DE3923006C2 - Biegebetätigungseinrichtung für Endoskope mit einer Bremseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Biegebetätigungseinrichtung für Endoskope mit einer Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der US 4 078 555 bekannt ist.

Biegebetätigungseinrichtungen bekannter Endoskope weisen im allgemeinen eine Bremseinrichtung auf, die dazu dient, den biegsamen Abschnitt eines Endoskopes in einem gewünschten Biegezustand zu halten, um das Beobachtungsblickfeld zu fixieren. In einer bekannten Biegebetätigungseinrichtung wurde die Bremse so ausgelegt, daß der biegsame Abschnitt selbst in einer gewünschten Biegestellung fixiert wird. Es ist jedoch sehr unpraktisch, wenn der Biegewinkel des biegsamen Ab­ schnittes nicht mehr verändern werden kann, nachdem dieser einmal in einer bestimmten Biegestellung fixiert worden ist. Es ist daher allgemein üblich, Bremsen des Typs zu verwenden, bei dem ein Antriebselement, welches eine Zugkraft auf einen Biegebetätigungsdrahtzug aufbringt, durch Reibkräfte abge­ bremst wird. Damit ist es nicht nur möglich, den biegsamen Abschnitt in einem gewünschten Biegezustand zu halten, sondern auch den Biegewinkel nochmals zu ändern, nachdem der biegsame Abschnitt zuvor in einer bestimmten Biegestellung fixiert worden ist.

Aus der US 4 078 555 ist eine Biegebetätigungeinrichtung für Endoskope mit einer Bremseinrichtung bekannt, umfassend drehbar in dem Betätigungsteil des Endoskops angeordnete An­ triebsmittel in Form eines Abschnittes einer drehbaren Welle, der mit Zahnstangen derart zusammenwirkt, daß eine Zugkraft auf die Betätigungsdrähte zum Biegen des distalen Endoskopab­ schnittes aufgebracht werden kann. Innerhalb des Betätigungs­ teils ist konzentrisch zu der Welle ein feststehender Schaft angeordnet. In einer Kammer, die zwischen einer schaftfesten, achsnormalen Fläche und einer wellenfesten achsnormalen Fläche ausgebildet ist, ist ein elastisches Reibelement in Form einer Gummischeibe angeordnet. Mit Hilfe eines mit einem Be­ tätigungshebel versehenen Gewinderinges kann die schaftfeste Fläche in axialer Richtung verstellt werden. Damit kann der Kompressionsgrad des scheibenförmigen Reibelementes zwischen den beiden achsnormalen Flächen und damit die Bremskraft ein­ gestellt werden.

Diese Art von Bremseinrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der Durchmesser der Gummischeiben relativ groß ausgelegt werden muß, um große Reibkräfte, d. h. Bremskräfte zu erzielen. Dies führt zu einer Vergrößerung der Abmessungen des Betäti­ gungsteils, so daß die Handhabung desselben verschlechtert und der Mechanismus kompliziert wird.

Bei Biegebetätigungseinrichtungen von Endoskopen gilt, daß je größer der Biegewinkel des biegsamen Abschnittes ist, um so größer auch die auf diesen biegsamen Abschnitt wirkende Rück­ stellkraft ist, welche den biegsamen Abschnitt in seine ge­ streckte Stellung zurückbiegen will. Bei der bekannten Brems­ einrichtung, bei der die drehbare wellenfeste Scheibe einfach gegen die schaftfeste Scheibe angedrückt wird, wird das Ver­ hältnis zwischen der Größe der aufgebrachten Reibkraft und der Größe des Biegewinkels nicht in Betracht gezogen. Falls demnach die Reibkraft so eingestellt wird, daß sie für die Handhabung passend ist, dann kann die aufgebrachte Reibkraft die auf den biegsamen Abschnitt wirkende Rückstellkraft nicht aufnehmen, wenn der biegsame Abschnitt einen relativ großen Biegewinkel annimmt, so daß er in unerwünschter Weise in seine gestreckte Stellung zurückgestellt wird.

