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Die Erfindung betrifft einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden eines Plattenelementes mit einem Schaftelement beispielsweise in einem Endoskop.
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Üblicherweise sind an einem Bedienteil eines Endoskops Verbindungsmechanismen vorgesehen, z. B. ein Mechanismus zum Betätigen eines Biegeabschnitts eines Einführteils des Endoskops, ein Mechanismus zum Ändern des Anstellwinkels eines Behandlungsinstrumentes und dergleichen. Solche Verbindungsmechanismen verbinden das Plattenelement mit dem Schaftelement derart, dass das Plattenelement drehfest relativ zu dem Schaftelement ist.
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Typischerweise ist in einem solchen Verbindungsmechanismus ein Teil des Schaftelementes in Form einer polygonalen Säule ausgebildet. An dem Plattenelement ist eine polygonale Öffnung ausgebildet, die in Eingriff mit dem polygonalen Säulenteil gebracht werden kann. Indem der polygonale Säulenteil in die polygonale Öffnung eingepasst wird, sind das Plattenelement und das Schaftelement drehfest zueinander. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion ist in der
JP H09- 98 942 A beschrieben.
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Bei der oben beschriebenen Konstruktion kann infolge von Fertigungsfehlern ein Spiel zwischen dem Plattenelement und dem Schaftelement in Drehrichtung auftreten. Wird ein Endoskop, das mit einem solchen Problem behaftet ist, als Produkt ausgeliefert, so kann die Bedienperson das Endoskop nicht wunschgemäß bedienen, z. B. kann sie nicht die Biegung des Biegeteils steuern.
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9 zeigt einen herkömmlichen Verbindungsmechanismus bei dem das oben beschriebene Problem berücksichtigt ist. 10 zeigt einen Querschnitt längs der in 9 dargestellten Linie X-X. In den 9 und 10 sind ein Plattenelement 92 und ein Schaftelement 91 dargestellt. In diesem Beispiel sind an dem Plattenelement 92 Schraublöcher 93 ausgebildet, die sich bezüglich der Mittelachse 91ax des Schaftelementes 91 im Wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Das Schaftelement 91 weist einen polygonalen Säulenteil 91x auf, der in eine polygonale Öffnung 92x eingesetzt ist. Indem Schrauben 94 durch die Schraublöcher 93 eingesetzt und festgezogen werden, kommen die Spitzen der Schrauben 94 jeweils in radialer Richtung in Presskontakt mit dem polygonalen Säulenteil 91x, wodurch ein Spiel zwischen dem Plattenelement 92 und dem Schaftelement 91 vermieden werden kann.
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Um ein Spiel zwischen dem Plattenelement 92 und dem Schaftelement 91 wirksam zu vermeiden, sollten jedoch mindestens drei Schrauben 94 verwendet werden, die in verschiedenen Richtungen auf den polygonalen Säulenteil 91x drücken, wie in 10 gezeigt ist. Wird nur eine einzige Schraube 94 verwendet, so kann es vorkommen, dass das Plattenelement 92 gegenüber einer zur Mittelachse 91ax des Schaftelementes 91 senkrechten Ebene verkippt. Werden jedoch drei Schrauben 94 verwendet, wie in den 9 und 10 gezeigt ist, so nimmt der Montageaufwand zur Herstellung der gezeigten Konstruktion zu. Außerdem können sich bei der in den 9 und 10 gezeigten Konstruktion die Schrauben 94 vergleichsweise leicht lösen, so dass nach vergleichsweise kurzer Zeit ein Spiel zwischen dem Plattenelement 92 und dem Schaftelement 91 auftritt.
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Aus der
US 4 207 873 A ist ein Endoskop bekannt, das an seinem proximalen Ende zwei einander überlagerte, mit einer Hand betätigbare Räder zur Steuerung des distalen Endoskopendes aufweist. Die beiden Räder sind jeweils mit einem Kabelpaar gekoppelt, das sich zum distalen Endoskopende hin erstreckt, um dort Umlenkelemente zu steuern. Jedes Kabelpaar wird dabei über das ihm zugeordnete Rad in der Weise gesteuert, dass eines der Kabel zur Umlenkung des distalen Endoskopendes gespannt wird, während das andere relaxiert.
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Aus der Druckschrift
US 4 025 210 A ist eine Anordnung bekannt, die in einem Liegestuhl eingesetzt wird, um einen im Querschnitt quadratischen Drehstab mit zwei Armen zu verbinden, die auf gegenüberliegenden Seiten des Liegestuhls angeordnet sind. Der jeweilige Arm besteht aus einem Stahlband, in das ein quadratisches Loch zur Aufnahme des Drehstabs gestanzt ist. Es ist ferner ein Befestigungselement vorgesehen, das ebenfalls ein quadratisches Loch zur Aufnahme des Drehstabs aufweist. Das in dem Befestigungselement ausgebildete Loch ist leicht aus der Rechtwinkligkeit gedreht, so dass das Befestigungselement, wenn es zusammen mit dem Arm auf dem Drehstab sitzt, relativ zu dem Arm verdreht ist. Beim Zusammenbau werden der Arm und das Befestigungselement zwangsweise mit Hilfe eines Schraubstocks auf dem Drehstab in entgegengesetzte Richtungen gedreht. Dadurch wird das in dem Befestigungselement ausgebildete Loch plastisch verformt.
