, the corresponding drive circuit A1, A2, A3, A4 with the higher current from the high current line 52 be charged. In this case, of course, the corresponding transistor T1, T2, T3 and T4 of the respective drive circuit A1, A2, A3, A4 also operate. In such an actuation case, the transistor T5 is turned off, so that the current in the high-current line is, so to speak, diverted via the arrangement of the drive circuits A1, A2, A3, A4. Alternatively, by actuating the transistors T8 and T10 and turning off the transistor T6, the current may flow from the low current line 54 be passed through the arrangement of the drive circuits A1, A2, A3, A4. In this way, the respective coil L1, L2, L3, L4 can be acted upon either with a high current or a low current. As a result, different levels of magnetic attraction of the electromagnets can be generated. The microprocessor 51 is preferably programmed so that it at the beginning of the operation of an electromagnet, the corresponding coil with the high current from the high-current line 52 applied. As a result, a relatively high magnetic force is generated. After a short time, when it can be assumed that the mechanical movement of the bender actuator is executed, the microprocessor will switch 51 the coil to a current from the low-voltage line 54 around. In this way, for the tightening of the electromagnet, a relatively high attraction current can be passed through the coil, while thereafter, for maintaining the set angular position of the bending actuator, a sufficient, lower holding current from the low-current line 54 can be used. This advantageously allows a very energy-saving control of the electromagnets of the bending reactor. In addition to the advantageous saving of electrical energy, this has the further advantage that the heating of the actuator elements can be limited.

Vorteilhaft kann der in 4 dargestellte Mikroprozessor 41 die Transistoren T1, T2, T3 und T4 mit einem getakteten Ansteuersignal steuern, z. B. mit einen pulsbreitenmodulierten Signal. Auf diese Weise kann der durch die jeweilige Spule L1, L2, L3, L4 fließende Strom auf einen gewünschten Wert gestellt werden. So kann beispielsweise zum Anziehen des Elektromagneten die Spule mit einem höheren Anzugsstrom beaufschlagt werden. Später kann auf einen verringerten Haltestrom umgeschaltet werden. Hierdurch wird elektrische Energie gespart und eine unnötig starke Erwärmung der Aktorelemente vermieden.Advantageously, the in 4 illustrated microprocessor 41 the transistors T1, T2, T3 and T4 with a clocked drive signal control, z. B. with a pulse width modulated signal. In this way, the current flowing through the respective coil L1, L2, L3, L4 can be set to a desired value. For example, to attract the electromagnet, the coil can be charged with a higher attraction current. Later can be switched to a reduced holding current. As a result, electrical energy is saved and unnecessary heating of the actuator elements is avoided.

In der 6 ist eine weitere Ausführungsform des Aktorelements 1 in Draufsicht dargestellt. Das Aktorelement 1 weist kugelförmige Lagerelemente 60, 61, 62, 63 an den Innenseiten der Lagerzapfen auf, und zwar am Übergang zwischen den Stirnflächen 14, 15. Die kugelförmigen Lagerlemente 60, 61, 62, 63 sind in Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen der Lagerzapfen 13 angeordnet. Das sich an das Aktorelement 1 anschließende nächstfolgende Aktorelement weist dann entsprechende Kugelpfannen-artige Ausnehmungen auf, in die die kugelförmigen Lagerelemente 60, 61, 62, 63 eingreifen können. Vorteilhaft sind die Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen geringfügig unsymmetrisch ausgebildet. Z. B. sind bei den nach oben weisenden Lagerzapfen 13 die kugelförmigen Lagerelemente 60, 61, 62, 63 die Lagerelemente übergreifend ausgebildet, so dass die Lagerelemente 60, 61, 62, 63 sicher gehalten werden und nicht aus den Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen herausfallen.In the 6 is another embodiment of the actuator element 1 shown in plan view. The actuator element 1 has spherical bearing elements 60 . 61 . 62 . 63 on the inner sides of the bearing pin, namely at the transition between the end faces 14 . 15 , The spherical bearing elements 60 . 61 . 62 . 63 are in ball-socket-like recesses of the journals 13 arranged. This is due to the actuator element 1 subsequent next actuator element then has corresponding ball-socket-like recesses into which the spherical bearing elements 60 . 61 . 62 . 63 can intervene. Advantageously, the ball-socket-like recesses are formed slightly asymmetrical. For example, are at the upward-facing journals 13 the spherical bearing elements 60 . 61 . 62 . 63 the bearing elements formed across, so that the bearing elements 60 . 61 . 62 . 63 be held securely and not fall out of the ball-socket-like recesses.