Falls die Reibkraft soweit erhöht wird, daß der biegsame Ab­ schnitt auch dann, wenn er einen relativ großen Biegewinkel annimmt, nicht in unerwünschter Weise in seine gestreckte Stellung zurückverstellt wird, dann ist diese Reibkraft für den Fall, in welchem der biegsame Abschnitt in etwa seine ge­ streckte Stellung einnimmt, unangemessen hoch, so daß es un­ möglich ist, den Biegewinkel feinfühlig zu verstellen. Zur Vermeidung dieses Nachteils kann bei der aus der US 4 078 555 bekannten Biegeeinrichtung die Bremskraft für die Feineinstellung durch einen Druckschieber aufgehoben werden, der in einem Stellrad oder Stellknopf der Betätigungseinrichtung verschiebbar gelagert ist und durch dessen Betätigung das Stellrad mit seiner an der Gummischeibe anliegenden Bremsfläche von der Gummischeibe abgehoben werden kann. Diese Anordnung baut in radialer Richtung jedoch relativ groß und ist umständlich zu bedienen, da die Bremskraft einerseits durch den oben genannten Handhebel eingestellt werden muß und andererseits durch Betätigung des Druckschiebers ganz aufge­ hoben werden kann. Dabei muß man dann darauf achten, daß sich bei vollständiger Aufhebung der Bremskraft die Spitze des En­ doskops nicht wieder stärker verstellt als gewünscht.

Aus der US 4 461 282 ist ferner eine Betätigungseinrichtung für ein Endoskop mit einer Bremseinrichtung bekannt, bei der eine Bremstrommel mit einem relativ großen Radius verwendet wird, die mit Bremsschuhen zusammenwirkt. Diese Bremsschuhe oder Bremsbacken können durch einen Betätigungshebel in und außer Eingriff mit der Bremstrommel gebracht werden. Auch diese Lösung baut in radialer Richtung relativ groß, erfordert viele Teile und ist vergleichsweise umständlich zu be­ dienen, da neben der Betätigung des Einstellrades auch immer noch der Betätigungshebel für die Bremse betätigt werden muß. In Anbetracht dessen, daß die Einstellung in der Regel nur mit einer Hand erfolgen kann, ist die Einstellung der Endo­ skopspitze und die Betätigung des Betätigungshebels daher re­ lativ kompliziert und erfordert viel Geschick.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der US 4 078 555 bekannte Biegebetätigungseinrichtung so auszubilden, daß eine Bremskraft erzeugt wird, die jeweils der vom Biegewinkel der Endoskopspitze abhängigen Rückstellkraft ent­ spricht.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird bei einer Vergrößerung des Biegewinkels aus der O-Stellung heraus das jeweilige zy­ lyndrische Bremselement durch den Gewindeeingriff mit dem je­ weiligen Schaftteil in axialer Richtung verstellt und komprimiert, wodurch es sich notwendigerweise in radialer Richtung ausdehnt und dadurch den Reibschluß mit den den Ringraum be­ grenzenden Flächen verstärkt. Das bedeutet, daß die Brems­ kraft bei zunehmenden Biegewinkel automatisch ansteigt. Somit paßt sich die Bremskraft immer dem Biegewinkel an, ohne daß hierzu eine separate Einstellung der Bremskraft erforderlich wäre.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Endoskopes, welches mit einer Betätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung der Betätigungsein­ richtung.

Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau eines Endoskopes; ein Einführteil 30, welcher von einem biegsamen Rohr umhüllt ist, hat einen an seinem distalen Ende an­ geformten biegsamen Abschnitt 40 und einen mit dem proximalen Ende des Einführteils 30 verbundenen Betätigungsteil 50. Ein Drahtzügepaar 5a für die Aufwärts- und Abwärtsbetätigung (AA-Drahtzüge) und ein Drahtzügepaar 5b für die Rechts- und Linksbetätigung (RL-Drahtzüge) erstreckt sich jeweils vom biegsamen Ab­ schnitt 40 zum Betätigungsteil 50 durch den Einführteil 30 hindurch.

Der proximale Endabschnitt jedes dieser Betätigungsdrahtzüge 5a, 5b ist mit einer Biege­ betätigungseinrichtung verbunden, die in dem Betätigungsteil 50 angeordnet ist. Auf die Betätigungs­ drahtzüge 5a, 5b wird durch Drehen eines Auf/Ab- Biegebetätigungsknopfes 16 (AA-Betätigungsknopf) und eines Rechts/Links-Biegebetätigungsknopfes 9 (RL- Betätigungsknopf), die am Betätigungsteil 50 vorstehen, eine Zugkraft aufgebracht, so daß der biegsame Ab­ schnitt 40 in der gewünschten Richtung und in einem ge­ wünschten Winkel abgebogen werden kann.