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Die Druckschrift
JP 2002- 323 019 A beschreibt eine Anordnung, die dazu dient, das Drehen einer Rundstange in einer Stangenhalterung zu verhindern. Diese Anordnung weist ein Schraubloch auf, das die Stangenhalterung in einer nicht-radialen Richtung durchsetzt. In das Schraubloch ist eine Schraube eingesetzt, deren Spitze auf die Rundstange drückt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Verbindungsmechanismus zum Verbinden eines mit einem polygonalen Säulenteil versehenen Schaftelementes und eines mit einer entsprechenden polygonalen Öffnung versehenen Plattenelementes anzugeben, der bei einem vergleichsweise einfachen Aufbau ein Spiel zwischen den genannten Komponenten vermeidet.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Verbindungsmechanismus nach Anspruch 1.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Seitenansicht eines Endoskops, bei dem der in 1 gezeigte Verbindungsmechanismus verwendet wird;
- 3 eine Querschnittsansicht des Verbindungsmechanismus nach erstem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine längs der in 3 gezeigte Linie IV-IV geschnittene Draufsicht auf den Verbindungsmechanismus;
- 5 eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 6 eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel;
- 7 eine Draufsicht auf den in 6 gezeigten Verbindungsmechanismus
- 8 eine Draufsicht auf einen Verbindungsmechanismus nach einem weiteren nicht-erfindungsgemäßen Beispiel;
- 9 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Verbindungsmechanismus; und
- 10 eine längs der in 9 gezeigten Linie X-X geschnittene Draufsicht auf den herkömmlichen Verbindungsmechanismus.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verbindungsmechanismus unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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2 zeigt eine Seitenansicht eines Endoskops 100, bei dem der erfindungsgemäße Verbindungsmechanismus anwendbar ist. Das Endoskop 100 hat einen flexiblen Einführteil 1, an dessen distalem Ende ein Biegeabschnitt 2 ausgebildet ist. Der Biegeabschnitt 2 wird durch Betätigen einer Bedieneinheit 3 gesteuert, die mit dem proximalen Ende des Einführteils 1 verbunden ist.
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Die Bedieneinheit 3 hat einen Knopf 4 zum Betätigen des Biegeabschnitts 2. Der Knopf 4 ist gegenüber der Bedieneinheit 3 drehbar. Durch Drehen des Knopfs 4 wird an einem von mehreren Betätigungsdrähten, die mit dem Biegeteil 2 verbunden sind, gezogen, wodurch der Biegeabschnitt 2 um eine Stellgröße, d. h. einen Winkel, der der Drehung des Knopfes 4 entspricht, gebogen wird. In 2 ist ein Feststellknopf 6 gezeigt, der dazu dient, den Biegezustand des Biegeabschnitts 2 aufrechtzuerhalten.
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3 ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsmechanismus nach erstem Ausführungsbeispiel. In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 60 einen Bremsmechanismus, der entsprechend der Betätigung des Feststellknopfes 6 eine Reibungskraft ausübt, die eine Drehbewegung des Knopfs 4 verhindert. Der Bremsmechanismus 60 ist an einem Schaft- oder Stangenelement 7 befestigt, das fest an dem Rahmen der Bedieneinheit 3 angebracht ist. Ein Plattenelement 11, das sich drehfest, d.h. nicht drehbar in Eingriff mit dem Schaftelement 7 befindet, dient für die Bremsfunktion als feststehendes Element.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass verschiedenartige Bremsmechanismen bekannt sind. Da die Erfindung einen Verbindungsmechanismus betrifft, der Teil des Bremsmechanismus und auch auf andere Mechanismen anwendbar ist, wird die Funktionsweise des Bremsmechanismus 60 im Folgenden nicht beschrieben. Ein Beispiel für einen solchen Bremsmechanismus ist in der
JP 2007- 313 292 A beschrieben.
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Das Schaftelement 7 weist einen polygonalen Säulenteil 7x auf. In dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Säulenteil 7x die Form eines gleichseitigen Sechsecks. Es kann jedoch auch ein beliebig anderer polygonaler Säulenteil verwendet werden. Das Schaftelement 7 ist mit Ausnahme eines polygonalen Säulenteils 7x zylindrisch geformt. An dem Übergang zwischen dem zylindrischen Teil und dem polygonalen Säulenteil 7x ist eine Stufe 7a ausgebildet, wie in 3 gezeigt ist.
