DE19912199A1

DE19912199A1 - Flexibles Rohr für ein Endoskop und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19912199A1
Application number: DE19912199A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ohara; Yoshinori Shibata; Hiromichi Shibuya; Hitoshi Hirose; Kikuo Iwasaka; Tatsuo Kubota; Masaya Sato; Tadashi Kasai
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: DE19912199B4; JP3367415B2; US6206824B1; JPH11262468A

Abstract

Beschrieben ist ein flexibles Rohr für ein Endoskop. Das flexible Rohr enthält ein Spiralrohr (11) als innerste Schicht und eine Hülle (13). Die Hülle (13) wird durch Aufbringen einer Schmelze eines Hüllenmaterials (1) und deren anschließende Aushärtung hergestellt, wobei das Hüllenmaterial durch die Lücken, die zwischen benachbarten Windungen des Spiralrohrs (11) ausgebildet sind, hindurchtreten und so an die Innenfläche des Spiralrohrs (11) gelangen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Rohr für ein Endoskop, das als endoskopisches Einführteil verwendbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des flexiblen Rohrs.

Flexible Rohre für Endoskope werden im allgemeinen in der Weise gefertigt, daß ein mit einem oder mehreren übereinanderliegenden Schichten versehenes Spi ralrohr mit einem netzartigen Rohr überzogen wird, das wiederum mit einer flexi blen Hülle belegt wird. Zum Herstellen der flexiblen Hülle wird diese entweder mit einem flexiblen Rohrmaterial überzogen, oder es wird ein schmelzflüssiges, thermoplastisches Kunstharzmaterial auf das netzartige Rohr aufgebracht, und anschließend für die Aushärtung der aufgebrachten Schicht gesorgt.

Fig. 6 zeigt ein für ein Endoskop bestimmtes, flexibles Rohr nach dem Stand der Technik, das aus einer Hülle 13 besteht. Zur Herstellung der Hülle 13 wurde zu nächst ein schmelzflüssiges, thermoplastisches Kunstharzmaterial aufgebracht und dann die aufgebrachte Schicht ausgehärtet. Durch Öffnungen in dem netzar tigen Rohr 12 ist Hüllenmaterial 1 gedrungen, so daß die Hülle 13 und das netzar tige Rohr 12 aneinander gebunden sind. Das Spiralrohr ist in Fig. 6 mit 11 be zeichnet.

Die Bindung zwischen dem Spiralrohr 11 und dem netzartigen Rohr 12 ist jedoch so schwach, daß sich infolge wiederholten Gebrauchs des Endoskops Lücken zwischen diesen beiden Komponenten ausbilden und so das flexible Rohr immer weicher wird, so daß Schwierigkeiten beim Einführen des Endoskops in eine Kör perhöhle auftreten.

Ein weiteres Problem bei einem herkömmlichen flexiblen Rohr für ein Endoskop zeigt Fig. 7. Beim Gebrauch des flexiblen Rohrs wird dieses in kleinen Krüm mungsradien in verschiedene Richtungen gebogen oder wieder in seine gerade Form zurückgeführt. Die Innenkanten des Spiralrohrs 11 beschädigen so ein Sili kongummi-Rohr, das ein durch das flexible Rohr hindurchgeführtes optisches Fa serbündel 50 umschließt. Dadurch wird oftmals ein Bruch der im Inneren ange ordneten optischen Fasern verursacht, so daß die optische Leistung verschlech tert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und ein für ein Endoskop bestimmtes, flexibles Rohr anzugeben, das wiederholt ge braucht werden kann, ohne daß das im Inneren verlaufende optische Faserbündel durch die Innenfläche des am weitesten innen angeordneten Spiralrohrs beschä digt wird und sich das flexible Rohr hinsichtlich seiner Flexibilität ändert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen flexiblen Rohrs anzugeben.

Die Erfindung löst diese Aufgaben durch das flexible Rohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4.

Die Erfindung sieht vor, das Hüllenmaterial, das nach seiner im geschmolzenen Zustand erfolgten Aufbringung aushärtet, durch Lücken, die zwischen benachbar ten Windungen des als innerste Schicht dienenden Spiralrohrs ausgebildet sind, hindurchtreten kann, bis es die Bereiche der Innenfläche des Spiralrohrs (gewundenes Schraubenelement) erreicht. Die Innenkanten des Spiralrohrs kön nen so mit dem Hüllenmaterial überzogen werden. Das für ein Endoskop be stimmte, flexible Rohr nach der Erfindung gestattet den wiederholten Gebrauch des Endoskops, ohne daß das intern verlegte optische Faserbündel oder der gleichen durch die Innenfläche des am weitesten innen liegenden Spiralrohrs be schädigt wird. Ist die Innenfläche des Spiralrohrs insgesamt oder teilweise von dem eingedrungenen Hüllenmaterial bedeckt, so ist die Bindung zwischen dem Spiralrohr und anderen Teilen so verstärkt, daß die nach wiederholtem Gebrauch des Endoskops häufig auftretenden Veränderungen in der Flexibilität verringert werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zei gen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längsschnitt,

Fig. 2 ein defektes flexibles Rohr im Längsschnitt,

Fig. 3 das Einführen eines Dorns und das anschließende Aufbringen von Hüllenmaterial in einer Längsschnittdarstellung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längs schnitt,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längsschnitt,

Fig. 6 ein bekanntes flexibles Rohr im Längsschnitt und

Fig. 7 einen Biegeabschnitt des bekannten Rohrs.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines Mittelteils eines für ein Endoskop bestimmten, flexiblen Rohrs, das typischerweise als Hülle für einen Einführabschnitt des En doskops oder als Lichtführungskabel zum Verbinden einer Lichtführung mit einer Lichtquelleneinheit verwendet wird.

Als innerste Schicht des flexiblen Rohrs wird ein Spiralrohr 11 verwendet. Dieses wird hergestellt, indem ein Edelstahlstreifen oder dergleichen mit vorbestimmtem Durchmesser spiral- oder schraubenförmig gewunden wird, wobei zwischen be nachbarten Windungen des Spiralrohrs 11 Lücken vorhanden sind. Das Spiral rohr 11 enthält zwei übereinanderliegende Schichten, die in unterschiedliche Richtungen gewunden sind. Das Spiralrohr 11 kann auch nur eine Schicht oder auch drei oder mehr Schichten enthalten. Außerdem hat das Spiralrohr 11 weiter unten erläuterte Kantenbereiche.

Das Spiralrohr 11 ist mit einem netzartigen Rohr 12 überzogen, das aus feinen Edelstahldrähten oder ähnlichem besteht, die in Form eines Rohrs geflochten sind. Das netzartige Rohr 12 kann auch eine oder mehrere Schichten enthalten. Das netzartige Rohr 12 ist mit einer Hülle 13 überzogen, die typischerweise aus einem thermoplastischen Kunstharz wie z. B. Polyurethan-Harz besteht. Zum Herstellen der Hülle 13 wird zunächst ein schmelzflüssiges Kunstharzmaterial (Hüllenmaterial) 1 von einer Extrudiermaschine (Fließpreßmaschine) auf die Außenfläche des netzartigen Rohrs 12 gebracht und dann die aufgebrachte Schicht zum Aushärten (Ausheilen) abgekühlt. Die Außenfläche der Hülle 13 ist mit einem chemisch resistenten Überzug versehen.

Im geschmolzenen Zustand dringt das Hüllenmaterial 1 durch in dem netzartigen Rohr 12 ausgebildeten Öffnungen in die Lücken ein, die sich zwischen den in re gelmäßigem Abstand angeordneten Windungen des Spiralrohrs 11 befinden. Von den Lücken aus bewegt sich das Hüllenmaterial 1 in das Innere des Spiralrohrs 11, bevor es aushärtet. Eine Innenkante des Spiralrohrs 11 ist so im Ganzen mit dem Hüllenmaterial 1 bedeckt.

Das Rohr, welches das nicht gezeigte Faserbündel enthält und durch das flexible Rohr verläuft, steht so nicht in direktem Kontakt mit den Kanten des Spiralrohrs 11, sondern lediglich mit dem diese Kanten bedeckenden Hüllenmaterial 1.

Selbst wenn das flexible Rohr in kleinen Krümmungsradien in verschiedene Richtungen gebogen oder wieder in die gerade Form zurückgeführt wird, wird so das Rohr, welches das optische Faserbündel bedeckt, nicht beschädigt, so daß auch die optischen Fasern nicht brechen.

Um dafür zu sorgen, daß das Hüllenmaterial 1 so weit eindringt, bis es die Berei che der Innenfläche des Spiralrohrs 11 wie vorstehend erläutert erreicht, kann während des Extrudierens der auf das Harz ausgeübte Druck erhöht oder das na he der Spritzdüse befindliche Harz erwärmt werden.

Werden diese Verfahren, in denen der Druck erhöht oder das Harz erwärmt wird, einfach so eingesetzt, so gelangen jedoch entweder übermäßige oder ungleich mäßige Mengen an Hüllenmaterial 1 durch die Lücken, die sich zwischen den in regelmäßigem Abstand angeordneten Windungen des Spiralrohrs 11 befinden, ins Innere, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Um ein gleichmäßiges Eindringen zu errei chen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, müssen in diesem Fall die Bedingungen für das Extrudieren definiert eingestellt werden.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird wie in Fig. 3 gezeigt, ein Dorn 3 während des Extrudierens locker in das Spiralrohr 11 eingeführt und nach Aus härtung des Hüllenmaterials 1 wieder entfernt. Das Extrudieren kann so in der in Fig. 4 gezeigten Weise erfolgen. Wie Fig. 4 zeigt, ist das Hüllenmaterial 1 an Be reiche der Innenfläche des Spiralrohrs 11 gelangt und bildet so über die gesamte Innenfläche eine gleichförmige, dünne Schicht. Das Ergebnis des Extrudierens wird so durch leichte Variationen in der Extrusionstemperatur oder dem Extrusi onsdruck nicht beeinflußt.

Die Kanten des Spiralrohrs 11 sind deshalb ausreichend mit dem Hüllenmaterial 1 bedeckt, so daß eine Beschädigung der optischen Fasern infolge einer Beschädi gung des diese umgebenden Rohrs sicher verhindert werden kann. Darüber hin aus sorgt das Hüllenmaterial 1 für eine starke mechanische Verbindung zwischen dem Spiralrohr 11 und dem netzartigen Rohr 12. Das Endoskop kann so wiederholt benutzt werden, ohne daß sich der Zusammenhalt zwischen dem Spi ralrohr 11, dem netzartigen Rohr 12 und der Hülle 13 lockert. Die zu Beginn vor handene Flexibilität des flexiblen Rohrs bleibt so erhalten, und es treten keine Schwierigkeiten wie z. B. Beulen- oder Faltenbildung auf.

Der Dorn 20 kann als Stange ausgebildet sein, die aus Metall, z. B. Edelstahl be steht. Der Dorn 20 kann auch aus weichen oder flexiblen Materialien, z. B. Kunst stoff- oder Gummimaterialien, bestehen, welche einen kontinuierlichen Extrusi onsvorgang ermöglichen.

Weiterhin können die Oberflächen derjenigen Teile, die sich auf der Seite befin den, auf der das Hüllenmaterial 1 durch das Extrudieren aufgebracht worden ist (d. h. ein Rohr, welches das mit dem netzartigen Rohr 12 überzogene Spiralrohr 11 enthält), einer Oberflächenbehandlung, z. B. einer Beschichtung oder einer Platierung, einer Grundierung, einer Klebstoffauftragung oder anderen Behand lungen unterzogen werden, welche die Bindung an das Hüllenmaterial 1 stärken.

Wie Fig. 4 zeigt, gelangt das Hüllenmaterial 1 in den Bereich der Innenfläche des Spiralrohrs 11 und bildet so eine Schicht, welche die gesamte Innenfläche des Spiralrohrs 11 bedeckt, so daß das endbearbeitete flexible Rohr nicht vollständig flexibel ist, sondern eine gewisse Starrheit hat.

Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, kann das Eindringen des Hüllenmaterials 1 bei Durchführung des Extrusionsvorgangs unter Verwendung des Dorns 20 derart eingeschränkt werden, daß das Hüllenmaterial 1 zwar an Bereiche der Innen fläche des Spiralrohrs 11 gelangen kann, jedoch die Innenfläche nur teilweise be deckt, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Das auf diese Weise hergestellte flexible Rohr hat neben den Merkmalen, die auch bei vollständiger Abdeckung der Innenfläche des Spiralrohrs 11 durch das Hüllenmaterial 1 vorhanden sind, eine geeignete Flexibilität.

Die Erfindung sieht vor, das Hüllenmaterial, welches nach seiner im geschmolze nen Zustand erfolgenden Aufbringung aushärtet, durch die Lücken dringen kann, die zwischen angrenzenden Schichten des die innerste Schicht bildenden Spiral rohrs vorhanden sind, bis es die Bereiche der Innenfläche des Spiralrohrs er reicht. Die Innenkanten des Spiralrohrs können so mit dem Hüllenmaterial abge deckt werden. Das für das Endoskop vorgesehen, flexible Rohr ermöglicht so den wiederholten Gebrauch des Endoskops, ohne daß das im Inneren verlaufende optische Faserbündel oder dergleichen durch die Innenfläche des am weitesten innen angeordneten Spiralrohrs beschädigt wird. Ist die Innenfläche des Spiralrohrs insgesamt oder teilweise von dem eingedrungenen Hüllenmaterial bedeckt, so ist die Bindung zwischen dem Spiralrohr und anderen Teilen aus reichend verstärkt, so daß die nach wiederholtem Gebrauch des Endoskops in der Regel auftretenden Schwankungen in der Flexibilität verringert werden kön nen.

Claims

1. Flexibles Rohr für ein Endoskop, mit einem Spiralrohr (11), zwischen dessen Windungen Lücken ausgebildet sind, und einer aus einem Hüllenmaterial (1) gefertigten Hülle (13), die zumindest die Außenfläche des Spiralrohrs (11) bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllenmaterial (1) durch die Lücken hindurchtretend so angeordnet ist, daß es zumindest Kanten des Spiralrohrs (11) bedeckt.

2. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiral rohr (11) eine oder mehrere übereinanderliegende Schichten enthält, die von einer oder mehreren Schichten eines in dem Hüllenmaterial (1) einge betteten, netzartigen Rohrs (12) bedeckt sind.

3. Flexibles Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Spiralrohrs (11) vollständig von dem Hüllenmaterial (1) be deckt ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop, mit fol genden Schritten:
Setzen eines Spiralrohrs (11) als innerste Schicht auf einen Dorn (20) unter Bereitstellung eines Zwischenraums zwischen der Außenfläche des Dorns (20) und der Innenfläche des Spiralrohrs (11),
Aufbringen einer Schmelze eines Hüllenmaterials (1) auf das Spiralrohr (11) derart, daß das Hüllenmaterial (1) durch Lücken zwischen benachbarten Windungen des Spiralrohrs (11) in den Zwischenraum eindringt,
Aushärten des Hüllenmaterials (1)
und Entfernen des Dorns (20).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralrohr (11) eine oder mehrere übereinanderliegende Schichten enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Setzen des Spiralrohrs (11) dieses mit einer oder mehreren Schichten eines netzartigen Rohrs (12) bedeckt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllenmaterial (1) ein thermoplastisches Kunstharz ist und mit einer Extrudiervorrichtung aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Teile, auf die das Hüllenmaterial (1) aufgebracht wird, einer Behandlung zur Stärkung der Bindung an das Hüllenmaterial (1) unterzogen werden, bevor das Hüllenmaterial auf das Spiralrohr (11) aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile das Spiralrohr (11) und ein netzartiges Rohr (12) sind.