Fig. 2 zeigt die Biegebetätigungseinrichtung; ein Basisteil 1 ist innerhalb des Betätigungsteils 50 ange­ ordnet. Ein stangenförmiger fester Schaft 2 steht auf dem Basisteil 1, wobei der Schaft 2 mit dem Basisteil 1 einstückig ausgeführt ist. Eine drehbare Welle 3 (RL- Drehschaft) für die Rechts/Links-Biegebetätigung ist drehbar auf den festen Schaft 2 aufgesteckt. Eine Seil­ trommel 4 ist mit einem Schaftabschnitt 3a mit quadra­ tischem Querschnitt verbunden, welcher am unteren Endteil des RL-Drehschaftes 3 ausgebildet ist, so daß die Seiltrommel 4 mit dem RL-Drehschaft 3 drehverbunden ist und eine Einheit bildet. Die RL- Betätigungsdrahtzüge 5b sind auf die Seiltrommel 4 auf­ gewickelt, so daß bei Drehen der Seiltrommel 4 auf die RL-Betätigungsdrahtzüge 5b eine Zugkraft ausgeübt wird und der biegsame Abschnitt 40 dadurch nach rechts oder nach links gebogen wird.

Eine drehbare Welle 6 (AA-Drehschaft) für die Auf/Ab- Biegebetätigung ist drehbar auf dem RL-Drehschaft 3 ge­ lagert und eine Seiltrommel 7 ist mit einem Schaftab­ schnitt 6a mit quadratischem Querschnitt verbunden, welcher am unteren Endteil des AA-Drehschaftes 6 ausge­ bildet ist, so daß die Seiltrommel 7 mit dem AA-Drehschaft 6 eine drehverbundene Einheit bildet. Die AA- Betätigungsdrahtzüge 5a sind auf die Seiltrommel 7 auf­ gewickelt, so daß bei Drehen der Seiltrommel 7 auf die AA-Betätigungsdrahtzüge 5a eine Zugkraft aufgebracht wird und der biegsame Abschnitt 40 dadurch aufwärts oder abwärts gebogen wird.

Außerdem ist ein rohrförmiger fester Schaft 8 auf dem Basisteil 1 so befestigt, daß er die beiden Seil­ trommeln 4, 7 umgibt; die Seiltrommeln 4, 7 werden auf diese Weise so abgedeckt, daß die Betätigungsdrahtzüge 5a, 5b nicht vom jeweiligen Außenumfang der Seil­ trommeln 4 bzw. 7 abspringen. Die Außenwand des festen Schaftes 8 ist teilweise eingeschnitten und die Betätigungsdrahtzüge 5a bzw. 5b sind durch diese Ein­ schnitte nach außen geführt (nicht dargestellt).

Der RL-Betätigungsknopf 9 für die Biegebetätigung nach rechts und nach links ist auf das überstehende Ende des RL-Drehschaftes 3 aufgeschraubt, so daß eine Biege­ betätigung nach rechts und nach links durch Drehen des RL-Betätigungsknopfes 9 durchgeführt werden kann. Eine ringförmige Aufnahmekammer 10 für ein Reibelement ist zwischen dem vorstehenden Ende des festen Schaftes 2 und dem RL-Drehschaft 3 ausgebildet. Genauer ausge­ drückt ist der distale Endbereich des RL-Drehschaftes 3 nach Art einer Stirnsenkbohrung ausgebildet, so daß der Innendurchmesser dieses Bereiches größer als der des anderen Teils des Drehschaftes 3 ist und auf diese Weise der Boden 10a und die Außenwandfläche 10b der Aufnahmekammer 10 für das Reibelement gebildet wird. Ein Gewinde 11 ist in die Außenfläche des Abschnittes des festen Schaftes 2 eingeschnitten, welcher sich vom Boden der Aufnahmekammer 10 bis zum distalen Ende des Schaftes 2 erstreckt.

Ein elastisches Reibelement 12, welches etwa rohrförmig ausgebildet ist, ist in die Aufnahmekammer 10 einge­ setzt und durch den von einer Mutter 13 aufgebrachten Druck komprimiert. Das Reibelement 12 kann aus einem elastischen Material bestehen, beispielsweise einem Chloroprengummi-Material oder einem thermoplastischen Olefin-Elastomer, welchem eine ausreichende Härte gege­ ben wurde. Der Grad, bis zu welchem das Reibelement 12 komprimiert wird, kann durch den Grad, bis zu welchem die Mutter 13 angezogen wird, bestimmt werden. Eine feste Mutter 14 dient zum Sichern der Mutter 13 gegen Verdrehen; mit 23 ist ein Deckel bezeichnet, welcher auf das distale Ende des RL-Drehschaftes 3 auf­ geschraubt ist.

