DE19912199B4

DE19912199B4 - Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop

Info

Publication number: DE19912199B4
Application number: DE19912199A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ohara; Yoshinori Shibata; Hiromichi Shibuya; Hitoshi Hirose; Kikuo Iwasaka; Tatsuo Kubota; Masaya Sato; Tadashi Kasai
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: US6206824B1; JP3367415B2; DE19912199A1; JPH11262468A

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop, mit folgenden 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).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop.
Flexible Rohre für Endoskope werden im allgemeinen in der Weise gefertigt, daß ein mit einem oder mehreren übereinanderliegenden Schichten versehenes Spiralrohr mit einem netzartigen Rohr überzogen wird, das wiederum mit einer flexiblen 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.
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 zunächst ein schmelzflüssiges, thermoplastisches Kunstharzmaterial aufgebracht und dann die aufgebrachte Schicht ausgehärtet. Durch Öffnungen in dem netzartigen Rohr 12 ist Hüllenmaterial 1 gedrungen, so daß die Hülle 13 und das netzartige Rohr 12 aneinander gebunden sind. Das Spiralrohr ist in 6 mit 11 bezeichnet.
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 Körperhöhle auftreten.

Ein weiteres Problem bei einem herkömmlichen flexiblen Rohr für ein Endoskop zeigt 7. Beim Gebrauch des flexiblen Rohrs wird dieses in kleinen Krümmungsradien in verschiedene Richtungen gebogen oder wieder in seine gerade Form zurückgeführt. Die Innenkanten des Spiralrohrs 11 beschädigen so ein Silikongummi-Rohr, das ein durch das flexible Rohr hindurchgeführtes optisches Faserbündel 50 umschließt. Dadurch wird oftmals ein Bruch der im Inneren angeordneten optischen Fasern verursacht, so daß die optische Leistung verschlechtert wird.

Aus der Druckschrift JP 083 13 821 A ist ein flexibles Rohr für ein Endoskop bekannt, das ein Spiralrohr, zwischen dessen Windungen Lücken ausgebildet sind, sowie eine aus einem Hüllenmaterial gefertigte Hülle aufweist, die zumindest die Außenfläche des Spiralrohrs bedeckt. Das Hüllenmaterial dieses Rohrs ist so angeordnet, dass es zumindest die Kanten des Spiralrohrs bedeckt.

In der Druckschrift DE 32 42 449 C2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop beschrieben, das mit einem Dorn arbeitet, auf den ein Spiralrohr gesetzt wird. Dabei ist das Spiralrohr Teil einer rohrförmigen Grundstruktur, die neben dem Spiralrohr noch ein Netzwerkrohr umfasst. Das Herstellungsverfahren wird so ausgeführt, dass ein thermoplastisches Kunstharzmaterial, das das Hüllenmaterial bildet, nur mit dem Netzwerkrohr, nicht jedoch mit dem Spiralrohr verbunden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop anzugeben, das auf einfache Weise dafür sorgt, dass das Hüllenmaterial gleichmäßig das Spiralrohr durchdringt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und ein für ein Endoskop bestimmtes, flexibles Rohr anzugeben, das wiederholt gebraucht werden kann, ohne daß das im Inneren verlaufende optische Faserbündel Die Erfindung sieht vor, das Hüllenmaterial, das nach seiner im geschmolzenen Zustand erfolgten Aufbringung aushärtet, durch Lücken, die zwischen benachbarten 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 können so mit dem Hüllenmaterial überzogen werden. Das für ein Endoskop bestimmte, flexible Rohr nach der Erfindung gestattet den wiederholten Gebrauch des Endoskops, ohne daß das intern verlegte optische Faserbündel oder dergleichen 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 sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längsschnitt,
2 ein defektes flexibles Rohr im Längsschnitt,
3 das Einführen eines Dorns und das anschließende Aufbringen von Hüllenmaterial in einer Längsschnittdarstellung,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längsschnitt,
5 ein drittes Ausführungsbeispiel des flexiblen Rohrs im Längsschnitt,
6 ein bekanntes flexibles Rohr im Längsschnitt und
7 einen Biegeabschnitt des bekannten Rohrs.
1 zeigt den Längsschnitt eines Mittelteils eines für ein Endoskop bestimmten, flexiblen Rohrs, das typischerweise als Hülle für einen Einführabschnitt des Endoskops 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 benachbarten 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 regelmäßigem 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 Bereiche der Innenfläche des Spiralrohrs 11 wie vorstehend erläutert erreicht, kann während des Extrudierens der auf das Harz ausgeübte Druck erhöht oder das nahe 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 ungleichmäßige Mengen an Hüllenmaterial 1 durch die Lücken, die sich zwischen den in regelmäßigem Abstand angeordneten Windungen des Spiralrohrs 11 befinden, ins Innere, wie in 2 gezeigt ist. Um ein gleichmäßiges Eindringen zu erreichen, wie es in 1 gezeigt ist, müssen in diesem Fall die Bedingungen für das Extrudieren definiert eingestellt werden.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird wie in 3 gezeigt, ein Dorn 20 während des Extrudierens locker in das Spiralrohr 11 eingeführt und nach Aushärtung des Hüllenmaterials 1 wieder entfernt. Das Extrudieren kann so in der in 4 gezeigten Weise erfolgen. Wie 4 zeigt, ist das Hüllenmaterial 1 an Bereiche 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 Extrusionsdruck nicht beeinflußt.
Die Kanten des Spiralrohrs 11 sind deshalb ausreichend mit dem Hüllenmaterial 1 bedeckt, so daß eine Beschädigung der optischen Fasern infolge einer Beschädigung des diese umgebenden Rohrs sicher verhindert werden kann. Darüber hinaus 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 Spiralrohr 11, dem netzartigen Rohr 12 und der Hülle 13 lockert. Die zu Beginn vorhandene 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 besteht. Der Dorn 20 kann auch aus weichen oder flexiblen Materialien, z.B. Kunststoff- oder Gummimaterialien, bestehen, welche einen kontinuierlichen Extrusionsvorgang ermöglichen.
Weiterhin können die Oberflächen derjenigen Teile, die sich auf der Seite befinden, 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 Behandlungen unterzogen werden, welche die Bindung an das Hüllenmaterial 1 stärken.
Wie 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 Innenfläche des Spiralrohrs 11 gelangen kann, jedoch die Innenfläche nur teilweise bedeckt, wie in 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, daß das Hüllenmaterial, welches nach seiner im geschmolzenen Zustand erfolgenden Aufbringung aushärtet, durch die Lücken dringen kann, die zwischen angrenzenden Schichten des die innerste Schicht bildenden Spiralrohrs vorhanden sind, bis es die Bereiche der Innenfläche des Spiralrohrs erreicht. Die Innenkanten des Spiralrohrs können so mit dem Hüllenmaterial abgedeckt 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 ausreichend verstärkt, so daß die nach wiederholtem Gebrauch des Endoskops in der Regel auftretenden Schwankungen in der Flexibilität verringert werden können.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohrs für ein Endoskop, mit folgenden 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).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralrohr (11) eine oder mehrere übereinanderliegende Schichten enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Setzen des Spiralrohrs (11) dieses mit einer oder mehreren Schichten eines netzartigen Rohrs (12) bedeckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllenmaterial (1) ein thermoplastisches Kunstharz ist und mit einer Extrudiervorrichtung aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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 (1) auf das Spiralrohr (11) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile das Spiralrohr (11) und ein netzartiges Rohr (12) sind.