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Das Plattenelement 10 umfasst eine erste Platte 11 und eine zweite Platte 12, die in Richtung der Mittelachse 7ax des Schaftelementes 7 einander überlagert sind, wie in 4 dargestellt ist, die eine längs der in 3 gezeigten Linie IV-IV geschnittene Draufsicht auf den Verbindungsmechanismus zeigt. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht.
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Wie aus 1 deutlich wird, umfasst die zweite Platte 12 ein scheibenähnliches Element. Auf der ersten Platte 11 ist eine kreisförmige Vertiefung 13 ausgebildet, in die die zweite Platte 12 in lockerer Anordnung eingebracht werden kann.
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An der ersten Platte 11 und der zweiten Platte 12 ist jeweils eine polygonale (in dem ersten Ausführungsbeispiel hexagonale) Öffnung 11x bzw. 12x ausgebildet, in die der polygonale Säulenteil 7x des Schaftelementes 7 fest eingepasst werden kann.
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Wie in 3 gezeigt, sitzt die erste Platte 11 so auf dem polygonalen Säulenteil 7x, dass ihre untere Fläche in Kontakt mit der Stufe 7a ist. Die zweite Platte 12 sitzt auf den polygonalen Säulenteil 7x und befindet sich in lockerer Anordnung in der Vertiefung 13. Durch diesen Aufbau ist das Plattenelement 10 drehfest zu dem Schaftelement 7, d. h. das Plattenelement 10 dreht sich nicht relativ zu dem Schaftelement 7.
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Infolge von Fertigungsfehlern kann es jedoch vorkommen, dass die polygonalen Öffnungen 11x und 12x so bemessen sind, dass sie nicht fest auf dem polygonalen Säulenteil 7x sitzen. In diesem Fall tritt ein Spiel in Drehrichtung bezüglich der Mittelachse 7ax des Schaftelementes 7 auf.
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Wie in den 1 und 4 gezeigt, ist an der ersten Platte 11 ein Schraubloch 8 so ausgebildet, dass sich die mit 8ax bezeichnete Mittelachse des Schraublochs 8 von der Außenumfangsfläche zur Vertiefung 13 erstreckt. Wie in 4 gezeigt, ist die Richtung, in die sich das Schraubloch 8 erstreckt (d. h. die Richtung der Mittelachse 8ax des Schraublochs 8) gegenüber einer Tangentiallinie 7t geneigt, an der die Mittelachse 8ax des Schraublochs 8 die Umfangsfläche der zweiten Platte 12 schneidet. Dies bedeutet, dass sich das Schraubloch 8 in einer nicht-radialen Richtung erstreckt. Eine mit einer konischen Spitze versehene Schraube 9 ist von der Außenumfangsfläche der ersten Platte 11 in Richtung der zweiten Platte 12 in das Schraubloch 8 geschraubt.
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Indem die Schraube 9 festgezogen wird, werden die erste Platte 11 und die zweite Platte 12 so beaufschlagt, dass sie sich in entgegengesetzte Richtungen drehen, wie durch die Pfeile in 4 angedeutet ist. Die polygonale Öffnung 11x und die polygonale Öffnung 12x setzen so den polygonalen Säulenteil 7x in entgegengesetzte Richtungen fest, d. h. fixieren diesen. Das Plattenelement 10 ist so fest auf dem polygonalen Säulenteil 7x angebracht, ohne dass ein Spiel in der Drehrichtung auftritt.
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Die Erfindung ist auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. So sind verschiedene Abwandlungen möglich.
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5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist an der Umfangsfläche der zweiten Platte 12 eine Nut 12a mit V-förmigem Querschnitt ausgebildet, so dass ein Teil der von der Schraube 9 ausgeübten Andruckkraft in eine Kraftkomponente umgesetzt wird, welche die zweite Platte 12 auf die erste Platte 11 drückt.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel. 7 zeigt den Verbindungsmechanismus in einer Draufsicht. In diesem Beispiel ist an der ersten Platte 11 parallel zur Mittelachse des Schaftelementes 7 ein Schraubloch 8A ausgebildet. Ferner ist ein Durchgangsloch 80, durch das eine Schraube 9A mit Spiel gesteckt werden kann, an der zweiten Platte 12 ausgebildet. In diesem Beispiel übt die Bedienperson manuell eine Drehkraft auf die erste Platte 11 und die zweite Platte 12 in entgegengesetzten Richtungen aus, wie in 6 durch die Pfeile angedeutet ist. Während die Feststellkraft ausgeübt wird, wird die Schraube 9A fest angezogen.
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8 ist eine Draufsicht auf einen Verbindungsmechanismus nach einem weiteren nicht-erfindungsgemäßen Beispiel. Dieses Beispiel ähnelt dem Beispiel nach den 6 und 7 und weist demgegenüber mehrere Schrauben 9A und damit mehrere Löcher 8A auf.