Das Reibelement 12, welches in der Aufnahmekammer 10 mittels der Mutter 13 unter Druck gesetzt wird, bringt auf den RL-Drehschaft 3 im Berührungsbereich zwischen dem Reibelement und dem Boden 10a der Aufnahmekammer 10 einerseits und der Außenwandfläche 10b andererseits eine Reibwiderstandskraft auf. Das Reibelement 12 er­ fährt auch in seinem Berührungsbereich mit der mit einem Gewinde versehenen Außenfläche des festen Schaf­ tes 2 einerseits und der Unterseite der Mutter 13 ande­ rerseits einen Reibwiderstand. Wenn demnach der biegsame Abschnitt 40 nach rechts oder links durch Dre­ hen des RL-Betätigungsknopfes 9 gebogen wird, entsteht ein Reibwiderstand zwischen dem sich drehenden RL- Drehschaft 3 und dem festen Schaft 2 bzw. der Mutter 13, die feststehende Bauteile sind, über das dazwischen angeordnete Reibelement 12. Dieser Reibwiderstand bremst die Drehung der Seiltrommel 4, so daß der biegsame Abschnitt 40 in einer gebogenen Stellung ge­ halten wird. Wenn jedoch der RL-Betätigungsknopf 9 gegen den Reibwiderstand verdreht wird, kann die Seiltrommel 4 zum Zwecke einer Biegebetätigung ver­ stellt werden.

Das Reibelement 12 ist außerdem mit dem Gewinde 11, welches an der Außenseite des distalen Endes des festen Schaftes 2 vorgesehen ist, in einem Gewindeeingriff. Bei einem Verdrehen wird deshalb das Reibelement 12 durch die Wirkung des Gewindes in axialer Richtung ver­ stellt, so daß das Reibelement 12 beispielsweise bei einer Abwärtsbewegung fest gegen den Boden 10a der Aufnahmekammer 10 gedrückt wird, während das Reib­ element 12 bei einer Aufwärtsbewegung fest gegen die Unterseite der Mutter 13 angedrückt wird, wodurch die auf diese Bauteile wirkende Flächenpressung erhöht wird. Da der Reibwiderstand zwischen dem Reibelement 12 und dem RL-Drehschaft 3 größer als der zwischen dem Reibelement 12 und dem festen Schaft 2 ist, dreht sich das Reibelememt 12 zusammen mit dem RL- Drehschaft 3; wenn der Drehwinkel zunimmt, wird das Reibelement entweder gegen den Boden 10a der Aufnahme­ kammer 10 oder die Unterseite der Mutter 13 gedrückt, wodurch der Reibwiderstand wächst.

Wenn der Biegewinkel zunimmt, nimmt auch die auf den biegsamen Abschnitt 40 wirkende Rückstellkraft, die diesen in seine gestreckte Stellung zurückstellen will, zu. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei welchem das Reibelement 12 in Gewindeeingriff mit dem Gewinde 11 ist, nimmt der Reibwiderstand, d.h. auch die Brems­ kraft, in der beschriebenen Weise zu, wenn der Biege­ winkel größer wird; es ist demzufolge möglich, den biegsamen Abschnitt 40 in einem gewünschten Biegezu­ stand zu halten, auch wenn er einen relativ großen Biegewinkel einnimmt. Da der Reibwiderstand dann, wenn der biegsame Abschnitt 40 einen kleinen Biegewinkel an­ nimmt, verhältnismäßig klein ist, ist es möglich, eine feinfühlige Biegebetätigung durchzuführen.

Der AA-Betätigungsknopf 16 für die Biegebetätigung auf­ wärts und abwärts ist auf den AA-Drehschaft 6 über eine Verbindungsmutter 15 aufgeschraubt. Mit 17 ist eine kleine Sicherungsschraube bezeichnet, die zum Fixieren der Verbindungsmutter 15 dient, so daß diese Mutter 15 sich gegenüber dem AA-Drehschaft 6 nicht verdrehen kann. Eine ringförmige Aufnahmekammer 18 für ein Reib­ element ist zwischen dem festen Schaft 8 und dem AA- Drehschaft 6 ausgebildet; ein rohrförmiges Reibelement 19 ist in der Aufnahmekammer 18 in einem komprimierten Zustand aufgenommen. Das Reibelement 19 weist einen Metallring 19a auf, der auf dessen Außenumfang angeord­ net ist und mit diesem eine Einheit bildet. Der Metall­ ring 19a hat an seiner äußeren Wandfläche ein Gewinde.