Die 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aktorelemente 1, 2 in Seitenansicht, wobei nur ausschnittsweise die aufeinander liegenden Lagerzapfen 16, 23 dargestellt sind. Wie erkennbar ist, sind die Lagerzapfen 16, 23 gegeneinander durch eine Kugel 70 gelagert.The 7 shows a further embodiment of the actuator elements 1 . 2 in side view, only partially the superimposed journals 16 . 23 are shown. As can be seen, the journals 16 . 23 against each other by a bullet 70 stored.

Die 8 zeigt den erfindungsgemäßen Biegeaktor mit fünf Aktorelementen 1, 2, 3, 4, 5 in Schnittdarstellung. Dargestellt ist außerdem ein die Aktorelemente 1, 2, 3, 4, 5 umhüllender Schlauch 80, der als Verbindungselement zwischen den Aktorelementen dient.The 8th shows the bending actuator according to the invention with five actuator elements 1 . 2 . 3 . 4 . 5 in section. Also shown is the actuator elements 1 . 2 . 3 . 4 . 5 enveloping hose 80 which serves as a connecting element between the actuator elements.

Die 9 zeigt beispielhaft in schematischer Darstellung den Aufbau eines Endoskops unter Verwendung des erfindungsgemäßen Biegeaktors. Bekannte Endoskope weisen bekanntlich nur an einem distalen Ende 90 eine von einem Bediener steuerbare Beweglichkeit auf. Durch den erfindungsgemäßen Biegeaktor ist es möglich, ein sowohl am distalen Ende 90 als auch im Bereich eines Schafts 91 voll aktuierbares Endoskop zu realisieren. Vorteilhaft sind die Bereiche 90, 91 des Endoskops gemäß 9 mit dem erfindungsgemäßen Biegeaktor versehen.The 9 shows by way of example in a schematic representation of the structure of an endoscope using the bending actuator according to the invention. Known endoscopes are known to have only one distal end 90 an operator controllable mobility. By the bending actuator according to the invention, it is possible, both at the distal end 90 as well as in the area of a shaft 91 fully realizable endoscope to realize. The areas are advantageous 90 . 91 of the endoscope according to 9 provided with the bending actuator according to the invention.

Das Endoskop weist zudem einen Handhabungsbereich 92 auf. In dem Handhabungsbereich 92 ist ein manuelles Bedienelement 93 angeordnet, über das ein Bediener die gewünschte Form des Biegeaktors in den Bereichen 90, 91 einstellen kann. Über eine Leitung 94 ist dem Endoskop die erforderliche elektrische Energie sowie z. B. Operationshilfsmittel zugeführt.The endoscope also has a handling area 92 on. In the handling area 92 is a manual control 93 arranged over which an operator the desired shape of the bending actuator in the areas 90 . 91 can adjust. About a line 94 is the endoscope the required electrical energy and z. B. supplied surgical tools.

Claims (14)

Biegeaktor (1, 2) mit einem ersten und wenigstens einem zweiten Aktorelement (1, 2), wobei das erste und das zweite Aktorelement (1, 2) entlang einer gewünschten Biegelinie (9) des Biegeaktors aufgereiht angeordnet sind, mit folgenden Merkmalen: a) das erste und das zweite Aktorelement (1, 2) weist jeweils wenigstens ein Kernelement (10, 20) auf, das weichmagnetisches Material aufweist, b) wenigstens das erste Aktorelement (1) weist wenigstens eine elektrische Spule (12) auf, die das Kernelement (10) des ersten Aktorelements (1) wenigstens an einem Teil (11, 19) des Kernelements (10) umgibt, c) die Spule (12) bildet zusammen mit dem Teil (11, 19, 23, 26, 16, 23, 17, 28) des Kernelements (10) einen Elektromagneten, wobei bei Bestromung der Spule (12) der Elektromagnet betätigt ist, d) das zweite Aktorelement (2) ist von dem ersten Aktorelement (1) bei Bestromung der Spule (12) magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des ersten Aktorelements (1) in eine zweite Winkellage bewegbar, e) das erste und das zweite Aktorelement (1, 2) sind über ein biegsames Verbindungselement (80) verbunden, das infolge einer Veränderung der Winkellage zwischen dem ersten und dem zweiten Aktorelement (1, 2) verformbar ist.Bending reactor ( 1 . 2 ) with a first and at least one second actuator element ( 1 . 2 ), wherein the first and the second actuator element ( 1 . 2 ) along a desired bendline ( 9 ) of the bending actuator are arranged with the following features: a) the first and the second actuator element ( 1 . 2 ) has at least one core element ( 10 . 20 ), which comprises soft magnetic material, b) at least the first actuator element ( 1 ) has at least one electrical coil ( 12 ), which is the core element ( 10 ) of the first actuator element ( 1 ) at least on one part ( 11 . 19 ) of the core element ( 10 ) surrounds, c) the coil ( 12 ) forms together with the part ( 11 . 19 . 23 . 26 . 16 . 23 . 17 . 28 ) of the core element ( 10 ) an electromagnet, wherein when energizing the coil ( 12 ) the electromagnet is actuated, d) the second actuator element ( 2 ) is from the first actuator element ( 1 ) when energizing the coil ( 12 ) magnetically attractable and thereby from a first angular position with respect to the first actuator element ( 1 ) in a second angular position, e) the first and the second actuator element ( 1 . 2 ) are connected via a flexible connecting element ( 80 ), due to a change in the angular position between the first and the second actuator element ( 1 . 2 ) is deformable. Biegeaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Aktorelement (2) wenigstens eine elektrische Spule (22) aufweist, die das Kernelement (20) des zweiten Aktorelements (2) wenigstens an einem Teil (21, 29) umgibt, die Spule (22) zusammen mit dem Teil (21, 29) des Kernelements (20) einen Elektromagneten bildet, wobei bei Bestromung der Spule (22) der Elektromagnet betätigt ist, und ein weiteres Aktorelement (3, 4, 5) bei Bestromung der Spule (22) magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des zweiten Aktorelements (2) in eine zweite Winkellage bewegbar ist.Bending reactor according to claim 1, characterized in that the second actuator element ( 2 ) at least one electrical coil ( 22 ), which is the core element ( 20 ) of the second actuator element ( 2 ) at least on one part ( 21 . 29 ) surrounds the coil ( 22 ) together with the part ( 21 . 29 ) of the core element ( 20 ) forms an electromagnet, wherein when energizing the coil ( 22 ) the electromagnet is actuated, and a further actuator element ( 3 . 4 . 5 ) when energizing the coil ( 22 ) magnetically attractable and thereby from a first angular position with respect to the second actuator element ( 2 ) is movable in a second angular position. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kernelement (10, 20) über wenigstens ein zwischen dem ersten und dem zweiten Kernelement (10, 20) angeordnetes kugelförmiges Lagerelement (60, 61, 62, 63, 70) gegenüber dem zweiten Kernelement (20) gelagert ist.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first core element ( 10 . 20 ) via at least one between the first and second core elements ( 10 . 20 ) arranged spherical bearing element ( 60 . 61 . 62 . 63 . 70 ) with respect to the second core element ( 20 ) is stored. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Kernelement (10, 20) im Wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie (9) vorstehende Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) aufweist, über die die Aktorelemente (1, 2) gegeneinander gelagert sind.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second core element ( 10 . 20 ) substantially in the direction of the desired bending line ( 9 ) projecting journals ( 13 . 16 . 23 . 26 ), via which the actuator elements ( 1 . 2 ) are stored against each other. Biegeaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) zugleich Magnetpol eines Elektromagneten ist.Bending actuator according to claim 4, characterized in that at least one of the bearing journals ( 13 . 16 . 23 . 26 ) is also the magnetic pole of an electromagnet. Biegeaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Kernelement (10, 20) im Wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie vorstehende Spulenkernelemente (19, 29) aufweist, die zwischen Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) des Kernelements angeordnet sind, wobei die Spule (12) auf einem Spulenkernelement (19, 29) angeordnet ist.Bending reactor according to claim 4 or 5, characterized in that the first and / or the second core element ( 10 . 20 ) substantially in the direction of the desired bending line projecting coil core elements ( 19 . 29 ), which between bearing journal ( 13 . 16 . 23 . 26 ) of the core element are arranged, wherein the coil ( 12 ) on a spool core element ( 19 . 29 ) is arranged. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (12, 22) eines Aktorelements (1, 2, 3, 4, 5) auf wenigstens einem die gewünschte Biegelinie (9) umgebenden Segment (11, 21) eines Kernelements (10, 20) angeordnet ist.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 12 . 22 ) of an actuator element ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 ) on at least one of the desired Bending line ( 9 ) surrounding segment ( 11 . 21 ) of a core element ( 10 . 20 ) is arranged. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorelemente (1, 2, 3, 4, 5) gegeneinander kippbar gelagert sind.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator elements ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 ) are tilted against each other. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Aktorelement (1, 2, 3, 4, 5) eine elektrische Schaltungsanordnung (40, 50) zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten des Aktorelements aufweist.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that each actuator element ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 ) an electrical circuit arrangement ( 40 . 50 ) for actuating the electromagnet or the electromagnet of the actuator element. Biegeaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leitungen (42, 43, 52, 54, 44) zur Versorgung der elektrischen Schaltungsanordnungen (40, 50) der Aktorelemente (1, 2, 3, 4, 5) mit elektrischer Energie und mit Ansteuerungssignalen vorgesehen sind, wobei die elektrischen Leitungen (42, 43, 52, 54, 44) entlang des Biegeaktors von einem Aktorelement zum nächsten geführt sind.Bending reactor according to claim 9, characterized in that electrical lines ( 42 . 43 . 52 . 54 . 44 ) for the supply of the electrical circuit arrangements ( 40 . 50 ) of the actuator elements ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 ) are provided with electrical energy and with drive signals, wherein the electrical lines ( 42 . 43 . 52 . 54 . 44 ) are guided along the bending actuator from one actuator element to the next. Biegeaktor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltungsanordnung (40, 50) elektronische Halbleiterschalter (T1, T2, T3, T4) zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten und wenigstens einem Mikroprozessor (41, 51) zur Umsetzung empfangener Ansteuersignale in Betätigungssignale des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten aufweist.Bending reactor according to claim 9 or 10, characterized in that the electrical circuit arrangement ( 40 . 50 ) electronic semiconductor switches (T1, T2, T3, T4) for actuating the electromagnet or the electromagnet and at least one microprocessor ( 41 . 51 ) for converting received drive signals into actuation signals of the electromagnet or of the electromagnets. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Aktorelement wenigstens zwei voneinander separat bestrombare Spulen aufweist, die auf dem jeweiligen Kernelement angeordnet sind, wobei das Kernelement wenigstens eine magnetische Flusssperre zwischen der ersten und der zweiten Spule aufweist.Bending reactor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one actuator element has at least two coils which can be energized separately and which are arranged on the respective core element, wherein the core element has at least one magnetic flux barrier between the first and the second coil. Endoskop, insbesondere medizinisches Endoskop, gekennzeichnet durch einen Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.Endoscope, in particular medical endoscope, characterized by a bending actuator according to at least one of the preceding claims. Endoskop nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeaktor sich nur über einen Teil (90, 91) der Länge des Endoskops erstreckt.Endoscope according to claim 13, characterized in that the bending actuator only over a part ( 90 . 91 ) extends the length of the endoscope.

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