DE10323002A1

DE10323002A1 - Flexibles Rohr für ein Endoskop

Info

Publication number: DE10323002A1
Application number: DE10323002A
Authority: DE
Inventors: Masanao Abe
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: DE10323002B4; US20030220543A1; JP4047069B2; JP2003334158A; US7011627B2

Abstract

Beschrieben ist ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr mit ausgezeichneter Rückstellelastizität und Haltbarkeit. Das flexible Rohr umfasst ein aus einem schraubenförmig gewickelten bandförmigen Element bestehendes Spiralrohr, ein auf dem Spiralrohr angeordnetes Netzrohr, das aus mehreren miteinander verflochtenen feinen Drähten gebildet ist, und eine auf dem Netzrohr angeordnete flexible Umhüllung. Die Drähte umfassen mindestens einen feinen Draht, der eine hauptsächlich aus einem Harz bestehende Deckschicht hat, und mindestens einen zweiten Draht, der keine solche Deckschicht hat. Der erste Draht ist flexibler als der zweite Draht. Der Unterschied in den Flexibilitäten der beiden Drähte wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der ersten Draht aus einem Material besteht, das weicher als das Material des zweiten Drahtes ist, oder dass der Durchmesser des ersten Drahtes kleiner als der Durchmesser des zweiten Drahtes ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Rohr für ein Endoskop und ein Endoskop, das mit einem solchen flexiblen Rohr ausgestattet ist.
Für medizinische oder industrielle Zwecke bestimmte Endoskope werden mit flexiblen Rohren ausgestattet. Im Allgemeinen sind solche herkömmlichen flexiblen Rohre für Endoskope so aufgebaut, dass ein länglicher, rohrförmiger Kern dadurch gebildet ist, dass die Außenfläche eines länglichen Spiralrohrs (Spiralrohr) mit einem netzartigen Rohr (geflochtenes Element) überzogen ist, und die Außenfläche des rohrförmigen Kerns wiederum mit einer äußeren Umhüllung überzogen ist, die aus einem Kunstharz oder dergleichen besteht.
In einer endoskopischen Untersuchung wird das flexible Rohr des Endoskops durch eine Körperkavität zu einem tiefliegenden Körperteil wie dem Magen, dem Zwölffingerdarm, dem Dünndarm oder dem Dickdarm geführt und dabei in Anpassung an die Form des zurückgelegten Weges gebogen. Um das Rohr einfach und zuverlässig einführen zu können, muss eine auf das proximale, d. h. das benutzernahe Ende des Rohrs wirkende Schubkraft vollständig auf das distale Ende des Rohr übertragen werden. Dies bedeutet, dass ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr, das dazu neigt, während des Gebrauchs zu knicken, nur schlecht zu bedienen ist. Unter dem Begriff "knicken" ist ein Zustand zu verstehen, in dem die auf das proximale Ende des flexiblen Rohrs wirkende Schubkraft nicht vollständig auf das distale Ende des Rohrs übertragen, sondern teilweise von einem gebogenen Rohrabschnitt, in dem der Knick auftritt, absorbiert wird. Um ein solches Knicken zu vermeiden, muss die Flexibilität des für das Endoskop bestimmten Rohrs mit einer ausreichenden Festigkeit einhergehen, so dass das Rohr den das Knicken verursachenden Biegekräften widerstehen kann. Außerdem muss die äußere Umhüllung fest auf dem rohrförmigen Kern angebracht, z. B. auf diesen geklebt sein, da Knickstellen vor allem in den Bereichen auftreten, in denen sich die Umhüllung von dem Kern gelöst hat.
Um das flexible Rohr einfach und zuverlässig einführen zu können, ist es ferner erforderlich, dass bei einer auf das proximale Ende des Rohrs wirkenden Drehkraft (Verdrehung) die Drehung vollständig auf das distale Ende des Rohrs übertragen wird, ohne an irgendeiner Stelle längs des Rohrs absorbiert zu werden. Das flexible Rohr muss also mit anderen Worten in ausreichendem Maße die Fähigkeit haben, der auf sein proximales Ende wirkenden Drehkraft an seinem distalen Ende zu folgen.
Ein Beispiel für ein solches flexibles Rohr ist in der Japanischen Patentveröffentlichung Hei 5-50287 offenbart. Die äußere Umhüllung dieses für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs ist in einer Doppelschichtstruktur ausgebildet, die aus einer äußeren Schicht aus einem Material mit guter Flexibilität und einer inneren Schicht aus einem Material mit guter Elastizität besteht, wodurch die Elastizität oder die Rückfederung des flexiblen Rohrs insgesamt verbessert ist.
Bei diesem Stand der Technik bleibt jedoch die Haftung, d. h. die Bindungsstärke zwischen der äußeren Umhüllung und dem Kern unberücksichtigt. Beim Stand der Technik besteht deshalb die Gefahr, dass sich die äußere Umhüllung von dem Kern löst, d. h. von diesem gleichsam abgleitet, da die Biege- oder Verdrehungsbeanspruchung bei häufigem Gebrauch des flexiblen Rohrs häufig in einem Bereich nahe der Grenzfläche zwischen äußerer Umhüllung und Kern auftritt und infolgedessen die Rückstellelastizität und der Knickwiderstand des flexiblen Rohrs herabgesetzt sind. Bei diesem flexiblen Rohr tritt also ein Problem hinsichtlich seiner Widerstandsfähigkeit und damit seiner Haltbarkeit auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein flexibles Rohr für ein Endoskop anzugeben, das so beschaffen ist, dass ein Sichlösen der äußeren Umhüllung vermieden wird und das deshalb ausgezeichnete Rückstellelastizität und Haltbarkeit hat.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Rohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Rohr ist die Haftung zwischen der Drahtanordnung und der Umhüllung verbessert, wodurch vermieden wird, dass sich die Umhüllung von der Drahtanordnung löst, insbesondere wenn im Gebrauch wiederholt eine Biege- oder Verdrehungsbeanspruchung auftritt. Dadurch wird ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr bereitgestellt, das ausgezeichnete Rückstellelastizität und Haltbarkeit hat.

Die Drahtanordnung besteht vorzugsweise aus einem Geflecht, das durch Miteinanderverflechten des ersten und des zweiten Drahtes gebildet ist. Durch die Ausbildung der Drahtanordnung als Geflecht kann die Drahtanordnung noch wirksamer eine Entlastungsfunktion hinsichtlich einer lokal auf das Rohr wirkenden Last ausüben.

Vorzugsweise enthält das Harzmaterial der Deckschicht ein Material, aus dem ein Abschnitt der Umhüllung gebildet, der an die Drahtanordnung angrenzt. Dadurch wird die Haftung zwischen der Drahtanordnung und der Umhüllung weiter verstärkt, so dass Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs weiter verbessert werden. Das Harzmaterial enthält in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Material des genannten Abschnitts der Umhüllung in einer Menge von 5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Harzmaterial. Dadurch wird die Haftung zwischen der Drahtanordnung und der Umhüllung weiter verstärkt, wodurch Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs weiter verbessert werden.

Vorteilhaft wird der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes dadurch erzeugt, dass der erste Draht aus einem Material besteht, das weicher als das Material des zweiten Drahtes ist. Auf diese Weise wird der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes vergleichsweise einfach und zuverlässig erzeugt, was die Herstellung des für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs erleichtert.

Der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes kann auch dadurch erzeugt werden, dass der Durchmesser des ersten Drahtes kleiner als der Durchmesser des zweiten Drahtes ist. Auf diese Weise wird der genannte Unterschied vergleichsweise einfach und zuverlässig erreicht und die Herstellung des für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs erleichtert.

Der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes kann auch dadurch erreicht werden, dass für die Drähte unterschiedliche Prozessbedingungen und/oder unterschiedliche Bedingungen hinsichtlich einer Wärmebehandlung gewählt werden. Auch dadurch kann der genannte Unterschied einfach und zuverlässig erzeugt und demnach die Herstellung des flexiblen Rohrs vereinfacht werden.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Anzahl der ersten Drähte zu der Anzahl der zweiten Drähte in der Drahtanordnung innerhalb eines Bereichs von 1 : 15 bis 3 : 1. Dadurch wird eine ausreichende Haftung zwischen der Drahtanordnung und der Umhüllung erreicht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung hat Material der Deckschicht einen Schmelzpunkt, der über dem Schmelzpunkt des Materials der Umhüllung liegt. Dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs weiter verbessert. Der Unterschied zwischen dem Schmelzpunkt des Materials der Deckschicht und dem Schmelzpunkt des Materials des oben genannten Abschnitts der Umhüllung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 4 bis 200°C. Auch dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs weiter verbessert.

Vorteilhaft enthält das Material der Umhüllung ein Polyurethan-basiertes Elastomer. Dadurch wird die Flexibilität des für ein Endoskop bestimmten Rohrs verbessert.

Das Material der Deckschicht enthält vorzugsweise ein Polyurethan-basiertes Elastomer. Dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs verbessert.

Das Material der Deckschicht kann auch ein Polyamid-basiertes Harz enthalten. Auch dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs weiter verbessert.

Das Material der Deckschicht enthält vorzugsweise ein Fluor-basiertes Harz. Dadurch wird die chemische Beständigkeit verbessert.

