DE4115419C2 - Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres für ein Endoskop und entsprechend hergestelltes flexibles Rohr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her­ stellen eines flexiblen Rohres für ein Endoskop nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft sie ein durch ein solches Verfahren hergestelltes flexibles Rohr.

Bei der jüngsten Entwicklung in der Endoskoptechnik be­ stand ein steigender Bedarf für sehr lange Einführteile bei medizinischen Endoskopen, die zum Betrachten des Inneren kleiner Darmhöhlungen dienen, sowie auch bei industriellen Endoskopen. Endoskope für kleine Darmhöh­ lungen erfordern Einführteile mit einer Gesamtlänge von etwa 4 m bis 7 m, während industrielle Endoskope noch viel längere Einführteile benötigen, nämlich beispiels­ weise mit einer Gesamtlänge von 30 m bis 50 m.

Fig. 9 zeigt ein typisches herkömmliches Endoskop wäh­ rend des Zusammenbaus. Mit 51 ist ein distales Endteil bezeichnet, welches ein optisches Objektivsystem sowie andere Elemente enthält, mit 52 ein Einbauelement, bei­ spielsweise ein Bildleitfaserbündel, mit 53 ein flexib­ les Rohr und mit 54 ein Steuerteil.

Wie Fig. 9 erkennen läßt, wird bei der herkömmlichen Technik das flexible Rohr 53 als einstückiges flexibles Rohr mit gleichmäßiger oder örtlich unterschiedlicher Härte gefertigt und das Einbauelement 52 wird bei der Montage des Endoskopes in das flexible Rohr 53 einge­ führt.

Ein derartiges Montageverfahren bietet keine ernsthaf­ ten Probleme, solange die Gesamtlänge des flexiblen Rohres 53 kleiner als etwa 2 m ist. Wenn jedoch die Ge­ samtlänge des flexiblen Rohres erheblich größer wird, wie das bei Endoskopen für kleine Darmhöhlungen sowie industrielle Endoskope, für die in jüngster Zeit erheb­ lich verlängerte Einführteile gefordert werden, der Fall ist, dann steigt der Reibwiderstand beim Einführen des Einbauelementes in das lange flexible Rohr so an, daß es schwierig wird, das Einbauelement einzuführen. Dabei besteht die Gefahr, daß das Einbauelement oder das flexible Rohr selbst während des Einführvorgangs zerstört werden.

Aus der DE 34 36 288 A1 ist bekannt, bei flexiblen Endosko­ pen das die Funktionselemente umhüllende flexible Rohr aus mehreren kurzen Teilabschnitten zu bilden, die mittels an ihren Enden angeordneten Kupplungsmitteln miteinander ver­ bindbar sind. Die Teilabschnitte enthalten hierbei einen sich über die Länge erstreckenden Kanal zum Aufnehmen einer Greifer-Steuerung.

Aus der GB 2 045 963 A sind unterschiedliche Rohrabschnitte und Spiralrohreinsätze bei Endoskophüllrohren bekannt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zur Herstellung von Endoskopen mit ungeteilten Einbau­ elementen und einer flexiblen Umhüllung von beliebiger Länge anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes flexi­ bles Rohr anzugeben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Der Anspruch 2 be­ schreibt eine günstige Ausgestaltungsform dieses Verfah­ rens.

Die Ansprüche 3 bis 8 geben unterschiedliche Ausgestaltun­ gen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten flexiblen Rohren an.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines derartigen flexiblen Rohres für ein Endoskop, welches eine Außenwand für ein Einführteil bildet und ein Einbauelement, beispielsweise eine Einrichtung zum Übertragen eines zu beobachtenden Bildes vom distalen Ende des Einführteils zu dessen proximalem Ende auf­ nimmt, wird erfindungsgemäß das Einbauelement nachein­ ander in die einzelnen flexiblen Rohrabschnitte einge­ führt und danach werden je zwei benachbarte flexible Rohrabschnitte, die das Einbauelement bereits aufneh­ men, mit Hilfe von Kupplungsmitteln zu einem einzigen flexiblen Rohr verbunden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Beschrei­ bung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzel­ heiten ausdrücklich verwiesen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Aus­ führungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 in einer vergrößerten Teildarstellung einen Längsschnitt durch ein flexib­ les Rohr gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht des flexiblen Rohrs nach dem ersten Ausführungsbei­ spiel während des Zusammenbaus;

Fig. 4 in einer vergrößerten Teildarstellung einen Längsschnitt durch eine Verbin­ dungsstelle des flexiblen Rohrs beim ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung eine Kupplungsbüchse gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 in einer vergrößerten Teildarstellung einen Längsschnitt durch eine Verbin­ dungsstelle des flexiblen Rohrs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 in einer vergrößerten Teildarstellung einen Längsschnitt durch eine Verbin­ dungsstelle des flexiblen Rohrs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Endoskopes gemäß einem vierten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines herkömmli­ chen flexiblen Rohres während des Zu­ sammenbaus.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrie­ ben.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Einführteil eines Endoskopes, mit 2 ein Steuerteil und mit 3 ein Okular bezeichnet.

Das Einführteil 1 umfaßt einen distalen Endabschnitt 8, welcher ein optisches Objektivsystem und andere (nicht dargestellte) Elemente enthält, ferner einen verbiegba­ ren Abschnitt 9, welcher über eine Fernbedienung ge­ krümmt werden kann, die über einen am Steuerteil 2 an­ geordneten Steuergriff 4 betätigbar ist, und ein langes und dünnes flexibles Rohr 10.

Außerdem erstreckt sich durch den verbiegbaren Ab­ schnitt 9 und das flexible Rohr 10 über dessen ganze Länge ein Einbauelement, beispielsweise ein Bildleitfa­ serbündel zum Übertragen eines zu beobachtenden Bildes, welches durch das optische Objektivsystem erzeugt wird.

Das flexible Rohr 10 bildet die Außenwand für den Ein­ führteil 1. Das flexible Rohr 10 hat eine Gesamtlänge von beispielsweise 6 m und umfaßt vier kurze flexible Rohrabschnitte 10a, 10b, 10c und 10d, die jeweils eine Länge von 1,5 m haben.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Rohrabschnittes des fle­ xiblen Rohres, welches beispielsweise für ein Indu­ strie-Endoskop verwendet wird. Ein erstes metallisches Spiralrohr 11 bildet die innere Schicht des flexiblen Rohres; die im folgenden aufgezählten Rohre schließen sich von innen nach außen an das Spiralrohr 11 an: ein erstes metallisches Gitterrohr 12, ein zweites Spiral­ rohr 13, welches in einer dem ersten Spiralrohr 11 ent­ gegengesetzten Richtung gewickelt ist, ein zweites me­ tallisches Gitterrohr 14, ein thermoplastisches, wärme­ härtendes oder ultraviolett-abbindendes Elastomermate­ rial 15, ein wärmeschrumpfendes Kunstharzrohr 16, wel­ ches eine höhere Wärmebeständigkeit, Strahlungsbestän­ digkeit und Ölbeständigkeit hat, und ein drittes metal­ lisches Gitterrohr 17.

Beispiele für Materialien, die als Elastomermaterial 15 verwendet werden, sind Fluorgummi, Siliconharze, Ure­ thanharze, Acrylharze usw. Beispiele für Materialien, die für das wärmeschrumpfende Kunstharzrohr 16 verwend­ bar sind, sind ein Siliconharz, ein Fluorcarbonharz, ein Fluorgummi usw. Das dritte Gitterrohr 17, welches die äußere Schicht bildet, kann mit einem Kunstharzma­ terial oder mit einem Elastomermaterial, beispielsweise einem Gummimaterial beschichtet sein in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung.

Fig. 3 zeigt die Art und Weise, in der ein Einbauele­ ment 100 zum Zwecke der Endoskopmontage in das flexible Rohr 10 eingeführt wird. Das Einbauelement 100 umfaßt ein Beleuchtungslichtleitfaserbündel und zusätzlich zu diesem Faserbündel unterschiedliche Rohre. Im Falle eines Endoskopes, welches einen Festkörper-Bildsensor anstelle des Bildleitfaserbündels verwendet, um ein Bild zu übertragen, umfaßt das Einbauelement 100 auch elektrische Leitungen.

Wie Fig. 3 zeigt, wird das Einbauelement 100 nicht in die zuvor zu einem einzigen Gesamtrohr verbundenen fle­ xiblen Rohrabschnitte 10a bis 10d eingeführt, sondern nacheinander in die kurzen flexiblen Rohrabschnitte 10a bis 10d, solange diese noch voneinander getrennt sind. Nachdem das Einbauelement 100 eingeführt ist, werden jeweils zwei benachbarte kurze flexible Rohrelemente 10a bis 10d miteinander verbunden, so daß sie ein lan­ ges und dünnes flexibles Rohr 10 entsprechend der Dar­ stellung in Fig. 1 bilden.

Fig. 4 zeigt eine Verbindungsstelle zweier kurzer fle­ xibler Rohrabschnitte 10a bzw. 10b. Es sei bemerkt, daß diese flexiblen Rohrabschnitte 10a und 10b im vorlie­ genden Fall keine Elastomerschicht aufweisen.

Der erste kurze flexible Rohrabschnitt 10a hat einen Kupplungsstecker 21, der zweite Rohrabschnitt 10b eine Kupplungsbuchse 22, die jeweils zuvor mit den zugeord­ neten Endabschnitten durch eine Hochtemperatur- Schweißverbindung 20 oder dergleichen verbunden worden sind. Zusätzlich sind die Endabschnitte der wärmeschrumpfenden Rohre 16a bzw. 16b der jeweiligen flexiblen Rohrabschnitte 10a bzw. 10b mittels Bandagen 23 fest umwickelt, bevor sie mit einem Kleber versehen worden sind. Für die Bandagen 23 kann man Nylon, ein Seidenband, ein Wollband usw. verwenden.

Wie Fig. 5 zeigt, ist das offene Ende der Kupplungs­ buchse 22 mit mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten axialen Schlitzen 24 versehen. Der Kupplungsstecker 21 hat einen nach außen abstehenden Ringvorsprung 21a, welcher am Außenumfang seines offenen Endabschnittes ausgebildet ist, während die Kupplungsbuchse 22 einen nach innen abstehenden Ringvorsprung 22a hat, welcher am Innenumfang ihres offenem Endabschnittes ausgebildet ist.

Wenn demnach der Kupplungsstecker 21 axial in die Kupp­ lungsbuchse 22 gesteckt wird, kommen die Endabschnitte der Vorsprünge 21a bzw. 22a der beiden Kupplungselemen­ te 21 bzw. 22 miteinander in Kontakt und bewirken, daß sich der Öffnungsbereich der Kupplungsbuchse 22 ela­ stisch aufweitet, so daß der Kupplungsstecker 21 in die Kupplungsbuchse 22 eingeführt werden kann. Wenn der Kupplungsstecker 21 bis zu einer vorgegebenen Position in die Kupplungsbuchse 22 eingeführt ist, legen sich die Rückflanken der Vorsprünge 21a bzw. 22a der beiden Kupplungselemente 21 bzw. 22 jeweils aneinander. In­ folgedessen gelangt der Öffnungsbereich der Kupplungs­ buchse 22 wieder in seine ursprüngliche Form, so daß die beiden Kupplungselemente 21 bzw. 22 in gegenseiti­ gen Eingriff kommen und sich nicht unerwünscht vonein­ ander lösen können, wie Fig. 4 erkennen läßt.

Die Verbindungsstelle der beiden Kupplungselemente 21 bzw. 22 wird mit einem metallischen Zierring 25 abge­ deckt, dessen Innenfläche mit einem Dichtungsmaterial oder dergleichen beschichtet ist. Zusätzlich wird die Verbindung der beiden Kupplungselemente 21 bzw. 22 mit­ tels eines O-Ringes 26 abgedichtet, so daß kein Wasser oder eine andere Flüssigkeit von außen nach innen ge­ langen kann.

Auf diese Weise können nacheinander die kurzen flexib­ len Rohrabschnitte 10a, 10b, 10c und 10d, in die das Einbauelement 100 zuvor eingeführt wurde, miteinander verbunden werden. Die kurzen flexiblen und miteinander verbundenen Rohrabschnitte 10a bis 10d können voneinan­ der getrennt werden, indem sie entgegengesetzt zu dem zuvor beschriebenen Vorgang auseinandergezogen werden. Die Montage bzw. ein Auswechseln des flexiblen Rohres 10 kann auf diese Weise leicht durchgeführt werden. Wenn die Innenfläche des Zierringes 25 mit einem Kleber beschichtet ist, wird bei einer Demontage des flexiblen Rohres 10 nur dieser Ring 25 zerstört.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Er­ findung, bei welchem der Kupplungsstecker 21 bzw. die Kupplungsbuchse 22 jeweils mit einem Gewinde 21b bzw. 22b versehen sind, so daß eine Schraubverbindung mög­ lich ist. Die beiden Kupplungselemente 21 bzw. 22 wer­ den demnach miteinander verbunden bzw. voneinander ge­ trennt, indem sie relativ zueinander um die Längsachse verdreht werden. Die in einen Gewindeeingriff gelangen­ den Abschnitte sind vorzugsweise mit einem Dichtungsma­ terial beschichtet und so miteinander verklebt, daß die Kupplungselemente 21 bzw. 22 noch voneinander getrennt werden können. Alternativ dazu können die in Gewinde­ eingriff gelangenden Abschnitte miteinander mittels eines Klebers verklebt werden, welcher in einer spezi­ ellen Lösung löslich ist. Im übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem oben beschriebenen er­ sten Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Er­ findung, welches für medizinische Endoskope, beispiels­ weise Endoskope für kleine Darmhöhlungen, geeignet ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen die kurzen fle­ xiblen Rohrabschnitte 10a bzw. 10b jeweils ein erstes Spiralrohr 11a bzw. 11b, ein zweites Spiralrohr 13a bzw. 13b und Gitterrohre 12a bzw. 12b, die in dieser Reihenfolge von innen nach außen angeordnet sind. Außerdem ist die äußere Schicht der kurzen flexiblen Rohrabschnitte 10a bzw. 10b jeweils mit einem Ummante­ lungsrohr 19a bzw. 19b bedeckt, die aus einem Polyure­ than-Harzmaterial gefertigt sind. Die Ummantelungssroh­ re 19a bzw. 19b bedecken außerdem den Außenumfang der jeweiligen Kupplungselemente 21 bzw. 22. Die Kupplungs­ elemente 21 bzw. 22 werden in der gleichen Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel miteinander ver­ schraubt. Die zusammenstoßenden Flächen der Ummante­ lungsrohre 19a und 19b werden miteinander verklebt.

Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Er­ findung, bei welchem das flexible Rohr 10 beispielswei­ se drei kurze Rohrabschnitte umfaßt, nämlich einen di­ stalen Rohrabschnitt 10e, welcher flexibel ist, einen proximalen Rohrabschnitt 10g, welcher verhältnismäßig starr ist, und einen Zwischenrohrabschnitt 10f mit einer Härte, die zwischen den Härten der beiden Rohrab­ schnitte 10e bis 10g liegt. Ein Einbauelement wird in die kurzen Rohrabschnitte 10e, 10f und 10g eingeführt, so lange diese noch voneinander getrennt sind; sodann werden je zwei benachbarte kurze Rohrelemente 10e bis 10g miteinander verbunden, so daß sie ein langes und dünnes flexibles Rohr 10 bilden.

Die Härte des flexiblen Rohres 10 kann variiert werden, indem beispielsweise die Dicke der Spiralrohre 11 und 13, das Material des Elastomers 15, die Art des wärme­ schrumpfenden Rohres 16 oder die Art des Polyurethan­ harzmaterials variiert wird, welches für das Ummante­ lungsrohr 19 verwendet wird.

Auf diese Weise ist es möglich, ein langes flexibles Rohr zu schaffen, welches örtlich unterschiedliche Här­ ten hat entsprechend der jeweils beabsichtigten Anwen­ dung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Einbauelement nacheinander in mehrere kurze flexible Rohrabschnitte eingeführt, solange diese noch voneinander getrennt sind; diese werden dann zu einem flexiblen Gesamtrohr zusammengefügt. Auf diese Weise kann auch ein flexibles Rohr von beträchtlicher Länge ohne eine Beschädigung des Einbauelementes oder des flexiblen Rohres selbst zusammengebaut werden. Außerdem kann dann, wenn das flexible Rohr während des Gebrauchs bricht, ein teil­ weiser Ersatz vorgenommen werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres für ein Endoskop, welches eine Außenwand für den Einführteil bildet und welches ein Einbauelement aufnimmt, das zumindest Mittel zum Übertragen eines zu beobachtenden Bildes vom distalen Ende des Einführteils zu dessen proximalem Ende umfaßt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Einführen des Einbauelementes nacheinander in einzelne flexible Rohrabschnitte (10a, 10b, 10c, 10d),
Verbinden je zweier benachbarter Rohrabschnitte (10a, 10b), in die das Einbauelement (100) eingeführt worden ist, mit Hilfe von Kupplungsmitteln (21, 22) zu einem einzigen flexiblen Rohr (10).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verbinden benachbarter Rohrabschnitte (10a, 10b) miteinander mittels der Kupplungsmittel (21, 22) diese mit einer Ummantelung (19a, 19b) der Rohrabschnitte (10a, 10b) überdeckt werden.

3. Durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestelltes flexibles Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp­ lungsmittel (21, 22) jeweils mit einem Ende eines Rohrab­ schnittes (10a, 10b) fest verbunden sind.

4. Flexibles Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrabschnitte durch axiales Zusammendrücken der Kupplungsmittel (21, 22) miteinander verbindbar und durch axiales Auseinanderziehen voneinander trennbar sind.

5. Flexibles Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel (21, 22) zum Verbinden zweier be­ nachbarter Rohrabschnitte (10a, 10b) jeweils aus einem Schraubgewinde (21b, 22b) bestehen.

6. Flexibles Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel (21, 22) mit Dichtungseinrichtungen (26) zum Abdichten der Verbin­ dungsstelle versehen sind.

7. Flexibles Rohr nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Rohrabschnitte (10e, 10f, 10g) in ihrer Härte unterschiedlich sind.

8. Flexibles Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein inneres Spiralrohr (11) um­ faßt.