An der inneren Umfangsfläche des Teils des festen Schaftes 8, welcher im Bereich der Aufnahmekammer 18 liegt, ist ein Gewinde 20 ausgebildet. Das Gewinde 20 ist in einem Gewindeeingriff mit dem Metallring 19a und einer mit einem Hebel versehenen Mutter 21, die auf die Oberseite des Reibelementes 19 einen Druck ausübt. Das Maß, in dem das Reibelement 19 komprimiert wird, kann durch manuelle Verdrehung der Mutter 21 eingestellt werden. Der Metallring 19a ist mit dem festen Schaft 8 in zuverlässigem Gewindeeingriff; das Reibelement 19 wird infolge dieses Gewindeeingriffes bei einer Verdrehung des AA-Drehschaftes 6 vertikal komprimiert. Die Drehung der Seiltrommel 7 zum Zwecke einer Auf/Ab- Biegebetätigung kann durch Reibwiderstand in der glei­ chen Weise gebremst werden, wie im Fall der oben be­ schriebenen Rechts/Links-Biegebetätigung.

Durch die vorliegende Erfindung ist eine Biegebetätigungseinrichtung für Endoskope mit einer Bremseinrichtung geschaffen worden, bei der in einfacher Weise ein Reibelement in komprimiertem Zustand in einer Aufnahmekammer aufgenom­ men wird. Dies ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau und reduziert die Abmessungen und das Gewicht der Bremse. Wenn das Reibelement mit einem Gewinde in Gewindeeingriff ist, wächst der Widerstand und damit die Bremskraft, wenn der Biegewinkel zunimmt. Deshalb kann der biegsame Abschnitt auch dann, wenn er einen großen Biegewinkel annimmt, zuverlässig in diesem Biegezustand gehalten werden. Wenn der biegsame Ab­ schnitt einen kleinen Biegewinkel annimmt, ist der Reibwiderstand vermindert, so daß es möglich ist, eine feinfühlige Biegebetätigung auszuführen.

Außerdem erhält man in einfacher Weise einen wasser­ dichten Aufbau und damit die Möglichkeit, eine Schwan­ kung des Reibwiderstandes infolge des Eindringens von Wasser oder dergleichen zu verhindern.

Claims (8)

1. Biegebetätigungseinrichtung für Endoskope mit einer Bremseinrichtung, umfassend

• - drehbar in einem Betätigungsteil (50) des Endo­ skops angeordnete Antriebsmittel (4, 7) zum Auf­ bringen einer Zugkraft auf wenigstens einen Betä­ tigungsdraht (5a, 5b) zum Biegen eines Endoskopab­ schnittes (40),
• - eine mit diesen Antriebsmitteln (4, 7) drehfest verbundene Welle (3, 6),
• - einen in dem Betätigungsteil (50) konzentrisch zu der drehbaren Welle (3, 6) angeordneten feststehenden Schaft (2, 8),
• - eine zum Aufnehmen eines Reibelementes (12, 19) bestimmte Aufnahmekammer (10, 18), die zwischen einer schaftfesten Fläche und einer wellenfesten Fläche ausgebildet ist, und
• - ein in der Aufnahmekammer (10, 18) angeordnetes ela­ stisches Reibelement (12, 19),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Reibelement (12, 19) in einem Ringraum (10, 18) zwischen dem feststehenden Schaft (2, 8) und der drehbaren Welle (3, 6) ange­ ordnet ist,
• - daß an der den Ringraum (10, 18) begrenzenden Fläche des feststehenden Schaftes (2, 8) ein Gewinde (11, 20) ausgebildet ist, mit dem das Reibelement (12, 19, 19a) in Gewindeeingriff steht, und
• - daß der Reibwiderstand zwischen dem Reibelement (12, 19) und der drehbaren Welle (3, 6) größer ist als der Reibwiderstand zwischen dem feststehenden Schaft (2, 8) und dem Reibelement (12, 19), so daß sich dieses zusammen mit der dreh­ baren Welle (3, 6) dreht.

2. Biegebetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel eine Seiltrommel (4, 7) umfassen, die mit einer handbe­ tätigbaren Betätigungseinrichtung (9, 16) verbunden ist.

3. Biegebetätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (13, 21) zum Einstellen des Kompressionsgrades des Reibelementes (12, 19) vorgesehen sind.

4. Biegebetätigungseinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einstellen des Kompressionsgrades von einer Mutter (13, 21) gebildet sind, die in Gewindeeingriff mit dem Gewinde (11, 20) an dem feststehenden Schaft (2, 8) steht.

5. Biegebetätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (21) zum Einstellen des Kompressionsgrades manuell betätig­ bar sind.

6. Biegebetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reib­ element (12, 19) rohrförmig ist.

7. Biegebetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinander betätigbare Antriebseinrichtungen (4, 7) zum Verstellen eines biegsamen Abschnittes (40) des Endoskops in unterschiedliche Richtung, wobei jede Antriebseinrichtung mit einer Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusammenwirkt.