DE19644729A1

DE19644729A1 - Endoscope with at least one glued and additionally soldered end window

Info

Publication number: DE19644729A1
Application number: DE19644729A
Authority: DE
Inventors: Juergen Rudischhauser
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-01-29
Also published as: DE59704992D1

Abstract

An endoscope has an outer tube in whose distal end area are mounted an endoscope objective whose image is transmitted by an image transmitter to the proximal end of the endoscope, and a distal end window which closes the outer tube in a fluid- and gas-tight manner, and through which runs the path of the rays of the endoscope objective. The disclosed endoscope is characterised in that the distal end window and/or the proximal eyepiece window are glued in a manner known per se by their rim into the outer tube, the eyepiece cup or an adapter set into the outer tube or eyepiece cup, and in that a ring-shaped welding layer is applied on at least one end surface of the end window for additionally joining the end window to the outer tube or adapter by means of a welding layer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an endoscope according to the Preamble of claim 1.

Derartige Endoskope sind sowohl in starrer als auch in flexibler Ausführung allgemein bekannt und werden sowohl zur Beobachtung von Hohlräumen beispielsweise in Motoren, Turbinen als auch in der Medizin zur Diagnose oder zur Durchführung von therapeutischen Eingriffen eingesetzt. Such endoscopes are both rigid and in flexible execution generally known and become both for observation of cavities, for example in Motors, turbines as well as in medicine for diagnosis or to carry out therapeutic interventions used.

Da Endoskope im Einsatz häufig in flüssigkeitsgefüllte Hohlräume oder in Hohlräumen mit hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt werden, ist es erforderlich, daß das distale Endfenster das Außenrohr, in dem die Endoskopoptik angeordnet ist, fluid- und gasdicht abschließt.Because endoscopes are often used in liquid-filled Cavities or in cavities with high humidity used, it is necessary that the distal End window the outer tube in which the endoscope optics is arranged, fluid and gas-tight seals.

An die fluid- und gasdichte Verbindung des Endfensters mit dem Außenrohr werden dabei hohe Anforderungen ge stellt, da sich das Außenrohr mit dem Endfenster nicht nur in aggressiven Medien befinden kann, sondern auch hohen Temperaturen ausgesetzt sein kann:The fluid and gas tight connection of the end window high demands are made with the outer tube poses, since the outer tube with the end window does not can only be in aggressive media, but also can be exposed to high temperatures:

Insbesondere bei medizinischen Endoskopen wird die Verbindung des Endfensters mit dem Außenrohr durch das Einlegen in eine Sterilisierlösung und/oder durch eine Sterilisierung mit heißem Wasserdampf im Autoklaven bei ca. 140°C stark beansprucht. Beim Sterilisiervorgang wird in gleicher Weise wie das distale Endfenster auch das proximal angeordnete Okularfenster beansprucht.In medical endoscopes in particular Connection of the end window to the outer tube through the Place in a sterilizing solution and / or through a Sterilization with hot steam in an autoclave approx. 140 ° C heavily used. During the sterilization process becomes in the same way as the distal end window the proximal eyepiece window is strained.

Bei den meisten bekannten Endoskopen sind die Endfen ster in das Außenrohr bzw. den Okulartrichter einge klebt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Klebeverbindun gen gerade dann, wenn sie einer Temperaturwechselbela stung und zusätzlich aggressiven Medien ausgesetzt werden, altern, so daß sie undicht werden, und nach einer gewissen Betriebs zeit Feuchtigkeit und/oder Flui de in das Endoskop eindringen können.In most known endoscopes, the endfen stered into the outer tube or the eyepiece funnel sticks. However, it has been shown that adhesive bonds especially if they have a temperature change and additionally exposed to aggressive media will age so that they leak, and after a certain operating time moisture and / or flui de can penetrate the endoscope.

Deshalb ist in der DE 37 40 417 A1 vorgeschlagen worden, auf die Umfangsfläche des distalen Endfensters einen Metallfilm aufzubringen und diesen Metallfilm mit dem in der Regel aus einem nichtrostenden Metall beste henden Außenrohr zu verlöten. Therefore, it has been proposed in DE 37 40 417 A1 on the peripheral surface of the distal end window Apply metal film and this metal film with the usually best of a rustproof metal soldering the outer tube.

Hierzu ist eine sogenannte "Spaltlötung" erforderlich. Die sich bei einem Spalt-Lötvorgang ergebende Löt schicht kann jedoch nur sehr aufwendig auf Fehlstellen etc. kontrolliert werden, so daß es bei der Serienher stellung möglich ist, daß Fehler in der Lötverbindung übersehen werden. Dies hat zur Folge, daß nach einer bestimmten Zeit das Endfenster das Endoskop nicht mehr fluiddicht verschließt.This requires a so-called "gap soldering". The soldering resulting from a gap soldering process Layer can, however, only be very complex for defects etc. are checked so that it is in the series position is possible that errors in the soldered connection be overlooked. This has the consequence that after a certain time the end window the endoscope no longer sealed fluid-tight.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß das bzw. die Endfenster sicher und in leicht kontrollierbarer Weise mit dem Außenrohr bzw. dem Okulartrichter fluiddicht verbunden sind.The invention has for its object an endoscope according to the preamble of claim 1 to further develop that the end window (s) safely and in an easily controllable manner with the outer tube or the eyepiece funnel are connected in a fluid-tight manner.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Er findung sind Gegenstand der Ansprüche 2ff.An inventive solution to this problem is in Claim 1 specified. Further training of the Er invention are the subject of claims 2ff.

Erfindungsgemäß sind das distale Endfenster und/oder das Okular mit ihrem Umfangsrand in an sich bekannter Weise in das Außenrohr bzw. den Okulartrichter oder ein in das Außenrohr bzw. den Okulartrichter eingesetztes Zwischenstück eingeklebt. Zusätzlich ist auf wenigstens eine Endfläche des oder der Fenster, bevorzugt die dem Inneren zugekehrte Endfläche eine lötbare ringförmige Schicht aufgebracht, über die das Fenster zusätzlich durch eine Lotschicht mit dem Außenrohr, dem Okular trichter oder dem Zwischenstück verbunden ist.According to the invention, the distal end window and / or the eyepiece with its peripheral edge in a known per se Way in the outer tube or the eyepiece funnel or inserted into the outer tube or the eyepiece funnel Glued in intermediate piece. In addition, at least an end face of the window or windows, preferably that Inner facing end face is a solderable annular Layer applied over which the window additionally through a layer of solder with the outer tube, the eyepiece funnel or the intermediate piece is connected.

Erfindungsgemäß sind damit zwei voneinander unabhängige Verbindungen vorgesehen, so daß selbst bei einer Be schädigung oder einer nichtordnungsgemäßen Ausführung der einen Verbindung das Endoskop auch bei starker Beanspruchung fluid- und gasdicht bleibt.According to the invention, two are independent of one another Connections provided so that even with a loading damage or improper execution one connection the endoscope even with strong ones Stress remains fluid and gas tight.

Dabei ist die in an sich bekannter Weise vorgesehene Spaltklebung im Vergleich zu einem Spalt-Lötvorgang vergleichsweise einfach durchzuführen und zu kontrol lieren. Die zusätzlich vorgesehene Lötverbindung, die im Gegensatz zu der aus der DE 37 40 417 A1 vorge schlagenen Spalt-Lötverbindung auf eine Außenfläche aufgebracht wird, ist nicht nur leicht auszuführen, sondern das Lötergebnis ist auch visuell einfach und sicher zu kontrollieren.This is provided in a manner known per se Gap bonding compared to a gap soldering process comparatively easy to carry out and to control lieren. The additionally provided solder joint, the in contrast to that from DE 37 40 417 A1 struck solder joint on an outer surface is not only easy to apply, but the soldering result is also visually simple and to control safely.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung wird bevorzugt erst die Lötverbindung ausgeführt. Anschlie ßend erfolgt die Spaltklebung. Im Falle von Lötverbin dungen auf beiden Endflächen wird bevorzugt erst die Lötverbindung auf der proximalen, d. h. der dem Innen raum zugekehrten Endfläche, anschließend die Klebung und dann die Lötverbindung auf der distalen Endfläche ausgeführt. Durch diese Vorgehensweise lassen sich die einzelnen Verbindungen einfach visuell kontrollieren.To produce the compound of the invention preferably carried out only the soldered connection. Then The gap is glued. In the case of soldering is preferred on both end faces Proximal, d. H. the inside end face facing the room, then the adhesive and then the solder joint on the distal end surface executed. By doing this, the simply check individual connections visually.

In jedem Falle hat die erfindungsgemäße Verbindung den Vorteil, daß das Endfenster im Vergleich zum Stand der Technik dünner ausgeführt werden kann, ohne daß die Verbindung zwischen Endfenster und Außenrohr schlechter wird.In any case, the compound of the invention Advantage that the end window compared to the state of the Technology can be made thinner without the Connection between end window and outer tube worse becomes.

Durch den Einsatz zweier unterschiedlicher Verbindungs techniken erhält man gerade bei thermisch induzierten Spannungen eine günstigere Kraftweiterleitung als beim Einsatz lediglich einer Verbindungstechnik. By using two different connections techniques can be obtained with thermally induced Tensions a more favorable power transmission than with Use of only one connection technology.

Die erfindungsgemäße Verbindung eignet sich für Endos kope für beliebige Anwendungsfälle und beliebige Blick winkel.The compound according to the invention is suitable for endos kope for any application and any view angle.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der An sprüche 2ff.Developments of the invention are the subject of sayings 2ff.

Die lötbare Schicht, die auf eine Endfläche des End fensters aufgebracht wird, ist bevorzugt eine Metall schicht, die aufgedampft oder beispielsweise durch Tauchen oder elektrolytisch abgeschieden wird.The solderable layer that is on one end face of the end window is applied, is preferably a metal layer that is evaporated or, for example, by Immersed or electrodeposited.

Die Schmelztemperatur des eingesetzten Lotes und die Erweichungstemperatur des Klebstoffes können dabei je nach Einsatzgebiet des Endoskops gewählt werden. Im Falle medizinischer Endoskope, die durch Autoklavieren sterilisiert werden sollen, müssen die genannten Tempe raturen natürlich so hoch sein, daß die Verbindungs schichten durch die beim Autoklaviervorgang verwendeten Temperaturen nicht geschädigt werden.The melting temperature of the solder used and the Softening temperature of the adhesive can vary can be selected according to the area of application of the endoscope. in the Trap medical endoscopes by autoclaving The temperatures mentioned must be sterilized ratures are of course so high that the connection layers through those used in the autoclaving process Temperatures are not damaged.

Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn als Lot ein "deutlich" über der Autoklaviertemperatur (ca. 140°C) schmelzendes Lot und als Klebstoff ein UV-härtbarer Klebstoff verwendet wird.This is the case, for example, if a plumb bob "significantly" above the autoclave temperature (approx. 140 ° C) melting solder and as an adhesive a UV-curable Adhesive is used.

Das distale Endfenster kann in bekannter Weise bei spielsweise aus Quarzglas, BK 7 oder einem Saphirmate rial bestehen.The distal end window can be in a known manner for example made of quartz glass, BK 7 or a sapphire rial exist.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise, die Lötschicht nicht auf die Umfangsfläche wie beim Stand der Technik, sondern auf eine oder beide Endflächen aufzubringen, hat den weiteren Vorteil, daß die hergestellte ringför mige Schicht gleichzeitig als Aperturblende oder als Streulichtblende des Endoskopobjektivs dienen kann.The procedure according to the invention, the solder layer not on the peripheral surface as in the prior art, but to apply to one or both end surfaces, has the further advantage that the ringför produced layer at the same time as an aperture diaphragm or as Lens hood of the endoscope lens can serve.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment approximately example with reference to the drawing described in the show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den distalen Endbe reich, und Fig. 1 is a longitudinal section through the distal Endbe rich, and

Fig. 2 eine Aufsicht auf den distalen Endbereich eines erfindungsgemäßen Endoskops. Fig. 2 is a plan view of the distal end region of an endoscope according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den distalen Endbereich eines Endoskops. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein distales Endfenster bezeichnet, das beispielsweise aus Quarzglas, BK 7 oder einem Saphirmaterial bestehen kann. Das Endfenster ist in ein Außenrohr 2 eingesetzt, das die nicht dargestellte Endoskopoptik aufnimmt, also ein Objektiv und einen Bildweiterleiter, der eine Reihe von Relaylinsensystemen oder ein optisches Faserbündel aufweisen kann. Das Außenrohr besteht beispielsweise aus Monel oder einem VA-Stahl geeigneter Korrosionsbe ständigkeit. Fig. 1 shows a longitudinal section through the distal end portion of an endoscope. The reference numeral 1 designates a distal end window is, for example, made of quartz glass, BK7, or a sapphire material may be made. The end window is inserted into an outer tube 2 , which receives the endoscope optics (not shown), that is to say an objective and an image relay, which can have a number of relay lens systems or an optical fiber bundle. The outer tube consists, for example, of Monel or a VA steel of suitable corrosion resistance.

Zwischen der Umfangsfläche 3 des Endfensters 1 und dem Außenrohr 2 befindet sich eine Klebstoffschicht 4, die insbesondere aus einem UV-härtbaren Klebstoff bestehen kann. Zusätzlich ist auf die proximale Endfläche 5 des Endfensters 1 eine ringförmige Schicht 6 aufgebracht, die lötbar ist und insbesondere eine Metallschicht sein kann. Das Endfenster 1 ist über die lötbare ringförmige Schicht 6 durch eine Lötverbindung 7 mit dem Außenrohr 2 verbunden. Between the peripheral surface 3 of the end window 1 and the outer tube 2 there is an adhesive layer 4 , which can consist in particular of a UV-curable adhesive. In addition, an annular layer 6 , which can be soldered and in particular can be a metal layer, is applied to the proximal end face 5 of the end window 1 . The end window 1 is connected to the outer tube 2 via the solderable annular layer 6 by a solder connection 7 .

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf Endfenster, in der deutlich der Spalt zwischen dem Endfenster 1 und dem Außenrohr 2 zu sehen ist, der mit Klebstoff ausgefüllt wird. Fig. 2 shows a plan view of the end window, in which the gap between the end window 1 and the outer tube 2 can be clearly seen, which is filled with adhesive.

Im Falle des Okularfensters wird entsprechend vorge gangen.In the case of the eyepiece window is accordingly went.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke, zusätzlich zu einer Umfangs-Klebung eine stirnseitige Lotverbindung vorzu sehen, kann bei flexiblen oder starren Endoskopen ein gesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist er jedoch bei starren Endoskopen, da diese über ein lötbares Außen rohr verfügen, das zumeist aus Monel besteht.The basic idea of the invention, in addition to a Circumferential gluing a face solder joint can see with flexible or rigid endoscopes be set. However, it is particularly advantageous for rigid endoscopes, as these have a solderable exterior pipe, which mostly consists of Monel.

Claims

1. Endoscope with an outer tube, in the distal end region of an endoscope objective, the image of which conducts an image to the proximal end of the endoscope, and a distal end window are provided which closes the outer tube in a fluid and gas-tight manner, and through which the beam path of the Endoscope objective runs, characterized in that the distal end window and / or the eyepiece window is glued with its peripheral edge in a manner known per se into the outer tube or the eyepiece funnel or an intermediate piece inserted into the outer tube or the eyepiece funnel, and that at least one End face of the end window is a solderable annular layer is applied, via which the end window is additionally connected to the outer tube or the intermediate piece by a solder layer.

2. Endoscope according to claim 1, characterized in that the solderable annular Layer is applied to the inner surface.

3. Endoscope according to claim 1, characterized in that solder on both end faces bare annular layers are applied.

4. Endoscope according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solderable layer is a Metal layer that is evaporated or for example is deposited by dipping or electrolytically.

5. Endoscope according to one of claims 1 to 4, characterized in that the melting temperature of the Solder and the softening temperature of the adhesive like this are high that the endoscope steri by autoclaving is lisizable.

6. Endoscope according to one of claims 1 to 5, characterized in that the solder is a hard solder.

7. endoscope according to claim 5 or 6, characterized in that the adhesive UV curable adhesive.

8. Endoscope according to one of claims 1 to 7, characterized in that the end window made of quartz glass or BK7.

9. Endoscope according to one of claims 1 to 8, characterized in that the end window from a Sapphire exists.

10. Endoscope according to one of claims 1 to 9, characterized in that the on an end face of the Ring-shaped layer applied to the end window of the aper Turblende or a lens hood of the endoskopobjek tivs forms.

11. Endoscope according to one of claims 1 to 10, characterized in that the end window in itself has a known optical effect.

12. Endoscope according to one of claims 1 to 11, characterized in that the outer tube from a stainless metal, such as Monel.