Die mittlere Dicke der Deckschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 0,1 mm. Dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs verbessert.

Die mittlere Dicke der Umhüllung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 1,5 mm. Auch dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs weiter verbessert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Umhüllung aus mehreren Schichten. Dadurch können Rückstellelastizität und Haltbarkeit des für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs verbessert werden.

Die Umhüllung wird vorzugsweise in einem Extrusionsverfahren hergestellt. Auch dadurch werden Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs verbessert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Endoskop vorgesehen, das mit dem oben beschriebenen flexiblen Rohr ausgestattet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein elektronisches Endoskop mit einem erfindungsgemäßen flexiblen Rohr,
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht eines Teils des flexiblen Rohrs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Anordnung aus dünnen Drähten eines in dem flexiblen Rohr verwendeten Netzrohrs,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht, die den Aufbau eines Teils nahe dem Netzrohr des in Fig. 2 gezeigten flexiblen Rohrs zeigt, und
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teils des flexiblen Rohrs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein elektronisches Endoskop, das ein flexibles Rohr nach der Erfindung hat. In der folgenden Beschreibung wird die obere Seite nach Fig. 1 als "proximales Ende" und die untere Seite nach Fig. 1 als "distales Ende" bezeichnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst das elektronische Endoskop 10 ein einen Einführteil bildendes längliches, flexibles Rohr 1, das in eine Körperkavität eines lebenden Körpers einzuführen ist, ein an einem distalen Ende 12 des flexiblen Rohrs 1 vorgesehenes biegbares Rohr 5, einen an einem proximalen Ende 11 des flexiblen Rohrs 1 vorgesehenen Bedienteil 6, den der Benutzer während der endoskopischen Behandlung zum Betätigen des Endoskops 10 hält, ein flexibles Lichtleiterrohr 7, das mit seinem einen Ende an den Bedienteil 6 angeschlossen ist, und einen Lichtquellen-Steckerteil 8, der an dem anderen Ende des Lichtleiterrohrs 7 zum Anschluss an eine in den Figuren nicht gezeigte Lichtquellenvorrichtung vorgesehen ist.
Das flexible Rohr 1 ist dazu bestimmt, in eine Körperkavität, also einen in dem Körper vorhandenen Hohlraum wie z. B. den Verdauungstrakt eingeführt zu werden. Auf einer Seitenfläche des Bedienteils 6 sind Bedienknöpfe 61 und 62 vorgesehen. Um während der endoskopischen Untersuchung die Ausrichtung des biegbaren Rohrs 5 zu ändern, dreht der Benutzer an den Bedienknöpfen 61 und 62, wodurch an in dem flexiblen Rohr 1 angeordneten und in den Figuren nicht gezeigten Drähten gezogen wird.
Ein in den Figuren nicht gezeigtes Abbildungselement, z. B. eine CCD, ist in dem distalen Endabschnitt des biegbaren Rohrs 5 vorgesehen, um Bilder eines in der Körperkavität betrachteten Bereichs aufzunehmen. An dem distalen Endabschnitt des Lichtquellen-Steckerteils 8 ist ein Bildsignal-Anschlussteil 82 vorgesehen. Das Bildsignal-Anschlussteil 82 ist mit der Lichtquellenvorrichtung verbunden, die wiederum über ein Kabel an einen nicht gezeigten Monitor angeschlossen ist.
An dem distalen Endabschnitt des Lichtquellen-Steckerteils 8 ist ein Lichtquellen- Anschlussteil 81 angeordnet, das mit einer nicht gezeigten Lichtquellenvorrichtung verbunden ist. Von der Lichtquellenvorrichtung ausgesendetes Licht tritt durch das Lichtquellen-Anschlussteil 81 und einen nicht gezeigten Lichtleiter, der aus einem Lichtleitfaserbündel besteht und innerhalb des Lichtquellen-Steckerteils 8 verläuft, das flexible Lichtleiterrohr 7, den Bedienteil 6, das flexible Rohr 1 sowie das biegbare Rohr 5 und wird dann aus dem distalen Endabschnitt des Rohrs 5 zur Beleuchtung auf den zu betrachtenden Bereich abgestrahlt.
Das an dem zu betrachtenden Bereich reflektierte Licht, durch das ein Bild dieses Bereichs erzeugt wird, wird von dem Abbildungselement empfangen. Das Abbildungselement gibt dann ein Bildsignal aus, das dem auf ihm durch das reflektierte Licht erzeugten Bild entspricht.
Das Bildsignal wir dem Lichtquellen-Steckerteil 8 über ein nicht gezeigtes Bildsignalkabel zugeführt, das innerhalb des biegbaren Rohrs 5, des flexiblen Rohrs 1, des Bedienteils 6 und des Lichtleiterrohrs 7 verläuft.
In der Lichtquellenvorrichtung wird das Bildsignal in vorbestimmter Weise verarbeitet, d. h. einer Signalverarbeitung, einer Bildverarbeitung und dergleichen unterzogen und dann an den Monitor gesendet. Auf dem Bildschirm des Monitors wird so ein auf elektronischem Wege von der Abbildungsvorrichtung aufgenommenes Bild als bewegtes Bild dargestellt.
Obige Beschreibung bezieht sich auf ein flexibles Rohr, das auf ein elektronisches Endoskop angewendet wird. Das erfindungsgemäße flexible Rohr kann jedoch auch auf ein optisches Endoskop angewendet werden.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht eines Teils des flexiblen Rohrs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in Fig. 2 gezeigt, hat das flexible Rohr 1 einen Kernkörper 2 und eine äußere Umhüllung 3, die die Außenfläche des Kernkörpers 2 bedeckt. Innerhalb des flexiblen Rohrs 1 sind Hohlräume 24 ausgebildet, durch die interne Elemente wie Lichtleitfasern, Kabel, Betätigungsdrähte, Rohrelemente und dergleichen geführt werden können.
Der Kernkörper 2 ist langgestreckt rohrförmig und aus einem langgestreckten Spiralrohr 21 und einem Netzrohr 22 gebildet, das die Außenfläche des Spiralrohrs 21 bedeckt.
Der Kernkörper 2 wirkt als Verstärkungselement für das flexible Rohr 1. Indem der Kernkörper 2, wie oben angegeben, aus dem Spiralrohr 21 und dem Netzrohr 22 gebildet ist, verfügt das flexible Rohr 1 über eine ausreichende mechanische Festigkeit.
Das Spiralrohr 21 ist aus einem flachen Metallband gebildet. Insbesondere erhält man das Spiralrohr 21 durch Wickeln des Metallbandes in eine Schrauben- oder Spiralform gleichmäßigen Durchmessers mit einer Lücke 25 zwischen den benachbarten Wicklungen. Das Metallband besteht vorzugsweise aus einem Material wie korrosionsbeständigem Stahl, einer Kupferlegierung oder dergleichen.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Netzrohrs 22, das durch eine Anordnung feiner Drähte gebildet ist und für das erfindungsgemäße flexible Rohr 1 verwendet wird. Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, in der der Aufbau eines Teils des flexiblen Rohrs 1 nahe dem in Fig. 2 gezeigten Netzrohr dargestellt ist.
Das Netzrohr (Geflecht) 22 stellt ein Beispiel für eine Anordnung dar, die aus mehreren Drähten (einschließlich der in den Fig. 3 und 4 mit den Bezugszeichen 231, 232 bezeichneten feinen Drähten) gebildet ist. Genauer gesagt, ist das Netzrohr 22 durch Verflechtung mehrerer Drahtbündel gebildet, die jeweils feine metallische oder nichtmetallische Drähte 23 enthalten, die nebeneinander in einer rohrförmigen Gitterstruktur angeordnet sind. Die strukturellen Eigenschaften sowie die Materialien dieser feinen Drähte 23 werden später im Detail beschrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist mindestens einer der feinen Drähte 23 mit einer Deckschicht 233 (Überzug) überzogen, die seine Außenfläche bedeckt, während die anderen Drähte keine solche Deckschicht aufweisen. Im Folgenden wird ein Draht, der mit der Deckschicht 233 überzogen ist, als erster Draht und ein Draht, der eine solche Deckschicht 233 nicht aufweist, als zweiter Draht bezeichnet.
Die Eigenschaften, insbesondere die physikalischen Eigenschaften des ersten feinen Drahtes 231 unterscheiden sich von denjenigen des zweiten feinen Drahtes 232. So ist der erste Draht 231 flexibler als der zweite Draht 232. Dadurch wird die Beanspruchung, die auf den ersten Draht 231 wirkt, wenn in dem flexiblen Rohr 1 (insbesondere in der durch den Pfeil F nach Fig. 4 angedeuteten Richtung) eine hauptsächlich durch einen Knick verursachte Biegebeanspruchung oder Verdrehungsbeanspruchung auftritt, durch den umliegenden Bereich abgeschwächt oder absorbiert, so dass die Fähigkeit der Drähte 23, einer Verbiegung oder einer Verdrehung zu folgen, verbessert ist. Dadurch wird verhindert, dass sich die äußere Umhüllung 3 von dem Netzrohr 22 löst, und zwar insbesondere in dem Grenzbereich zwischen der Umhüllung 3 und der geschmolzenen Deckschicht 233. Außerdem kann dadurch verhindert werden, dass sich die Deckschicht 233 von dem ersten Draht 231 löst.
Solche Unterschiede in der Flexibilität zwischen dem ersten Draht 231 und dem zweiten Draht 232 erhält man beispielsweise nach den folgenden Verfahren (1) bis (4).
(1) Der erste Draht 231 wird aus einem Material gefertigt, das weicher als das Material ist, aus dem der zweite Draht 232 besteht.
Beispiele für die Materialien, aus denen die Drähte 231 und 232 gefertigt werden, sind verschiedene metallische Materialien wie eine Eisenlegierung (z. B. korrosionsbeständiger Stahl), eine Kupferlegierung, eine Nickellegierung (z. B. eine Ni-T1- Legierung) sowie nichtmetallische Materialien wie Harze mit einem hohen Schmelzpunkt, Kohlenstofffasern, Glasfasern und dergleichen.
Beispiele für einen verwendbaren korrosionsbeständigen Stahl sind SUS201 (-W1, -W2, -W1/2H), SUS302 (-WPA, -WPB), SUS303 (-W1, -W2), SUS303Se (-W1, -W2), SUS304 (-W1, -W2, -W1/2H, -WPA, -WPB), SUS304L (-W1, -W2), SUS304N1 (-W1, -W2, -W1/2H, -WPA, -WPB), SUS305 (-W1, -W2), SUS305J1 (-W1, -W2), SUS309S (-W1, -W2), SUS310S (-W1, -W2), SUS316 (-W1, -W2, -W1/2H, -WPA), SUS316L (-W1, -W2), SUS321 (W1, W2), SUS347 (-W1, -W2), SUSXM7 (-W1, -W2), SUS430 (-W2), SUS430F (-W2), SUS410 (-W2), SUS416 (-W2), SUS420J1 (-W2), SUS420J2 (-W2), SUS420F (-W2), SUS440C (-W2), und SUS631J1 (-WPC), oder dergleichen. Beispiele für Kupfer oder eine Kupferlegierung sind C1100 (-O, -1/2H), -h), C1201 (-O, -1/211, -II), C1220 (-O, -1/2H, -H), C2100 (-O, -1/2H, -H), C2200 (-O, -1/2H, -H), C2300 (-O, -1/2H, -H), C2400 (-O, -1/2H, -H), C2600 (-O, -1/8H, -1/4H, -1/2H, -3/4H, -H, -EH), C2700 (-O, 1/8H, 1/4H, -1/2H, -3/4II, -II, -EII), C2720 (-O, -1/8H, -1/4H, -1/2H, -3/4H, -H, -EH), C2800 (-O, -1/8H, -1/4H, -1/2H, -3/4H, -H), C3500 (-O, -1/2H, -H), C3501 (-O, -1/2H, -H), C3601 (-O, -1/2H, -H), C3602 (-F), C3603 (O, 1/2H, -H), und C3604 (-F), und dergleichen. Unter diesen Materialien wird nach Belieben eine Kombination aus einem Material mit einer großen Bruchfestigkeit (N/mm²) und einem anderen Material mit einer geringen Bruchfestigkeit (oder einer geringen Bruchdehnung) oder eine Kombination aus einem Material mit einer großen Bruchdehnung (%) und einem anderen Material mit einer geringen Bruchdehnung ausgewählt. Diese metallischen Materialien werden dann für den ersten feinen Draht 231 bzw. den zweiten feinen Draht 232 verwendet.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die physikalischen Eigenschaften dieser Materialien wie die Bruchfestigkeit (N/mm²) und die Bruchdehnung (%) beispielsweise in JISG4309, JISG4314, JISH3250 und JISH3260 genannt sind.
(2) Der Durchmesser des ersten feinen Drahtes 231 wird so gewählt, dass er kleiner als der Durchmesser des zweiten feinen Drahtes 232 ist.
Bestehen die Drähte 231 und 232 beispielsweise aus dem gleichen Material, so wird der Durchmesser des ersten Drahtes 231 beispielsweise so gewählt, dass er nur 20 bis 95% des Durchmessers des zweiten Drahtes 232 beträgt.
(3) Die Prozessbedingungen und/oder die Bedingungen für eine Wärmebehandlung werden für die Drähte 231 und 232 unterschiedlich gewählt.
Unter Prozessbedingung ist beispielsweise der Verarbeitungsgrad ausgehend von dem Rohmaterial, z. B. die Verringerung des Querschnitts oder dergleichen, bei der Fertigung der Drähte 231, 232 gemeint. Unter den Bedingungen einer Wärmebehandlung ist beispielsweise der zeitliche Verlauf der Wärmebeaufschlagung, insbesondere die Abkühlbedingungen wie die Heiztemperatur oder die Kühlrate (z. B. Erhärten und Ausglühen) gemeint. Indem die Prozessbedingungen und die Bedingungen für die Wärmebehandlung oder deren Kombination geeignet gewählt werden, können die Drähten 231, 232 mit unterschiedliche Flexibilitäten versehen werden.
(4) Zwei der drei oben genannten Verfahren können nach Belieben kombiniert werden.
Das Verfahren, nach dem die Drähte 231 und 232 mit unterschiedlichen Flexibilitäten versehen werden, ist jedoch auf die vorstehend genannten Verfahren (1) bis (4) nicht beschränkt.
Das Verhältnis der Anzahl an ersten Drähten 231 zu der Anzahl an zweiten Drähten 232 in dem Netzrohr 22 ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt.
Vorzugsweise liegt jedoch dieses Verhältnis in einem Bereich von 1 : 15 bis 3 : 1. Ist die Anzahl an ersten Drähten 231 in dem Netzrohr 22 zu gering, so wird der von den Deckschichten 233 eingenommene Bereich (Volumen) insgesamt zu klein, wodurch die Haftfestigkeit zwischen der äußeren Umhüllung 3 und dem Netzrohr 22 möglicherweise in Abhängigkeit anderer Umstände zu schwach wird. Ist dagegen die Anzahl an ersten Drähten 231 in dem Netzrohr 22 zu hoch, so kann dadurch die Haftfestigkeit nicht weiter verbessert werden.
Die Deckschicht 233, die auf dem ersten Draht 231 vorgesehen ist, besteht hauptsächlich aus einem Harzmaterial. Vorzugsweise besteht die Deckschicht 233 aus einem Material, welches das Material enthält, das die äußere Umhüllung 3 bildet, d. h. das Material zumindest des Abschnitts der Umhüllung 3, der dem Netzrohr 22 zugewandt ist. Dies wird später im Detail beschrieben. Als Material der Umhüllung 3 ist dabei das Hauptmaterial der Umhüllung 3 ohne Zusatzstoffe und dergleichen gemeint. Indem die Deckschicht 233 so ausgebildet ist, wird erreicht, dass die Deckschicht 233 und die äußere Umhüllung 3 fest aneinander haften, d. h. gleichsam miteinander verschmelzen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Haftfestigkeit oder Bindungsstärke zwischen dem Netzrohr 22 und der äußeren Umhüllung 3 wird so erhöht, wodurch Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs 1 verbessert werden.
Das Material der äußeren Umhüllung 3 wird im Hinblick auf seine Dämpfungsfähigkeit (Flexibilität) ausgewählt. Ist der Anteil des Materials der äußeren Umhüllung 3, das in dem Material der Deckschicht 233 enthalten ist, zu hoch, so hat die Deckschicht 233 eine hohe Viskosität. Infolge dieser hohen Viskosität treten beim Verflechten der mit der Deckschicht 233 überzogenen ersten Drähte 231 Schwierigkeiten auf, was dazu führen kann, dass das Netzrohr 22 ein unregelmäßige Oberfläche hat. Ist dagegen der Anteil des Materials der äußeren Umhüllung, das in dem Material der Deckschicht 233 enthalten ist, zu gering, so erhält man keine ausreichende Haftung oder Bindungsstärke zwischen der Deckschicht 233 und der Umhüllung 3, wodurch die erfindungsgemäße Wirkung nicht in ausreichendem Maße erreicht wird. Der Anteil des Materials der äußeren Umhüllung 3, das in dem Material der Deckschicht 233 enthalten ist, sollte vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 80 Gew.-%, noch besser in einem Bereich von 7 bis 60 Gew.-% und am besten in einem Bereich von 10 bis 50 Gew.-% liegen.
Die äußere Umhüllung 3 wird üblicherweise durch Extrusion oder Strangpressen ihres Materials über die Außenfläche des Kernkörpers 2 und damit die Außenfläche des Netzrohrs 22 ausgebildet. Wird die Umhüllung 3 in dieser Weise hergestellt, so muss ihr Material ausreichend geschmolzen oder erweicht werden, um einen guten Überzug zu erhalten, der keine Unregelmäßigkeiten oder Rauhigkeiten aufweist.
Wird die äußere Umhüllung 3 mit einem solchen Material hergestellt, so tritt möglicherweise folgendes Problem auf. Liegt der Schmelzpunkt des Materials der Deckschicht 233 unter dem Schmelzpunkt des Materials der äußeren Umhüllung 3, so besteht die Gefahr, dass die Deckschicht 233 schmilzt, wenn die äußere Umhüllung 3 ausgebildet wird, und dadurch die Haftung des ersten Drahtes 231 und der Deckschicht 233 herabgesetzt wird. Hat das Material der Deckschicht 233 einen Schmelzpunkt T₁ (°C) und das Material der äußeren Umhüllung 3 einen Schmelzpunkt T₂ (°C), so sieht die Erfindung zur Vermeidung der vorstehend beschriebenen unvorteilhaften Situation vor, dass die Beziehung T₁ > T₂ erfüllt ist. Vorzugsweise liegt der Unterschied zwischen dem Schmelzpunkt (T₁) des Materials der Deckschicht 233 und dem Schmelzpunkt (T₂) des Materials der äußeren Umhüllung 3 in einem Bereich von 4 bis 200°C, noch besser in einem Bereich von 4 bis 70°C. Erfüllen die Schmelzpunkte T₁ und T₂ diese Beziehung, so erhält man eine gute Haftung zwischen dem ersten Draht 231 und der Deckschicht 233 sowie eine gute Haftung zwischen dem Netzrohr 22 und der äußeren Umhüllung 3.
Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt T₁ des Materials der Deckschicht 233 in einem Bereich von 120 bis 350°C, noch besser in einem Bereich von 180 bis 330°C.
Das Material der Deckschicht 233 ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. Beispielsweise können verschiedene Harze, insbesondere Flexibilität aufweisende Harze wie Polyvinylchlorid, Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-vinylacetat-copolymer), Polyamid, Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat), Polyurethan, Polystyrol-Harz, Fluorbasiertes Harz (z. B. Polytetrafluorethylen, Ethylen-tetrafluorethylen-copolymer), Polyimid etc.; und eines von verschiedenen Elastomeren wie Polyurethan-basiertes Elastomer, Polyester-basiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer, Polyamid-basiertes Elastomer, Silikonkautschuk, Latex-Kautschuk etc.; sowie ein Mischkörper, ein Copolymer (einschließlich eines Block-Copolymers) oder eine Polymerlegierung, die jeweils mindestens eines dieser Elastomere als Hauptbestandteil enthalten, verwendet werden. Es kann auch eine Mischung verwendet werden, die eines oder mehrere dieser Materialien enthalten.
Unter den genannten Materialien ist ein Material, das ein Polyamid-basiertes Harz enthält, besonders bevorzugt. Wird ein solches ein Polyamid-basiertes Harz enthaltendes Material als Material der Deckschicht 233 verwendet, so erhält man eine ausgezeichnete Haftung zwischen der Deckschicht 233 und dem ersten Draht 231 sowie eine ausgezeichnete Haftung zwischen der Deckschicht 233 und der äußeren Umhüllung 3. Dies bedeutet, dass auch die Haftung zwischen dem Netzrohr 22 und der äußeren Umhüllung 3 verbessert ist und das flexible Rohr 1 infolgedessen ausgezeichnete Flexibilität und Haltbarkeit hat.
Das Material der Deckschicht 233 enthält vorteilhaft ein Polyurethan-basiertes Elastomer. Wird ein solches Material, das ein Polyurethan-basiertes Elastomer enthält, als Material der Deckschicht verwendet, so erreicht man eine ausgezeichnete Haftung zwischen der äußeren Umhüllung 3 und der Deckschicht 233. Für den Fall, dass das Material der äußeren Umhüllung 3 ein Polyurethan-basiertes Elastomer ist, d. h. ein Material verwendet wird, das ein Polyurethan-basiertes Elastomer als Hauptbestandteil enthält, weist ferner das Rohr 1 eine ausgezeichnete Flexibilität auf.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Material der Deckschicht 233 ein Fluorbasiertes Harz enthält, insbesondere ein Fluor-basiertes Harz mit einem Schmelzpunkt, der gleich oder kleiner als 300° ist. Bei Verwendung eines solchen Materials weist die Deckschicht 233 eine ausgezeichnete Haftung an dem ersten Draht 231 und der äußeren Umhüllung 3 auf. Außerdem ist die chemische Beständigkeit verbessert.
Beispiele für ein Fluor-basiertes Harz mit einem Schmelzpunkt, der gleich oder kleiner als 300°C ist, sind Tetrafluorethylenhexafluorpropylen-copolymer (FEP), Tetrafluorethylen-ethylen-copolymer (ETFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Chlortrifluorethylen-ethylen-copolymer, Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF) und dergleichen sowie eine Polymerlegierung (z. B. eine Polymermischung oder ein Copolymer), die zwei oder mehr der oben genannten Harze enthält.
Hinsichtlich des mittleren Molekulargewichtes (Mw) des Materials der Deckschicht 233 bestehen keine besonderen Einschränkungen. Es sollte jedoch vorzugsweise z. B. in einem Bereich von 10000 bis 8000000, noch besser in einem Bereich von 15000 bis 100000 liegen.
Erforderlichenfalls können dem Material der Deckschicht 233 Zusatzstoffe zugegeben werden.
Beispiele für solche Zusatzstoffe sind ein Weichmacher, verschiedene Arten von anorganischen Substanzen, z. B. ein anorganisches Füllmittel, ein Pigment, verschiedene Arten von Stabilisatoren wie z. B. ein Antioxidansmittel, ein Fotostabilisator, ein antistatisches Mittel, ein Blockinghemmstoff und ein Schmiermittel sowie ein Röntgenkontrastmedium und dergleichen.
Die mittlere Dicke der Deckschicht ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Sie sollte jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 0,1 mm, besser in einem Bereich von 0,02 bis 0,08 mm und noch besser in einem Bereich von 0,03 bis 0,05 mm liegen. Ist die mittlere Dicke der Deckschicht 233 geringer als der untere Grenzwert, so besteht die Gefahr, dass die erfindungsgemäße Wirkung nicht in ausreichendem Maße erzielt wird. Übersteigt dagegen die mittlere Dicke der Deckschicht 233 den oberen Grenzwert, so besteht die Gefahr, dass die Oberfläche des flexiblen Rohrs 1 rau oder unregelmäßig wird, wodurch das äußere Erscheinungsbild nachteilig beeinflusst wird.
Das Netzrohr (geflochtenes Element) 22 hat infolge der Maschen der miteinander verflochtenen feinen Drähte 23 eine Vielzahl von Zwischenräumen 26. Diese Zwischenräume 26 werden an den Stellen, die der Außenfläche des Spiralrohrs 21 überlagert sind, zu konkaven Bereichen und an den Stellen, die den Lücken 25 des Spiralrohrs 21 überlagert sind, zu Löchern, die sich zu den Hohlräumen 24 erstrecken. In der Außenfläche des Kernkörpers 2 sind somit eine Vielzahl von Löchern und konkaven Bereichen ausgebildet.
Da die Außenfläche des Kernkörpers 2 von der flexiblen äußeren Umhüllung 3 bedeckt ist, ist an der Innenfläche der Umhüllung 3 eine Vielzahl von Vorsprüngen oder Verankerungen 31 ausgebildet, die von der Innenfläche der Umhüllung 3 nach innen stehen. Die Vorsprünge 31 sind einstückig an der Umhüllung 3 ausgebildet und erstrecken sich von der Umhüllung 3 aus in die Zwischenräume. Die Vorsprünge 31 erstrecken sich also in die Löcher und konkaven Bereiche, die in der Außenfläche des Kernkörpers 2 ausgebildet sind. Die Spitzen der Vorsprünge 31, die in die konkaven Bereiche greifen, sind so ausgebildet, dass sie die Außenfläche des Spiralrohrs 21 erreichen. Diejenigen Vorsprünge 31, die in die Löcher greifen, sind länger als die anderen Vorsprünge 31 ausgebildet, so dass ihre Spitzen bis in die Lücken 25 des Spiralrohrs 21 reichen.
Wie oben beschrieben, greifen die Vorsprünge 31 in die Löcher und konkaven Bereiche, die in der Außenfläche des Kernkörpers 2 ausgebildet sind. Dadurch wird eine Verankerung geschaffen, durch die die äußere Umhüllung 3 zuverlässig an dem Kernkörper 2 befestigt ist. Auch wenn das flexible Rohr 1 gebogen wird, behält so die äußere Umhüllung 3 ihre Haftung an dem Kernkörper 2 und vollzieht eine starke Expansion und Kontraktion, um der Biegebewegung des Kernkörpers 2 zu folgen. Die Rückstellkraft der Umhüllung 3, die eine solch große Expansion und Kontraktion vollzieht, ist stark genug, um das gebogene flexible Rohr 1 wieder in seine ursprüngliche Form zu bringen. Das wie oben beschrieben aufgebaute flexible Rohr 1 hat demnach eine ausgezeichnete Rückstellelastizität.
Durch die Vorsprünge 31 haftet die äußere Umhüllung 3 fest an dem Netzrohr 22. Die äußere Umhüllung 3 löst sich deshalb selbst bei wiederholtem Gebrauch nicht von dem Netzrohr 22. Da das flexible Rohr 1 überdies auch nach wiederholtem Gebrauch seine ausgezeichnete Rückstellkraft behält, weist es eine hervorragende Haltbarkeit auf.
Die Wirkung der Vorsprünge 31 in Kombination mit der Wirkung der Deckschicht 233 und der Wirkung, die aus den unterschiedlichen Flexibilitäten der Drähte 231 und 232 resultiert, ergeben einen Synergieeffekt, der für die ausgezeichnete Rückstellelastizität und Haltbarkeit des flexiblen Rohrs 1 sorgt.
Der Schmelzpunkt T₂ des Materials der äußeren Umhüllung 3 variiert in Abhängigkeit des in der Deckschicht 233 verwendeten Materials. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt T₂ in einem Bereich von 120 bis 310°C, noch besser in einem Bereich von 170 bis 220°C.
Das Material der äußeren Umhüllung 3 ist nicht auf bestimmtes Material beschränkt. So können verschiedene, Flexibilität aufweisende Harze verwendet werden, z. B. Polyvinylchlorid, Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylenvinylacetat-copolymer), Polyamid, Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat), Polyurethan, Polystyrol-Harz, Fluor-basiertes Harz (z. B. Polytetrafluorethylen, Ethylen-tetrafluorethylen-copolymer), Polyimid und dergleichen; sowie verschiedene Elastomere wie Polyurethan-basiertes Elastomer, Polyester-basiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer, Polyamid-basiertes Elastomer, Silikonkautschuk, Latex-Kautschuk und dergleichen; sowie ein Mischkörper, ein Copolymer (einschließlich eines Block-Copolymers) oder eine Polymerlegierung, die jeweils mindestens eines der vorstehend genannten Materialien als Hauptbestandteil enthalten. Es kann auch eine Mischung verwendet werden, die eines, zwei oder mehrere der oben genannten Materialien enthält. Unter diesen Materialien sind ein Material, das ein Polyurethan-basiertes Elastomer enthält, sowie ein Material, das ein Polyurethan-basiertes Elastomer als Hauptbestandteil enthält, besonders bevorzugt. Besteht die äußere Umhüllung 3 aus einem solchen Material, so weist das Rohr 1 eine ausgezeichnete Flexibilität auf. Beispiele für das Urethan-basierte Elastomer sind ein Ether-basiertes, ein Esterbasiertes, ein Caprolactam-basiertes und ein Polycarbonsäure-basiertes Elastomer.
Das mittlere Molekulargewicht (Mw) des Materials der äußeren Hülle 3 ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Vorzugsweise liegt es jedoch in einem Bereich von 10000 bis 8000000, noch besser in einem Bereich von 15000 bis 100000.
Nach Bedarf können dem Material der äußeren Umhüllung Zusatzstoffe zugegeben werden.
Beispiele für solche Zusatzstoffe sind verschiedene anorganische Materialien, z. B. ein anorganisches Füllmittel; ein Pigment; verschiedene Arten von Stabilisatoren, z. B. ein Antioxidationsmittel, ein Fotostabilisator, ein antistatisches Mittel, ein Blockinghemmstoff und ein Schmiermittel; ein Röntgenkontrastmedium und dergleichen.
Vorstehend wurde das Material der äußeren Umhüllung 3 beschrieben. Die Zusammensetzung des Materials der äußeren Umhüllung 3, d. h. z. B. das Mischungsverhältnis seiner Bestandteile kann über die gesamte Ausdehnung der Umhüllung 3 gleichmäßig oder aber an verschiedenen Stellen der Umhüllung 3 unterschiedlich sein. Beispielsweise kann das Mischverhältnis der Bestandteile allmählich in Richtung der Dicke der Umhüllung 3 variieren, d. h. es können abgestufte Materialien verwendet werden.
Vorzugsweise hat die äußere Umhüllung 3 mit Ausnahme der Teile, an denen die Vorsprünge 31 vorgesehen sind, in Längsrichtung eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke. Dies verbessert die Bedienbarkeit, wenn das flexible Rohr 1 in eine Körperkavität eingeführt wird. Außerdem kann dadurch die Belastung des Patienten verringert werden.
So lange der Kernkörper 2 und die durch ihn geführten Instrumente wirksam vor Körperflüssigkeiten und dergleichen geschützt sind, und die Biegsamkeit des flexiblen Rohrs 1 nicht beeinträchtigt ist, bestehen hinsichtlich der mittleren Dicke der äußeren Umhüllung 3 (ausschließlich der Teile, an denen die Vorsprünge 31 vorgesehen sind) keine besonderen Beschränkungen. Vorzugsweise liegt jedoch die mittlere Dicke in einem Bereich von 0,01 bis 1,5 mm, besser in einem Bereich von 0,05 bis 1 mm und noch besser in einem Bereich von 0,1 bis 0,8 mm.
Im Folgendem wird ein Verfahren zum Herstellen des flexiblen Rohrs 1 beschrieben.
Zunächst werden das Spiralrohr 21 und das Netzrohr 22 gefertigt. Das Spiralrohr 21 wird beispielsweise in der Weise ausgebildet, dass zunächst eine Metallplatte bereitgestellt und diese dann geschnitten und anschließend gewickelt wird.
Das Netzrohr 22 wird ausgebildet, indem die feinen Drähte 23 (231 und 232) miteinander verflochten werden. Bevor die Drähte 23 miteinander verflochten werden, wird vorzugsweise auf mindestens einem der Drähte 23 die Deckschicht 233 ausgebildet.
Das Material der Deckschicht 233 erhält man beispielsweise dadurch, dass zunächst die oben beschriebenen Bestandteile jeweils geschmolzen oder erweicht werden und anschließend diese Bestandteile miteinander gemischt und geknetet werden. Zum Mischen und Kneten der geschmolzenen oder erweichten Bestandteile kann eine Knetmaschine wie ein Knetwerk, eine Knetflosse, Walzen, eine kontinuierlich knetende Extrusionsmaschine oder dergleichen verwendet werden. Wird eine solche Knetmaschine verwendet, um die Bestandteile miteinander zu verkneten, so liegen die Bestandteile in einer gleichmäßigen Mischung vor.
Hinsichtlich der Knettemperatur bestehen keine besonderen Beschränkungen. Vorzugsweise liegt jedoch die Temperatur in einem Bereich von 40 bis 360°C, besser in einem Bereich von 160 bis 340°C und noch besser in einem Bereich von 180 bis 320°C. Werden die Bestandteile bei einer Temperatur innerhalb des genannten Bereichs geknetet, so wird die Verteilung der Bestandteile in dem Material gleichmäßiger.
Ist der Hauptbestandteil des Materials der Deckschicht 233 eine Kautschukverbindung wie Silikonkautschuk oder dergleichen, so verringert die während des Knetens erzeugte Wärme die Plastizität des Materials der Deckschicht 233. In diesem Fall wird das Kneten vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 10 bis 70°C durchgeführt.
Das in dieser Weise geknetete Material wird dann auf den feinen Draht 23 aufgebracht, beispielsweise in einem Extrusions- oder Strangpressverfahren, in einem Press- oder Gießverfahren, einem Tauchverfahren, einem Beschichtungsverfahren oder dergleichen. Auf diese Weise erhält man die Deckschicht 233.
Das Spiralrohr 21 und das Netzrohr 22 werden dann zu dem Kernkörper 2 zusammengesetzt.
Anschließend wird die Außenfläche des Kernkörpers 2 mit der äußeren Umhüllung 3 überzogen, wodurch man das flexible Rohr 1 erhält.
Das Material der Umhüllung 3 erhält man beispielsweise, indem die oben beschriebenen Bestandteile jeweils geschmolzen oder erweicht werden und dann diese Bestandteile miteinander gemischt und geknetet werden. Zum Mischen und Kneten der geschmolzenen oder erweichten Bestandteile kann eine Knetmaschine, ein Knetwerk, eine Knetflosse, Walzen, eine kontinuierlich knetende Extrusionsmaschine oder dergleichen verwendet werden. Werden die Bestandteile durch eine solche Knetmaschine miteinander verknetet, so erhält man in dem Material eine gleichmäßige Mischung der Bestandteile.
Hinsichtlich der Knettemperatur bestehen keine besonderen Beschränkungen. Sie sollte jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 160 bis 220°C, besser in einem Bereich von 180 bis 210°C und noch besser in einem Bereich von 185 bis 205°C liegen. Werden die Bestandteile bei einer innerhalb dieses Bereichs liegenden Temperatur geknetet, so wird die Verteilung der Bestandteile in dem Material gleichmäßiger.
Ist jedoch der Hauptbestandteil des Materials der äußeren Umhüllung 3 eine Kautschukverbindung wie Silikonkautschuk oder dergleichen, so setzt die während des Knetens erzeugte Wärme die Plastizität des Materials der Umhüllung 3 herab. In diesem Fall erfolgt das Kneten vorzugsweise bei einer Temperatur, die in einem Bereich von 10 bis 70°C liegt.
Wird das in dieser Weise geknetete Hüllenmaterial in einem Extrusionsverfahren auf den Kernkörper 2 aufgebracht, so kann das flexible Rohr 1 in einem kontinuierlichen Prozess gefertigt werden.
Vorzugsweise ist die Temperatur t des Umhüllungsmaterials während der Extrusion gleich oder größer als der Schmelzpunkt T₂ des Materials der Umhüllung 3 und gleich oder kleiner als der Schmelzpunkt T₁ des Materials der Deckschicht 233. Liegt die Temperatur t des Umhüllungsmaterials während der Extrusion innerhalb dieses Temperaturbereichs, d. h. T₂ ≤ t < T₁, so hat das Material ausgezeichnete Formbarkeit und Bearbeitbarkeit, wenn es zu der Umhüllung 3 geformt wird, wodurch auch die Haftung mit der Deckschicht 233 verbessert wird. Da die Temperatur t des Umhüllungsmaterials unter dem Schmelzpunkt T₁ des Materials der Deckschicht 233 liegt, kann vermieden werden, dass die Deckschicht 233 während des Extrusionsprozesses schmilzt und so die Haftung zwischen dem Draht 231 und der Deckschicht 233 herabgesetzt wird. Infolgedessen wird die Haftung zwischen dem Netzrohr 22 und der Umhüllung 3 verbessert, was wiederum dem flexiblen Rohr 1 ausgezeichnete Rückstellelastizität und Haltbarkeit verleiht.
Fig. 5 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teils eines für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs 1, das ein zweites Ausführungsbeispiel darstellt. Im Folgenden werden diejenigen Elemente des in Fig. 5 gezeigten flexiblen Rohrs 1 beschrieben, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Auf eine Beschreibung derjenigen Elemente, die denen des ersten Ausführungsbeispiels gleichen, wird an dieser Stelle verzichtet.
Bei dem flexiblen Rohr 1 gemäß zweitem Ausführungsbeispiel ist die äußere Umhüllung zu einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet, die eine innere Schicht 32, eine Zwischenschicht 33 und eine äußere Schicht 34 umfasst.
Wie weiter unten erläutert, besteht eine der Schichten 32, 33 und 34 der Umhüllung 3 aus einem Material, das für physikalische und chemische Eigenschaften hat, die sich von denjenigen der anderen Schichten unterscheiden. Diese physikalischen und chemischen Eigenschaften werden im Folgenden zusammenfassend als Materialeigenschaften bezeichnet. Die physikalischen Eigenschaften beinhalten beispielsweise Steifheit (Flexibilität), Härte, Dehnung, Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Biegeelastizität, Biegefestigkeit und dergleichen. Die chemischen Eigenschaften beinhalten beispielsweise chemische Beständigkeit, Wetterbeständigkeit und dergleichen. Die Erfindung ist jedoch auf diese Beispiele nicht beschränkt und umfasst selbstverständlich auch andere Materialeigenschaften.
Die innere Schicht 32 ist an der Innenseite der äußeren Umhüllung 3 ausgebildet und sorgt demnach für den Kontakt mit dem Kernkörper 2. Das Material der Innenschicht 32 ist vorzugsweise so gewählt, dass es eine ausgezeichnete Haftung an dem Kernkörper 2, insbesondere der Deckschicht 233 aufweist. Außerdem besteht die innere Schicht 32 vorzugsweise aus einem Material, das dazu geeignet ist, die Vorsprünge 31 in geeigneter Größe (Länge), Form und Anzahl auszubilden. Indem die innere Schicht 32 aus einem solchen Material gefertigt wird, kann die Rückstellelastizität und die Haltbarkeit des flexiblen Rohrs 1 geeignet eingestellt werden.
Vorzugsweise ist die innere Schicht 32 aus dem gleichen Material gebildet, das in dem ersten Ausführungsbeispiel als Material der Umhüllung 3 verwendet wird.
Die mittlere Dicke der inneren Schicht 32 (ausschließlich derjenigen Teile, die mit den Vorsprüngen 31 versehen sind) ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Sie liegt jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 0,03 bis 0,8 mm, noch besser in einem Bereich von 0,03 bis 0,4 mm.
Die Zwischenschicht 33 ist über die gesamte Außenfläche der inneren Schicht 32 ausgebildet. Die Zwischenschicht 33 bildet vorzugsweise eine Schicht, deren Elastizität oder Rückstellelastizität besser als die der äußeren Schicht 34 ist, wie weiter unten beschrieben wird. Die Zwischenschicht 33 dient so als Dämpfungsschicht zwischen der inneren Schicht 32 und der äußeren Schicht 34. Die Zwischenschicht 33 bildet vorzugsweise eine Schicht, deren Flexibilität besser als die der inneren Schicht 32 ist.
Die Dämpfungsfunktion der Zwischenschicht 33 wird im Folgenden beschrieben.
Wird das flexible Rohr 1 gebogen, so erzeugt die verformte Zwischenschicht 33 infolge ihrer hohen Rückstellelastizität eine starke Rückstellkraft. Da die Zwischenschicht 33 zwischen der äußeren Schicht 34 und der inneren Schicht 32, die beide eine vergleichsweise große Härte aufweisen, angeordnet ist, wird die Rückstellkraft der Zwischenschicht 33 effizient auf die innere Schicht 32 bzw. die äußere Schicht 34 übertragen. Die Rückstellkraft der Zwischenschicht 33 kann so fast vollständig für die Rückstellung des gebogenen flexiblen Rohrs 1 genutzt werden. Da die äußere Umhüllung 3 die beschriebene mehrschichtige Struktur hat, weist das flexible Rohr 1 eine ausgezeichnete Rückstellelastizität auf.
Das Material der Zwischenschicht 33 ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. So können verschiedene, Flexibilität aufweisende Harze verwendet werden, z. B. Polyvinylchlorid, Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylenvinylacetat-copolymer), Polyamid, Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat), Polyurethan, Polystyrol-Harz, Fluor-basiertes Harz (z. B. Polytetrafluorethylen, Ethylen-tetrafluorethylen-copolymer), Polyimid und dergleichen; verschiedene Elastomere wie Polyurethan-basiertes Elastomer, Polyesterbasiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer, Polyamid-basiertes Elastomer, Silikonkautschuk, Latex-Kautschuk und dergleichen; sowie ein Mischkörper, ein Copolymer- oder Polymerlegierung (einschließlich einer Block-Copolymer- Legierung), die jeweils mindestens eines der genannten Materialien als Hauptbestandteil enthalten. In diesem Fall kann auch eine Mischung verwendet werden, die eines, zwei oder mehrere dieser Materialien enthält.
Unter diesen Materialien sind Polyurethan-basiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer und Polyester-basiertes Elastomer geringer Härte besonders bevorzugt, da diese Elastomere ausgezeichnete Rückstellelastizität haben.
Die mittlere Dicke der Zwischenschicht 33 ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Sie sollte jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 mm, noch besser in einem Bereich von 0,02 bis 0,4 mm liegen.
Die äußere Schicht 34 ist an der Außenseite der Umhüllung 3 ausgebildet.
Die äußere Schicht 34 besteht vorzugsweise aus einem chemisch beständigen Material. Durch dieses Material erleidet die äußere Umhüllung auch bei wiederholter Reinigung und Sterilisation nur eine geringe Qualitätsminderung. Dadurch ist die Gefahr herabgesetzt, dass die Umhüllung 3 hart wird und dadurch ihre Flexibilität einbüßt oder dass sie sich infolge von Rissbildung oder dergleichen von dem Netzrohr 22 löst.
Hinsichtlich des Materials der äußeren Schicht 34 bestehen keine besonderen Beschränkungen. So können verschiedene, Flexibilität aufweisende Harze verwendet werden, z. B. Polyvinylchlorid, Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-vinylacetat-copolymer), Polyamid, Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat), Polyurethan, Polystyrol-Harz, Fluor-basiertes Harz (z. B. Polytetrafluorethylen, Ethylen-tetrafluorethylen-copolymer), Polyimid und dergleichen; verschiedene Elastomere wie Polyurethan-basiertes Elastomer, Polyester-basiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer, Polyamid-basiertes Elastomer, Silikonkautschuk, Latex-Kautschuk und dergleichen; sowie ein Mischkörper, eine Copolymer- oder Polymerlegierung (einschließlich einer Block-Copolymer-Legierung), die jeweils zumindest eines der genannten Materialien als Hauptbestandteil enthalten. In diesem Fall kann auch eine Mischung verwendet werden, die eines, zwei oder mehrere dieser Materialien enthält.
Unter diesen Materialien sind Polyolefin wie Ethylen-vinylacetat-copolymer, Fluorbasiertes Harz wie Polytetrafluorethylen, Ethylen-tetrafluorethylen-copolymer und dergleichen, Polyester-basiertes Elastomer, Polyolefin-basiertes Elastomer, Fluorbasiertes Elastomer und Silikonkautschuk besonders bevorzugt, da diese Materialien eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit haben.
Die mittlere Dicke der äußeren Schicht 34 ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Sie sollte jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 0,8 mm, noch besser in einem Bereich von 0,05 bis 0,4 mm liegen.
Die oben beschriebene mehrschichtige Struktur, die durch das Aufeinanderbringen mehrerer Schichten entsteht, kann über die gesamte Länge der Umhüllung 3 oder aber nur über einen Teil der Umhüllung 3 vorgesehen werden.
Da die äußere Umhüllung 3 die oben beschriebene mehrschichtige Struktur aufweist, können die Vorteile genutzt werden, die die in den einzelnen Schichten verwendeten Materialien haben. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Umhüllung 3 aus der äußeren Schicht 34, die eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit hat, der Zwischenschicht 33, die eine ausgezeichnete Rückstellelastizität hat, sowie der inneren Schicht 34, die eine ausgezeichnete Haftung an dem Kernkörper 2 aufweist. Die Umhüllung 3 profitiert demnach von all diesen Eigenschaften.
Das wie oben beschrieben ausgebildete flexible Rohr kann in gleicher Weise hergestellt werden, wie dies für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Wird eine Extrusionsmaschine eingesetzt, die mehrere Extrusionsöffnungen hat, so können die innere Schicht 32, die Zwischenschicht 33 und die äußere Schicht 34 gleichzeitig aus jeweils einer dieser Extrusionsöffnungen extrudiert und der Kernkörper 2 mit einem solchen Schichtkörper umhüllt werden, wodurch die äußere Umhüllung 3 mit ihrer mehrschichtigen Struktur in einem kontinuierlichen Prozess gefertigt werden kann. Durch Einstellen der Ziehgeschwindigkeit des Kernkörpers und der Ausgabemenge des durch die jeweilige Extrusionsöffnung extrudierten Schichtmaterials kann die Dicke jeder Schicht kontrolliert werden.
Die Erfindung wurde bisher an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Beispielsweise kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel die aus der inneren Schicht 32, der Zwischenschicht 33 und der äußeren Schicht 34 bestehende dreilagige Struktur durch eine Struktur ersetzt werden, bei der die Umhüllung 3 nur aus zwei Schichten, beispielsweise die innere Schicht 32 und die äußere Schicht 34 unter Weglassung der Zwischenschicht 33, oder aber aus vier oder mehr Schichten besteht.
Ferner kann zum Herstellen des für das Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs folgendes alternatives Verfahren eingesetzt werden. Zunächst wird die äußere Umhüllung 3 in Form eines durchgehenden langgestreckten Körpers ausgebildet und dann der Kernkörper 2 in diese Umhüllung 3 eingeführt, worauf eine Wärmebehandlung oder dergleichen vorgenommen wird, um die Umhüllung 3 an den Kernkörper 2 zu binden.
Die Erfindung ist auch auf flexible Verbindungsrohre und dergleichen anwendbar, die mit einer Lichtquellenvorrichtung verbunden sind.
Außerdem ist das flexible Rohr nach der Erfindung nicht nur auf ein elektronisches Endoskop, sondern auch auf ein optisches Endoskop anwendbar. Außerdem ist es nicht nur auf ein für medizinische Zwecke bestimmtes Endoskop, sondern auch auf ein für industrielle Zwecke bestimmtes Endoskop anwendbar.

Beispiele

Im Folgenden werden spezielle Beispiele der Erfindung beschrieben.

1. Herstellung des flexiblen Rohrs

Beispiel 1

Zunächst wurde durch Wickeln eines aus korrosionsbeständigem Stahl bestehenden bandförmigen Elementes mit der Breite 3 mm das Spiralrohr 21 mit einem Außendurchmesser von 9,9 mm und einem Innendurchmesser von 9,6 mm gefertigt.
Anschließend wurde ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm und ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W2) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm gefertigt. Der zuerst genannte Draht wurde dann über seine gesamte Länge in einem Extrusionsverfahren mit einer Deckschicht versehen. Als Material der Deckschicht wurde eine Mischung verwendet, die 35 Gew.-% Polyurethan- basiertes Elastomer (Produktname: "PANDEX", Produktkennung: T-1180; hergestellt und vertrieben von DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.) und 65 Gew.-% Polyamid-basiertes Harz (Produktname: "NOVAMID", Produktkennung: 1010C; hergestellt und vertrieben von Mitsubishi Engineering Plastics Corporation) enthielt. Diese Mischung hatte einen Schmelzpunkt T₁ von 214°C. Die mittlere Dicke der Deckschicht betrug 0,05 mm.
Es wurden mehrere Bündel gefertigt, die jeweils sieben feine Drähte enthielten. Jedes dieser Bündel enthielt dabei einen ersten Draht, der mit der Deckschicht versehen war, und sechs zweite Drähte ohne Deckschicht. Diese Bündel wurden zu einem Netzrohr verflochten, bei dem das Verhältnis der Anzahl an ersten Drähten zu der der Anzahl an zweiten Drähten 1 : 6 betrug.
Das Spiralrohr 21 wurde dann mit dem so gefertigten Netzrohr überzogen, um einen Kernkörper auszubilden.
Anschließend wurde die Außenfläche dieses Kernkörpers nach dem Extrusionsverfahren mit einer äußeren Umhüllung überzogen, die einen Schmelzpunkt T2 von 170°C hatte und aus einem Polyurethan-basierten Elastomer (Produktname: "PANDEX", Produktkennung: T-1180; hergestellt und vertrieben von DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.) bestand, wodurch man ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr mit einer Länge von 1,5 m erhielt. Die Temperatur t des Umhüllungsmaterials betrug während der Extrusion 200°C. Die mittlere Dicke der so erhaltenen äußeren Umhüllung des flexiblen Rohrs betrug 0,3 mm.

Beispiel 2

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass für den ersten feinen Draht, d. h. den mit der Deckschicht versehenen feinen Draht, ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm und für den zweiten feinen Draht, d. h. den Draht ohne Deckschicht, ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-WPB) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm verwendet wurde, um das Netzrohr auszubilden.

Beispiel 3

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass für den ersten feinen Draht, d. h. den mit der Deckschicht versehenen Draht, ein aus einer Kupferlegierung (C2800 1/2H) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm und für den zweiten feinen Draht, d. h. den Draht ohne Deckschicht, ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-WPB) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm verwendet wurde.

Beispiel 4

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass für den ersten feinen Draht, d. h. den mit der Deckschicht versehenen Draht, ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS403-W1) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm und für den zweiten feinen Draht, d. h. den Draht ohne Deckschicht, ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm verwendet wurde, um das Netzrohr auszubilden, und dass die mittlere Dicke der Deckschicht 0,06 mm betrug.

Beispiel 5

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, abgesehen davon, dass ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) bestehender Draht mit einem Durchmesser von 0,08 mm für den ersten Draht verwendet wurde, der zur Steigerung der Flexibilität bei einer Temperatur von 900°C ausgeglüht wurde.

Beispiel 6

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen von den folgenden Punkten.
Als Material der Deckschicht des ersten feinen Drahtes wurde eine Mischung verwendet, die 60 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVDP) (Produktname: "NEOFRON VDF"; hergestellt und vertrieben von DAIKIN INDUSTRIES LTD.) und 40 Gew.-% Polychlortrifluorethylen enthielt, dessen Schmelzpunkt 192°C betrug. Die Deckschicht wurde nach einem Extrusionsverfahren bei einer Materialtemperatur von 215°C ausgebildet, um eine mittlere Dicke von 0,04 mm zu erhalten.
Als Material der äußeren Umhüllung wurde Polyvinylidenfluorid (PVDF) (Produktname "NEOFRON VDF"; hergestellt und vertrieben von DAIKIN INDUSTRIES LTD.) verwendet, dessen Schmelzpunkt 174°C betrug. Die äußere Umhüllung wurde nach einem Extrusionsverfahren bei einer Materialtemperatur von 188°C hergestellt, um eine mittlere Dicke von 0,4 mm zu erhalten.

Beispiel 7

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, abgesehen davon, dass die Deckschicht und die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt wurden.

Beispiel 8

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, abgesehen davon, dass die Deckschicht und die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt wurden.

Beispiel 9

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, abgesehen davon, dass die Deckschicht und die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt wurden.

Beispiel 10

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, abgesehen davon, dass die Deckschicht und die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt wurden.

Beispiel 11

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die auf dem Kernkörper vorgesehene äußere Umhüllung zu einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet wurde, die eine innere Schicht, eine Zwischenschicht und eine äußere Schicht umfasste.
Die äußere Umhüllung mit dieser mehrschichtigen Struktur wurde unter Verwendung einer Extrusionsmaschine mit drei Extrusionsöffnungen hergestellt. Die mehrschichtige Struktur wurde dabei in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt, indem die Materialien der Innenschicht, der Zwischenschicht und der äußeren Schicht gleichzeitig extrudiert wurden, um den Kernkörper zu umhüllen.
Als Material für die innere Schicht wurde Polyurethan-basiertes Elastomer (Produktname: "PANDEX", Produktkennung: T-1180; hergestellt und vertrieben von DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.), als Material für die Zwischenschicht Polyurethan-basiertes Elastomer (Produktname "PANDEX", Produktkennung: T- 1498; hergestellt und vertrieben von DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.) und als Material für die äußere Schicht Polyurethan-basiertes Elastomer (Produktname: "PANDEX", Produktkennung: T-1495; hergestellt und vertrieben von DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.) verwendet. Die mittlere Dicke der inneren Schicht betrug 0,05 mm, der Zwischenschicht 0,1 mm und der äußeren Schicht 0,1 mm.

Beispiel 12

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, abgesehen davon, dass die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 11 gefertigt wurde.

Beispiel 13

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, abgesehen davon, dass die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 11 gefertigt wurde.

Beispiel 14

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, abgesehen davon, dass die äußere Umhüllung in gleicher Weise wie in Beispiel 11 gefertigt wurde, wobei das Material der inneren Schicht durch Polyvinylfluorid (PVDF) (Produktname: "NEOFRON VDF"; hergestellt und vertrieben von DAIKIN INDUSTRIES LTD.) ersetzt wurde, dessen Schmelzpunkt 174°C betrug.

Beispiel 15

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 11 hergestellt, abgesehen davon, dass ein Netzrohr durch Verflechten von jeweils aus vier feinen Drähten bestehenden Bündeln hergestellt wurde, wobei jeweils ein erster Draht und drei zweite Drähte vorgesehen waren. Das Verhältnis der Anzahl an ersten Drähten zu der Anzahl an zweiten Drähten betrug also 1 : 3.

Beispiel 16

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, abgesehen davon, dass ein Netzrohr durch Verflechten von jeweils aus fünf feinen Drähten bestehenden Bündeln hergestellt wurde. Unter diesen fünf Drähten waren zwei erste Drähte mit einem Durchmesser von 0,09 mm und drei zweite Drähte vorgesehen, die alternierend angeordnet waren. Das Verhältnis der Anzahl an ersten Drähten zu der Anzahl an zweiten Drähten betrug also 2 : 3.

Vergleichsbeispiel 1

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass auf den Drähten keine Deckschicht ausgebildet wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass alle Drähten aus dem gleichen korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) mit einem Durchmesser von 0,1 mm gefertigt wurden.

Vergleichsbeispiel 3

Ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, abgesehen davon, dass alle Drähte aus dem gleichen korrosionsbeständigen Stahl (SUS304-W1) mit einem Durchmesser von 0,1 mm hergestellt wurden.

2. Bewertung der Eigenschaften der flexiblen Rohre

2.1 Test auf Rückstellelastizität

Ein Test auf Rückstellelastizität wurde für jedes der flexiblen Rohre nach den Beispielen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 durchgeführt.
In diesem Test wurden beide Enden des jeweiligen flexiblen Rohrs gehalten. Dann wurde das Rohr um 90° gebogen. Dabei wurde die Rückstellelastizität nach den vier folgenden Rangstufen bewertet.

1. A: Äußerst gute Rückstellelastizität; äußerst gute Eignung als flexibles Rohr für ein Endoskop.
2. B: Gute Rückstellelastizität; Eignung als flexibles Rohr für ein Endoskop.
3. C: Mäßige Rückstellelastizität; Eignung als flexibles Rohr für ein Endoskop fragwürdig.
4. D: Schwache Rückstellelastizität; keine Eignung als flexibles Rohr für ein Endoskop.

Die Ergebnisse des Tests auf Rückstellelastizität sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.

2.2 Test auf Haltbarkeit

Ein Test auf Haltbarkeit wurde für jedes der flexiblen Rohre nach den Beispielen 1 bis 16 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 durchgeführt.
In diesem Test wurden beide Enden des jeweiligen flexiblen Rohrs gehalten, und das Rohr wurde dann 400 mal um 180° gebogen. Dann wurde der oben beschriebene Test auf Rückstellelastizität vorgenommen, um die Rückstellelastizität nach den wiederholt durchgeführten Biegeoperationen mit der Rückstellelastizität vor diesen Biegeoperationen zu vergleichen und den Verlust an Rückstellelastizität nach den vier unten angegebenen Rangstufen zu bewerten. Der Verlust an Rückstellelastizität wird dabei als Folge davon angesehen, dass sich der innenliegende Teil der äußeren Umhüllung löst, d. h. dass sich die äußere Umhüllung von dem Kernkörper löst. Diejenigen flexiblen Rohre, die ihre Rückstellelastizität behalten, weisen ausgezeichnete Haltbarkeit auf.

1. A: Praktisch keine Änderung der Rückstellelastizität; äußerst gute Haltbarkeit.
2. B: Geringer Verlust an Rückstellelastizität; gute Haltbarkeit.
3. C: Merklicher Verlust an Rückstellelastizität; fragwürdige Haltbarkeit.
4. D: Signifikanter Verlust an Rückstellelastizität; festgestellte Qualitätsminderung an verschiedenen Stellen.

Die Ergebnisse des Tests auf Haltbarkeit sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Wie aus den Tabellen 1 und 2 hervorgeht, hatten alle flexiblen Rohre eine gute Rückstellelastizität.
Die flexiblen Rohre nach den Beispielen 1 bis 16 wiesen zudem eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf. Obgleich die äußere Umhüllung des flexiblen Rohrs in den Beispielen 11 bis 16 eine mittlere Dicke (Summe der mittleren Dicken der drei Schichten) hatte, die geringer als die in den Beispielen 1 bis 10 war, stellte sich die Haltbarkeit als etwa die gleiche heraus.
Da erfindungsgemäß der erste feine Draht, der mit der Deckschicht versehen ist, flexibler als der zweite feine Draht ohne Deckschicht ist, ist die Haftung (Bindungsstärke) zwischen der Drahtanordnung (Netzrohr) und der äußeren Umhüllung verbessert, wodurch verhindert wird, dass sich die äußere Umhüllung beim Biegen oder Verdrehen des flexiblen Rohrs löst. Die Erfindung stellt deshalb ein für ein Endoskop bestimmtes flexibles Rohr bereits, das ausgezeichnete Rückstellelastizität und Haltbarkeit aufweist.
Durch geeignete Wahl des Materials der Deckschicht und des Materials der äußeren Umhüllung sowie der aus diesen Materialien resultierenden Eigenschaften kann die oben erläuterte technische Wirkung noch verstärkt werden.
Erfindungsgemäß kann der Unterschied in den Flexibilitäten zwischen dem ersten feinen Draht und dem zweiten feinen Draht zuverlässig und vergleichsweise einfach dadurch erreicht werden, dass (1) der erste Draht aus einem Material gefertigt wird, das weicher als das Material des zweiten Drahtes ist, (2) der Durchmesser des ersten Drahtes kleiner als der Durchmesser des zweiten Drahtes gewählt wird, und (3) die Prozessbedingungen und/oder die Bedingungen einer Wärmebehandlung für den ersten Draht und den zweiten Draht unterschiedlich gewählt werden. Die Drähte können so in einfacher Weise gefertigt werden.
Wird die äußere Umhüllung zu einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet, indem mehrere Schichten übereinandergebracht werden, so können ausreichende Rückstellelastizität und Haltbarkeit mit einer äußeren Umhüllung erreicht werden, die dünner ist als eine aus einer einzigen Schicht bestehende äußere Umhüllung. Durch eine solche mehrschichtige äußere Umhüllung kann also der Durchmesser des für ein Endoskop bestimmten flexiblen Rohrs verringert werden. Durch geeignete Wahl von Material und Dicke der jeweiligen Schicht und geeignete Kombination dieser Schichten sorgen die Schichten für einen zusätzlichen Synergieeffekt. Auf diese Weise kann ein flexibles Rohr mit ausgezeichneten Eigenschaften bereitgestellt werden.

Claims

1. Flexibles Rohr für ein Endoskop, umfassend
ein aus einem schraubenförmig gewickelten bandförmigen Element gebildetes Spiralrohr,
eine auf dem Spiralrohr angeordnete, aus mehreren feinen Drähten bestehende Drahtanordnung und
eine auf der Drahtanordnung angeordnete flexible Umhüllung,
wobei die Drähte mindestens einen ersten Draht, der eine hauptsächlich aus einem Harzmaterial bestehende Deckschicht hat, und mindestens einen zweiten Draht ohne Deckschicht umfassen und dass der erste Draht flexibler als der zweite Draht ist.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtanordnung ein Geflecht umfasst, in dem der erste und der zweite Draht miteinander verflochten sind.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung einen Abschnitt hat, der an die Drahtanordnung angrenzt, und dass das Harzmaterial der Deckschicht ein Material enthält, aus dem dieser Abschnitt der Umhüllung gebildet ist.

4. Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Harzmaterial der Deckschicht das Material des genannten Abschnitts der Umhüllung in einer Menge von 5 bis 80 Gew.-% bezogen auf das Harzmaterial enthält.

5. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes dadurch erzeugt ist, dass der erste Draht aus einem Material besteht, das weicher als das Material des zweiten Drahtes ist.

6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes dadurch erzeugt ist, dass der Durchmesser des ersten Drahtes kleiner als der Durchmesser des zweiten Drahtes ist.

7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied in den Flexibilitäten des ersten und des zweiten Drahtes durch unterschiedliche Prozessbedingungen und/oder unterschiedliche Wärmebehandlung erzeugt ist.

8. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Anzahl der ersten Drähte zu der Anzahl der zweiten Drähte in der Drahtanordnung in einem Bereich von 1 : 15 bis 3 : 1 liegt.

9. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckschicht einen Schmelzpunkt hat, der über dem Schmelzpunkt des Materials der Umhüllung liegt.

10. Rohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen dem Schmelzpunkt des Materials der Deckschicht und dem Schmelzpunkt des Materials des genannten Abschnitts der Umhüllung in einem Bereich von 4 bis 200°C liegt.

11. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Umhüllung ein Polyurethan-basiertes Elastomer enthält.

12. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckschicht ein Polyurethan-basiertes Elastomer enthält.

13. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckschicht ein Polyamid-basiertes Harz enthält.

14. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckschicht ein Fluor-basiertes Harz enthält,

15. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Dicke der Deckschicht in einem Bereich von 0,01 bis 0,1 mm liegt.

16. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Dicke der Umhüllung in einem Bereich von 0,01 bis 1,5 mm liegt.

17. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus mehreren Schichten besteht.

18. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung in einem Extrusionsverfahren hergestellt ist.

19. Endoskop mit einem flexiblen Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche.