DE19732991C2 - Endoskop und Verfahren zum Montieren von Bauelementen eines optischen Systems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem Rohrschaft, in dessen Innerem zumindest ein Bauelement, insbesondere Linsen, Blenden, Filter, eines optischen Systems angeordnet ist, wobei auf der Außenseite des Bauelementes zumindest ein das Bauele­ ment zumindest teilweise umgebendes Stützelement aus schrumpf­ fähigem Material vorhanden ist, das einen radialen Spalt zwi­ schen der Außenseite des Bauelementes und der Innenseite des Rohrschaftes ausfüllt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Montieren von Bauelementen, insbesondere von Linsen, Blenden, Filtern, eines optischen Systems im Inneren eines Rohrschafts eines Endoskops, bei dem auf die Außenseite des Bauelementes zumindest ein das Bauelement zumindest teilweise umgebendes Stützelement aus schrumpffähigem Material gebracht wird und dieser Zusammenbau einer Wärmebehandlung unterzogen wird, durch die das Stützele­ ment schrumpft und so das Bauelement fixiert, und bei dem nach dem Einführen des Zusammenbaus in den Rohrschaft der radiale Spalt zwischen der Außenseite des Bauelementes und der Innen­ seite des Rohrschaftes von dem Stützelement ausgefüllt ist.

Ein derartiges Endoskop und, ein derartiges Verfahren sind aus der DE 39 12 720 C2 bekannt.

Endoskope werden allgemein in der Chirurgie dazu verwendet, Körperhohlräume und Hohlorgane zu inspizieren. Endoskope weisen einen langerstreckten Rohrschaft auf, in dem Bauelemente eines optischen Beobachtungssystems angeordnet sind. Häufig sind im Inneren des Endoskopschafts weitere Vorrichtungen, meist eine Lichtzuführvorrichtung, und ggf. Kanäle für Instrumente, Spül­ flüssigkeit oder dgl. vorgesehen. Die Lichtzuführung erfolgt meist über lichtleitende Glasfasern.

In diesem Fall ist das optische System in einem separaten In­ nenrohr im Endoskopschaft aufgenommen.

Endoskope können starr oder flexibel ausgebildet sein, wobei der Endoskopschaft entsprechend aus Metall oder einem flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt ist.

Die in Endoskopen vorgesehenen optischen Systeme sind aus ent­ lang der Rohrschaftachse angeordneten Bauelementen wie Linsen, insbesondere Stablinsen der sogenannten HOPKINS-Optik, Blenden, Filtern und dgl. aufgebaut und haben die Aufgabe, eine klare Abbildung eines möglichst großen Blickfelds mit großer Auflö­ sung und hohem Kontrast wiederzugeben. Die wichtigste Voraus­ setzung hierfür ist die präzise Anordnung der Bauelemente des optischen Systems im Rohrschaft des Endoskops. Die relativen Positionen der Bauelemente des optischen Systems sind nicht va­ riabel, sondern genau definiert, denn jede Verschiebung der Bauelemente relativ zueinander führt zu einer verminderten Bildschärfe und Auflösung.

Demnach müssen die Bauelemente präzise und dort fest verblei­ bend im Rohrschaft des Endoskops fixiert werden.

Üblicherweise werden die Bauelemente eines optischen Systems in den Rohrschaft des Endoskops eingeschoben, untereinander durch Distanzstücke auf Abstand gehalten und durch endseitige Ab­ schlußelemente fixiert. Diese Art der Fixierung ist jedoch un­ zureichend, da aufgrund von Toleranzen ein radiales Hin- und Herbewegen erfolgen kann. Zwischen der Außenseite der Bauele­ mente und Innenseite des Rohrschafts ist ein dünner Luftspalt vorhanden, bzw. die Bauelemente liegen über ihre Außenseite an der Innenseite des Rohrschafts an.

Außerdem können vor allem die aus Glasmaterial hergestellten Linsen des optischen Systems bei der Handhabung des Endoskops, bspw. wenn das Endoskop zu fest auf eine harte Unterlage gelegt wird oder herabfällt, zerbrechen, da aufgrund des nur dünnen Luftspaltes zwischen Bauelement und Rohrschaft schon bei gerin­ gem Verbiegen des Rohrschafts Kräfte bzw. Momente auf die Bau­ elemente einwirken, die bei Linsen zu Brüchen führen können.

Diesem Problem wurde bspw. bei den Stablinsen durch eine Kno­ chenform der Linse begegnet, also einer Form, bei der die Enden der Stablinse Verdickungen, sogenannte Randzylinder, aufweisen. Die formschlüssige Verbindung zu dem Rohrschaft erfolgt dann nur im Bereich der Randzylinder, der übrige Umfang der Stablin­ se ist durch einen Spalt von dem Rohrschaft getrennt.

Bei Reinigung treten Erschütterungen auf (Spülmaschine, Ultra­ schall), die dazu führen, daß die Linsen aufgrund Ihres Radial­ spiels gegen das Innenrohr schlagen. Außerdem treten Stöße zwi­ schen Linse und Abstandselement auf (Abtrieb, Verschmutzung).

Bei der eingangs genannten, gattungsbildenden DE 39 12 720 C2 werden die Bauelemente, dort ein Relais-Linsensystem, in einen Kunststoff-Schrumpfschlauch eingesetzt und in der richtigen Stellung positioniert. Anschließend wird der Schrumpfschlauch durch Anwendung von Wärme geschrumpft, so daß er die Linsen hält, ohne daß eine Linsenfassung in herkömmlichem Sinne erfor­ derlich wäre. Anschließend wird dieser Zusammenbau in den Rohr­ schaft des Endoskopes eingeschoben.

Eine weitere Lösung, wie die Linsen eines optischen Systems in einem Endoskop untereinander verbunden sein können, ist in der US 4,148,550 beschrieben, der die DE-OS 28 12 369 entspricht. Dort wird eine Verbindung zwischen den einzelnen Stablinsen­ enden durch schlauchförmige Elemente hergestellt, die die Lin­ senenden zumindest zwei benachbarter Linsen umschließen. Diese Elemente bestehen aus einem flexiblen schlauchförmigen Materi­ al. Die Befestigung bzw. Fixierung der durch die Stützelemente verbundenen Stablinsen im Innenrohr in dem Endoskop erfolgt durch Einklemmen. Es wird weiter vorgeschlagen, geeignete Kleb­ stoffe einzusetzen.

Eine Stablinsenhalterung durch ringförmige Halterungsmittel, z. B. aus Kunststoff, ist ferner aus der DE 34 31 631 C2 be­ kannt.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, ein Endoskop der eingangs genannten Art und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16 derart weiterzubilden, daß die Bauelemente des optischen Systems möglichst einfach und dennoch sicher im Innern des Rohrschaftes fixiert und zudem gegenüber äußeren Krafteinwirkungen bzw. Momenteinwirkungen ge­ schützt werden können.

Die Aufgabe wird bei einem Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der radiale Spalt nach dem Schrumpfen des Stützelementes so ausgefüllt ist, daß das Bau­ element über das geschrumpfte Stützelement an der Innenseite des Rohrschaftes fixiert ist.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16 dadurch gelöst, daß der Zusammenbau vor der Wärme­ behandlung in den Rohrschaft eingeführt wird, daß zwischen der Außenseite des Bauelementes und der Innenseite des Rohrschaftes vor der Wärmebehandlung ein radialer Spalt freigelassen wird, der nach dem Schrumpfen des Stützelementes so ausgefüllt ist, daß das Bauelement über das geschrumpfte Stützelement an der Innenseite des Rohrschaftes fixiert ist.

Unter einem schrumpffähigen Material im Sinne der vorliegenden Erfindung wird einerseits ein kaltgerecktes, thermoplastisches Kunststoffmaterial verstanden, das sich bei Wärmebehandlung wieder auf seinen Urzustand zusammenzieht. Der Schrumpfvorgang beruht auf dem Bestreben der Kunststoffmoleküle, zu ihrer ur­ sprünglichen spannungsfreien Anordnung zurückzukehren. Man nennt dies auch Rückerinnerungsvermögen oder elastisches Form­ gedächtnis. Beispiele für schrumpffähige Materialien sind PETP, PE oder PVC.

Unter einem schrumpffähigen Material wird andererseits eine Me­ tallegierung oder ein Kunststoffmaterial mit einem Memory- Effekt verstanden, das zumindest zwei Zustände aufweist, wobei ein Zustand über eine Materialschrumpfung erreicht wird. Bei den für die Erfindung in Frage kommenden Materialien muß der Memory-Effekt nach dem Schrumpfen aufgehoben sein.

Diese Art der Fixierung mit schrumpffähigen Stützelementen ist denkbar einfach, da das Bauelement zunächst zusammen mit dem Stützelement im ungeschrumpften, gereckten Zustand gerade pas­ send in den Rohrschaft eingebracht und zutreffend positioniert werden kann. Durch die Wärmebehandlung schrumpft das Material, zieht sich also in Richtung der Rohrschaftachse zusammen und wird in den Spalt zwischen Außenseite des Bauelements und In­ nenseite des Rohrschafts gepreßt. Dabei paßt sich das erwärmte Stützelement sowohl an die äußere Form des Bauelements als auch an die innere Form des Rohrschafts unabhängig von deren indivi­ dueller Ausgestaltung an. Nach Erkalten füllt das geschrumpfte Material über gewisse axiale und umfängliche Bereiche hinweg in radialer Richtung den Luftspalt zwischen Außenseite des Bauele­ ments und Innenseite des Rohrschafts aus. Aufgrund der Tatsa­ che, daß das Material beim Schrumpfen in diesem Spalt in axia­ ler Richtung geschrumpft ist, sich also radial ausdehnen woll­ te, dies aber wegen des dünnen Spaltes begrenzt ist, übt das geschrumpfte Material einen radial beidseitig wirkenden Anpreß­ druck aus, der für eine ausreichende Fixierung der axialen und radialen Relativlage von Bauelement und Rohrschaft untereinan­ der sorgt. Es sind weder Klebstoffe noch sonstige Befestigungs­ mittel oder Klemmverbindungen notwendig, ebensowenig muß ein genaues Einpassen der Bauelemente in den Rohrschaft erfolgen, da hier das zunächst gereckte und danach erst in der ge­ schrumpften Form vorliegende Stützelement die Fixierung sicher­ stellt.

Das Vorsehen eines geschrumpften Stützelements aus einem Kunst­ stoffmaterial hat den weiteren erheblichen Vorteil, daß es zu­ sätzlich einen Schutz der Bauelemente des optischen Systems ge­ gen äußere Krafteinwirkungen darstellt, da es elastisch ist und Stöße daher dämpfen kann. So wird selbst bei einem Herabfallen des Endoskops die Gefahr eines Zerbrechens der Bauelemente des optischen Systems erheblich verringert.

Dabei können die Bauelemente des optischen Systems Linsen, Fil­ ter, Blenden, Objektivpatronen oder alle sonstigen denkbaren in Endoskopoptiken verwendeten Bauelemente sein. Als Linsen kommen Stablinsen oder herkömmliche Linsen in Betracht, wobei die Stablinsen als glatte Zylinder oder in Knochen-, Tonnen- oder jeder weiteren möglichen Form vorgesehen sein können. Üb­ licherweise besteht das optische System aus mehreren axial hin­ tereinander angeordneten Bauelementen, die vorteilhafterweise alle, ggf. jedoch auch nur zwei benachbarte, jeweils mit einem erfindungsgemäßen geschrumpften Stützelement untereinander ver­ bunden und zugleich im Rohrschaft befestigt werden können.

Unter einem Rohrschaft im Sinne der Erfindung wird jedes rohr­ förmige Teil eines Endoskops verstanden, indem das optische System angeordnet ist. Dies wird meist ein Innenrohr sein, das zusammen mit weiteren Rohren für den Lichtleiter, Spülkanal o. ä. von einem Außenrohr umschlossen ist. Wenn keine weiteren Kanäle im Endoskopinneren vorgesehen sind, kann der Rohrschaft jedoch auch der Außenschaft des Endoskops sein. Der Rohrschaft eines erfindungsgemäßen Endoskops muß nicht starr sein, sondern kann auch flexibel sein, denn das geschrumpfte Stützelement ist selbst flexibel und folgt daher eine Biegung des Rohrschafts, ohne daß die Fixierung des Bauelements an der Innenseite des Rohrschafts sich lockert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Stützelement aus einem Schlauchabschnitt, der einen Großteil der Außenseite des Bauele­ ments bedeckt.

Das Vorsehen eines solchen Schrumpfschlauchabschnitts hat den Vorteil, großflächig eine besonders feste und sichere Fixierung des Bau­ elements an dem Rohrschaft zu erzielen, da der Schrumpfschlauchabschnitt das Bauelement sozusagen in sich aufnimmt, also umfänglich um­ schließt, und somit zusätzlich die Bauelemente allseitig gegen Krafteinwirkungen von außen schützt.

Es versteht sich, daß auch Abstandshalter, wie bspw. aus Metall oder Kunststoff bestehende Abstandsröhrchen, zur Sicherstellung der definierten Abstände zwischen den Bauelementen des opti­ schen Systems vorgesehen werden können, die dann ebenfalls durch das erfindungsgemäße Stützelement fixiert werden. Derar­ tige Abstandshalter können jedoch auch zwischen den über das Stützelement fixierten Bauelementen ohne weitere Fixierung an­ geordnet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Stützelement aus zumindest einem Ring.

Ein einziger Ring wird vorteilhafterweise zur Fixierung einer in Knochenform vorliegenden Stablinse eingesetzt, die durch die in den Endbereichen der Stablinsen vorgesehenen Randzylinder zusätzlich in dem Rohrschaft kippfrei wird. Der Ring wird dann vorteilhafterweise im mittleren Bereich der knochenförmigen Stablinse angeordnet. Ringförmige Stützelemente sind ferner dann besonders vorteilhaft, wenn schmale Linsen oder andere schmale Bauelemente fixiert werden sollen. Der Ring umschließt und fixiert dann den ganzen Umfang eines solchen schmalen Bau­ elements.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht das Stützelement aus zwei Ringen, die an gegenüberliegenden En­ den des Bauelements angeordnet sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch zwei axial voneinan­ der beabstandete Stützelemente ein Verkippen des Bauelements innerhalb des Rohrschafts sicher verhindert wird. Außerdem ist vorteilhaft, daß ringförmige Stützelemente beim Zusammenbau des Endoskops besonders einfach auf Stablinsen aufzuschieben sind. Es versteht sich, daß auch mehr als zwei Ringe als Stützelemen­ te eingesetzt werden können, vor allem bei sich langerstrecken­ den Bauelementen.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht das Stützelement aus zumindest einem Halbring.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, auf materialsparende Art und Weise die erfindungsgemäße Fixierung des Bauelements mit dem Rohrschaft zu bewerkstelligen. Es versteht sich, daß auch meh­ rere Halbringe, die ggf. alternierend auf gegenüberliegenden Seiten des Bauelements angeordnet werden, vorgesehen sein kön­ nen.

Dadurch, daß ein Bauelement nicht vollständig umfänglich vom Stützelement umgriffen ist, erlaubt den axialen Durchtritt von Gasen z. B. zum Druckausgleich oder den Durchtritt von Spülflüs­ sigkeiten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Stützele­ ment aus zumindest zwei Streifen, die sich in Längsrichtung des Rohrschafts erstrecken.

Solche Streifen sichern die Befestigung über deren gesamte Län­ ge, so daß auch sich axial langerstreckende Hauteile wie Stablinsen sicher fixiert werden können, auch wenn sie nicht in Knochenform vorliegen, ohne daß ein Verkippen innerhalb des Rohrschafts auftreten kann. Es versteht sich, daß auch mehr als zwei Streifen vorgesehen werden können, wobei die Anordnung von drei Streifen besonders vorteilhaft ist, wenn sie gleichmäßig um den Umfang des Bauelements verteilt werden. Ein derartiger erfindungsgemäßer Streifen muß sich selbstverständlich nicht über die gesamte Länge des Bauelements erstrecken, sondern kann auch wesentlich kürzer sein, bis hin zu sogenannten "Pads" aus schrumpffähigem Material. Solche Pads könne beliebig auf der Außenseite des Bauelements verteilt werden.

Ein Druckausgleich findet selbstverständlich auch bei der Ver­ wendung von Streifen statt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht das Stützelement aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Band.

Ein solches schraubenlinienförmig gewundenes Band schützt die Außenseite das Bauelements umfänglich und sorgt zusätzlich für die Möglichkeit eines Druckausgleichs zwischen den beiden axia­ len Enden des Bauelements. Bei Luftdruckdifferenzen zwischen den beiden Enden können nämlich Längskräfte auftreten, die sich möglicherweise auf die axiale Position der Bauelemente auswir­ ken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Außenseite des Bauelements glatt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bspw. schlauchförmi­ ge Stützelemente einfach auf das Bauelement aufgeschoben werden können.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Außenseite des Bau­ elements zumindest eine umfängliche Nut auf, und das Stützelement ist im Bereich der Nut angeordnet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders innige Ver­ bindung der Außenseite des Bauelements mit dem geschrumpften Material des Stützelements erreicht wird. Bei der für das Schrumpfen des schrumpffähigen Materials notwendigen Wärmebe­ handlung verkürzt sich das Material unter axialer Dickenzunah­ me, wie bereits erläutert. Dabei wird die Nut von dem Stütz­ element aufgefüllt. Das in die Nut eintretende Material sperrt, nach Erkalten, eine axiale Relativverschiebung zwischen Stütz­ element und Bauelement.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Außenseite des Bauelements zumindest einen Steg auf, und das Stützelement ist im Bereich des Stegs angeordnet.

Das geschrumpfte Schrumpfelement umschließt den Steg. Es können auch mehrere Stege vorgesehen sein, zwischen denen das Stütze­ lement angeordnet ist, wobei das Bauelement in diesem Fall zu­ sätzlich über die Stege im Rohrschaft abgestützt wird. Es ver­ steht sich, daß die Form des Stegs rechteckig, spitz oder rund­ lich sein kann, je nach den Gegebenheiten des jeweiligen Bau­ elements. Der in das Material hineinragende und von diesem um­ schlossene Steg sperrt mechanisch eine Relativbewegung zwischen Stützelement und Bauelement.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenseite des Rohrschafts glatt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Zusammenbau aus Stütz­ element und Bauelement einfach in den Rohrschaft eingeschoben werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Innenseite des Rohr­ schafts zumindest eine Nut auf, und das Stützelement ist im Be­ reich der Nut angeordnet.

Auch bei einer an der Innenseite des Rohrschafts angeordneten Nut kann sich das schrumpffähige Kunststoffmaterial des Stütz­ elements während der Wärmebehandlung in die Nut hinein ausdeh­ nen, diese auffüllen und dann eine axiale Relativbewegung zwi­ schen Rohrschaft und Stützelement sperren.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Innenseite des Rohrschafts zumindest eine nach außen gerichtete Ausbauchung in Form eines Kugelab­ schnitts auf, und das Stützelement ist im Bereich der Ausbau­ chung angeordnet.

Diese Maßnahme hat den erheblichen Vorteil, das Bauelement be­ sonders gut vor Krafteinwirkungen von außen zu schützen, da ge­ rade im Bereich der Auflagefläche der Rohrschaftwand, nämlich über eine oder mehrere Ausbauchungen, eine besonders dicke wulstartige Schicht des dämpfenden Materials zwischen dem Bau­ element und der Rohrschaftwand vorhanden ist.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Innenseite des Rohr­ schafts zumindest einen Ringflansch auf, und das Stützelement ist im Bereich des Ringflanschs angeordnet.

In diesem Fall wird der Ringflansch von dem Stützelement umschlossen und sperrt eine axiale Verschiebung des Stützelements relativ zur Innenseite des Rohrschafts.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Bau­ elemente axial hintereinanderliegend im Inneren des Rohrschafts längs der Rohrschaftachse angeordnet, das Stützelement er­ streckt sich über die mehreren Bauelemente hinweg, und diese sind in einer axialen Anordnung durch das geschrumpfte Stütz­ element untereinander fixiert.

Diese Ausgestaltung hat den erheblichen Vorteil, daß das Stütz­ element nicht nur die Fixierung der Bauelemente an der Innen­ seite des Rohrschafts gewährleistet, sondern daß die einzelnen axial hintereinander angeordneten Bauelemente des optischen Systems auch relativ zueinander fixiert werden. So kann nicht nur eine axiale Verschiebung der einzelnen Bauelemente in dem Rohrschaft verhindert werden, sondern der für ein einwandfreies Funktionieren des optischen Systems notwendige Abstand der ein­ zelnen Bauelemente des Systems wird zusätzlich fixiert und ge­ sichert. Auf diese Weise erfüllt das erfindungsgemäße Stütz­ element eine dreifache Funktion: Zum ersten werden die Bau­ elemente an der Innenseite des Rohrschafts fixiert, zum zweiten werden die Bauelemente untereinander verbunden und relativ zu­ einander fixiert, und zum dritten werden die Bauelemente über deren gesamte Länge vor äußeren Krafteinwirkungen geschützt, da diese durch das elastische Material gedämpft werden. Eine Bewe­ gung der Bauelemente des optischen Systems im Rohrschaft, die die Optik beeinträchtigen, ist somit praktisch ausgeschlossen.

Das Verfahren zum Montieren von Bauelementen gemäß dem Anspruch 16 ist besonders einfach, denn das Stützelement aus schrumpf­ fähigem Material wird zunächst außerhalb des Rohrschafts auf das Bauelement gebracht, oder die Bauelemente werden in dieses eingeschoben, und erst dann wird der Zusammenbau in den Rohr­ schaft eingeführt, wobei genügend radiales Spiel vorhanden ist, um diese Montage ohne weiteres zuzulassen. Das schrumpffähige Material kann in diesem Zustand ein dünner Film sein. Erst durch die dann durchgeführte Wärmebehandlung nimmt das schrumpffähige Material in seiner Dicke zu und stellt den inni­ gen Kontakt zwischen der Innenseite des Rohrschafts und der Au­ ßenseite des Bauelements her. Wenn gemäß den Unteransprüchen Nuten, Stege, Erhebungen oder sonstiges auf einer der beteilig­ ten Oberflächen vorgesehen sind, so werden diese von dem schrumpffähigen Material, das sich unter Wärmebehandlung in einem gummiartigen Zustand befindet, sozusagen "umschlossen" und "ausgefüllt".

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens werden mehrere Bauelemente axial hintereinander längs der Rohrschaftachse angeordnet, und ein sich über die mehreren Bauelemente hinweg erstreckendes Stützelement wird derart auf­ gebracht, daß die Bauelemente nach der Wärmebehandlung zusätz­ lich in der axialen Anordnung relativ zueinander fixiert sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, ohne zusätzliche Maßnahmen die Fixierung der Bauelemente im Inneren des Rohrschafts sowie de­ ren Verbinden und Fixierung relativ zueinander zu gewähr­ leisten. Eine Aufreihung der Bauelemente außerhalb des Rohr­ schafts kann vorgenommen werden und dann mit dem Stützelement in Verbindung gebracht werden, was besonders einfach ist, da die Sicht nicht durch den Rohrschaft behindert wird. Erst an­ schließend wird der Zusammenbau in den Rohrschaft hineingescho­ ben.

Durch die Wärmebehandlung und die Materialeigenschaften des schrumpffähigen Materials wird eine gegen axiale und radiale Verschiebungen gesicherte Anordnung der Bauelemente innerhalb des Rohrschafts gewährleistet. So wird eine doppelte Fixierung der Bauelemente erreicht, nämlich die Fixierung an den Rohr­ schaft und die Fixierung relativ zueinander.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nach­ stehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines En­ doskops nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Ausschnitt des Endoskops von Fig. 1 im Längs­ schnitt in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt eines Endoskops nach der Erfindung im Längsschnitt in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt eines Endoskops nach der Erfindung im Längsschnitt in einer dritten Ausführungsform;

Fig. 5a einen Querschnitt eines Stützelements in Ringform;

Fig. 5b einen Längsschnitt des Stützelements von Fig. 5a;

Fig. 6a einen Querschnitt eines Stützelements in Form eines Halbrings;

Fig. 6b einen Längsschnitt des Stützelements von Fig. 6a;

Fig. 7a einen Querschnitt von Stützelementen in Form von drei Längsstreifen;

Fig. 7b einen Längsschnitt der Anordnung von Fig. 7a;

Figur Ba eine Frontansicht eines Stützelements in Form eines schraubenlinienförmig gewundenen Bandes;

Fig. 8b eine abschnittsweise, Seitenansicht des Bandes von Fig. 8a;

Fig. 9 bis 13 ausschnittsweise Längsschnitte von verschiedenen weiteren Ausführungsformen eines Endoskops nach der Erfindung;

Fig. 14 einen ausschnittsweisen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Endoskops nach der Erfindung.

Ein in Fig. 1 und 2 dargestelltes Endoskop ist in seiner Ge­ samtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Das Endoskop 10 weist einen langerstreckten rohrförmigen Schaft 12 auf, an dessen proximalem Ende ein Gehäuse 14 angeordnet ist. Im Gehäuse ist ein Okular 16 mit einer Okularmuschel 18 vorgesehen.

Im Endoskop 10 ist ein optisches System aufgenommen, das dazu dient, um ein am distalen Ende erfaßbares Bild zum proximalen Ende zu bringen. Im Rohrschaft 12 ist üblicherweise ein hier nicht näher bezeichnetes Lichtleitsystem in Form von Glasfasern angeordnet, die über einen seitlich vom Gehäuse 14 abführenden Ansatz 20 mit einer hier nicht dargestellten Lichtquelle ver­ bunden sind. Im Rohrschaft 12 ist ein Innenrohr 22 angeordnet, das zahlreiche Bauelemente 23 des optischen Systems aufnimmt.

Distalseitig bildet ein Fenster 24 einen dichten Abschluß der distalen Seite des Innenrohrs 22, über das die Bildinformation in das optische System eindringt.

Im Innenrohr 22 sind zahlreiche Linsen 26, 27, 28, unter ande­ rem auch stabförmige Linsen 30, wie das bspw. bei einer soge­ nannten HOPKINS-Optik der Fall ist, enthalten.

In Fig. 2 ist ein Abschnitt des Innenrohrs 22 dargestellt, in dem die stabförmige Linse 30 montiert ist. Die Stablinse 30 weist an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils eine optische Fläche 33 bzw. 35 auf. Über ihre glatte Außenseite 31 ist ein Stützelement 32 in Form eines Schlauchabschnitts 34 geschoben.

Der Schlauchabschnitt 34 besteht aus einer Schlauchfolie aus kaltgerecktem PVC.

Bei der Montage wird zunächst der Schlauchabschnitt 34, der als relativ dünne Folie ausgebildet ist, über die Stablinse 30 ge­ schoben. Anschließend wird der Zusammenbau aus Stablinse 30 und aufgeschobenem Schlauchabschnitt 34 in das Innenrohr 22 einge­ schoben und in die in Fig. 2 dargestellte axiale Lage gebracht. Entsprechend kann dann mit den anderen Bauelementen des opti­ schen Systems verfahren werden.

Anschließend wird der Zusammenbau aus Innenrohr, Stützelement 32 und Stablinse 30 einer solchen Wärmebehandlung unterworfen, bei der das schrumpffähige Material des Schlauchabschnitts 34 schrumpft. Bei diesem Schrumpfvorgang hat das Material die Ten­ denz, sich axial zusammenzuziehen und sich dabei radial etwas auszudehnen. Dadurch wird der Spalt 36 zwischen der Außenseite 31 der Stablinse 30 und der Innenseite 13 des Innenrohrs 22 vollständig mit dem erweichten schrumpfenden Material ausge­ füllt. Dadurch entsteht ein Preßdruck, der radial zwischen In­ nenseite 13 des Innenrohrs 22 und Außenseite 31 der Stablinse 30 wirkt, so daß die Linse 30 axial unverrückbar im Innenrohr 22 fixiert ist. Nach Erkalten des Materials wird dies relativ steif, bleibt jedoch elastisch, so daß ein elastischer Mantel die Stablinse 30 umgibt. Durch diesen elastischen Mantel werden dann auch äußere Krafteinwirkungen abgefedert und dadurch die Bruchgefahr der Stablinse 30 erheblich herabgesetzt.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß es auch möglich ist, die Stablinse 30 über zwei an ihrem jeweiligen Endbereich angeord­ nete Ringe 38 und 40 zu montieren (siehe auch Fig. 5a, 5b). Diese Zwei-Punktauflage erlaubt ebenfalls eine kippsichere und axial unverschiebliche Fixierung. In diesem Fall ist dann über einen langen axialen Bereich ein Luftspalt 36 zwischen der Au­ ßenseite 31 der Stablinse 30 und der Innenseite 13 des Innen­ rohrs 22 vorhanden.

Die Ringe 38 und 40 sowie die nachfolgend weiteren noch zu be­ schreibenden Stützelemente sind durchweg aus einem schrumpffä­ higen Material hergestellt, und die Montageweise ist gleich wie zuvor beschrieben.

Aus Fig. 4 in Zusammenhang mit den Fig. 8a und 8b ist zu erken­ nen, daß auch die Möglichkeit besteht, das Stützelement in Form eines schraubenlinienförmigen Bandes 42 um die Außenseite 31 der Stablinse 30 zu legen. Dadurch wird ein durchgehender schraubenlinienförmiger Spaltkanal 43 freigelassen, so daß ein Druckausgleich in den Bereichen beidseits der gegenüberliegen­ den Enden der Stablinse 30 möglich ist.

Aus Fig. 6a und 6b ist zu erkennen, daß ein Stützelement auch in Form eines Halbrings 44 oder, wie aus Fig. 7a und 7b zu er­ kennen ist, in Form von mehreren längsverlaufenden Streifen 46, 47 und 48 ausgebildet sein kann. Die beiden zuletzt genannten Konstruktionen erlauben ebenfalls eine ausreichende Abstützung und Fixierung und zugleich einen Druckausgleich oder auch den Durchtritt von Spülflüssigkeiten oder dgl.

In den Fig. 9 bis 13 sind nun verschiedene Varianten der Ausge­ staltung der Außenseite der Linsen bzw. der Innenseite des In­ nenrohrs dargestellt, um die eingangs erwähnte zusätzliche me­ chanische Verzahnung zu erzielen.

Aus Fig. 9 ist zu erkennen, daß die Stablinse 50 im Gegensatz zu der Stablinse 30 eine umfänglich in ihre Außenseite 51 ein­ geschnittene Nut 52 aufweist. Ein Stützelement in Form eines Rings 54 weist eine solche axiale Länge auf, daß es sich beid­ seits über die Nut 52 hinaus erstreckt. Die Innenseite 13 des Innenrohrs 22 ist glatt. In dieser Ausgestaltung ist die Monta­ ge sehr einfach, denn der Ring 54 muß lediglich auf die Linse 50 geschoben werden, bis er an dessen Nut 52 gelangt. Nach Ein­ schieben des Zusammenbaus und Durchführen der Wärmebehandlung schrumpft der Ring 54 und preßt sich besonders fest in den Rin­ graum zwischen Nut 52 und Innenseite 13 des Innenrohrs 22 hin­ ein. Dadurch entsteht eine mechanische Verzahnung, die eine axiale Relativbewegung zwischen Ring 54 und Linse 50 sperrt.

In Fig. 10 wird ein solches Verzahnen dadurch erreicht, daß an einer Außenseite 61 einer Stablinse 60 ein umlaufender Steg 62 vorgesehen ist. Auch hier ist die Innenseite 13 des Innenrohrs 22 glatt. Auch hier entsteht nach der Wärmebehandlung eine in­ tensive mechanische Verzahnung zwischen einem Ring 64 und dem Steg 62, die eine axiale relative Verschiebung dieser beiden Bauelemente zueinander sperrt.

Aus Fig. 11 ist zu erkennen, daß an der Innenseite 67 des In­ nenrohrs 66 ein radial nach innen vorspringender Ringflansch 68 vorgesehen ist. Ein um die Außenseite 31 der glatten Stablinse 30 gelegter Ring 70 geht eine innige mechanische Verzahnung mit dem Ringflansch 68 nach der Wärmebehandlung ein. Dadurch wird eine Relativverschiebung in axialer Richtung zwischen Ring 70 und Innenrohr 66 mechanisch gesperrt.

Eine ähnliche mechanische Sperrung wird auch mit der Ausgestal­ tung von Fig. 12 erzielt. In diesem Fall ist im Innenrohr 72 eine nach außen gerichtete Ausbauchung 74 vorgesehen, in die sich ein Ring 76 nach der Wärmebehandlung formschlüssig ein­ schmiegt. In diesem Fall kann ebenfalls die Stablinse 30 mit der glatten Außenseite montiert werden.

In Fig. 13 ist ein Innenrohr 78 dargestellt, in dem zwei axial voneinander beabstandete Sicken 80 und 82 vorgesehen sind. Im Innenrohr 78 ist die bereits in Zusammenhang mit Fig. 9 be­ schriebene Stablinse 50 mit der umfänglich eingeschnittenen Nut 52 montiert.

Dazu ist über die Stablinse 50 ein Schlauchstück 84 aus dem zu­ vor beschriebenen schrumpffähigen Material geschoben, dessen axiale Länge so gewählt ist, daß er sowohl die Nut 52 als auch die Sicken 80 und 82 axial überragt.

Nach der Wärmebehandlung besteht eine intensive mechanische Verzahnung zwischen dem Schlauchstück 84 und den Sicken 80 und 82, wodurch eine Relativverschiebung in axialer Richtung zwi­ schen Innenrohr 78 und Schlauchstück 84 gesperrt ist. Gleich­ zeitig hat sich eine innige mechanische Verzahnung zwischen dem Schlauchstück 84 und der Nut 52 ausgebildet, wodurch eine Rela­ tivverschiebung zwischen Schlauchstück 84 und Linse 50 gesperrt ist. Dadurch ist der Zusammenbau bzw. die Linse 50 besonders sicher in axialer Lage fixiert. Diese mehreren Verzahnungsstel­ len ermöglichen auch, Endoskope mit relativ großem Durchmesser mit relativ dünnen Schlauchstücken 84 bzw. relativ dünnen Foli­ en zu fixieren.

In Fig. 14 ist dargestellt, wie mehrere Knochenlinsen 88 hin­ tereinanderliegend mon­ tiert werden können.

Jede Knochenlinse 88 weist einen Randzylinder 89 bzw. 90 auf.

Endseitig sind die optischen Flächen 91 vorgesehen. Zwischen den beiden Knochenlinsen 88 ist ein Distanzstück 92 in Form ei­ nes Rohrstückes gelegt, das für eine axiale Beabstandung sorgt. Über den Zusammenbau aus Knochenlinsen 88 und Distanzstück 92 ist ein Stützelement entsprechend der vorliegenden Erfindung in Form eines Schlauches 94 geschoben bzw. diese Element wurden nach und nach in den Schlauch eingeschoben.

Nachdem dieser Zusammenbau in bspw. das Innenrohr 22 eingescho­ ben wurde, bewirkt die Schrumpfkraft den weiteren Vorteil, daß die beiden Knochenlinsen 88 etwa aufeinander zu gedrückt wer­ den, wie das durch Pfeile 95 und 97 angedeutet ist, somit auch die Relativlage unter einem zusätzlichen Anpreßdruck fixiert wird. Aus Fig. 14 ist zu erkennen, daß die Randzylinder 89 und 90 sich nunmehr auf dem Schlauch 94 abstützen und nicht mehr direkt auf Innenseite 13 des Innenrohrs 22.

Damit die Knochenlinsen 88 in dem gewünschten Abstand der axia­ len Länge des Distanzstückes 92 zueinander zum Liegen kommen, ist es dann notwendig, am proximalen und distalen Ende des In­ nenrohrs, bei der Montage entsprechend dem Stand der Technik, einen entsprechenden Anpreßdruck aufzubringen.

Dies wird nunmehr zusätzlich durch die Schrumpfbewegung der Fo­ lie unterstützt.

Claims (17)

1. Endoskop (10) mit einem Rohrschaft (22), indessen Innerem zumindest ein Bauelement (23), insbesondere Linsen (26, 27, 28, 30; 50; 60; 88), Blenden, Filter, eines optischen Systems angeordnet ist, wobei auf der Außenseite (31, 51, 61) des Bauelements (23) zumindest ein das Bauelement (23) zumindest teilweise umgebendes Stützelement (32) aus schrumpffähigem Material vorhanden ist, das einen radialen Spalt (36) zwischen der Außenseite (31, 51, 61) des Bau­ elementes (23) und der Innenseite (13) des Rohrschaftes (22) ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spalt (36) nach dem Schrumpfen des Stützelementes (32) so ausgefüllt ist, daß das Bauelement über das geschrumpfte Stützelement (32) an der Innenseite (13) des Rohrschaftes (22) fixiert ist.

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem Schlauchabschnitt (34, 84) besteht, der einen Großteil der Außenseite (31) des Bauelements (23)bedeckt.

3. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus zumindest einem Ring (38, 40; 54, 64, 70, 76) besteht.

4. Endoskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus zwei Ringen (38, 40) besteht, die an ge­ genüberliegenden Enden des Bauteils angeordnet sind.

5. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus zumindest einem Halbring (44) besteht.

6. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus zumindest zwei Streifen (46, 47, 48) be­ steht, die sich in Längsrichtung des Rohrschafts (22) er­ strecken.

7. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Band (42) besteht.

8. Endoskop nach einem der Anspüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenseite (31) des Bauelements glatt ist.

9. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Außenseite des Bauelements zumindest eine umfängliche Nut (52) eingeschnitten ist und das Stüt­ zelement im Bereich der Nut (52) angeordnet ist.

10. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Außenseite des Bauelements zumindest ein Steg (62) vorgesehen ist und daß das Stützelement im Bereich des Stegs (62) angeordnet ist.

11. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenseite (13) des Rohrschafts (22) glatt ist.

12. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenseite des Rohrschafts zumindest eine Nut aufweist und das Stützelement im Bereich der Nut angeordnet ist.

13. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenseite des Rohrschafts (72) zu­ mindest eine nach außen gerichtete Ausbauchung (74) in Form eines Kugelabschnitts aufweist und das Stützelement im Bereich der Ausbauchung (74) angeordnet ist.

14. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Innenseite (67) des Rohrschafts (66) zumindest ein Ringflansch (68) vorgesehen ist und das Stützelement im Bereich des Ringflansches (68) angeordnet ist.

15. Endoskop, nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Hauelemente axial hintereinan­ derliegend im Inneren des Rohrschafts (22) längs der Rohr­ schaftachse angeordnet sind, daß das Stützelement sich über die mehreren Bauelemente hinweg erstreckt und daß diese durch das geschrumpfte Stützelement in einer axialen Anordnung untereinander fixiert sind.

16. Verfahren zum Montieren von Bauelementen, insbesondere von Linsen (26, 27, 28, 30; 50; 60; 88), Blenden, Filtern ei­ nes optischen Systems im Inneren eines Rohrschafts (22) eines Endoskops (10), bei dem auf die Außenseite (31) des Bauelements (23) zumindest ein das Bauelement (32) zumin­ dest teilweise umgebendes Stützelement (32) aus schrumpf­ fähigem Material gebracht wird und dieser Zusammenbau ei­ ner Wärmebehandlung unterzogen wird, durch die das Stütze­ lement (32) schrumpft und so das Bauelement (23) fixiert, und bei dem nach dem Einführen des Zusammenbaus in den Rohrschaft (22) der radiale Spalt (36) zwischen der Außen­ seite (31, 51, 61) des Bauelementes (23) und der Innensei­ te (13) des Rohrschaftes (22) von dem Stützelement (32) ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammen­ bau vor der Wärmebehandlung in den Rohrschaft (22) einge­ führt wird, daß zwischen der Außenseite (31, 51, 61) des Bauelementes (23) und der Innenseite (13) des Rohrschaftes (22) vor der Wärmebehandlung ein radialer Spalt (36) frei­ gelassen wird, der nach dem Schrumpfen des Stützelementes (32) so ausgefüllt ist, daß das Bauelement über das ge­ schrumpfte Stützelement (32) an der Innenseite (13) des Rohrschaftes (22) fixiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bauelemente axial hintereinander längs der Rohr­ schaftachse angeordnet werden und ein sich über die mehre­ ren Bauelemente hinweg erstreckendes Stützelement (92) derart aufgebracht wird, daß die Bauelemente nach der Wär­ mebehandlung zusätzlich in der axialen Anordung relativ untereinander fixiert sind.