DE3441036C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zangenvorrichtung für ein Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Zangenvorrichtung ist beispielsweise aus der EP A2 00 23 139 bekannt, wobei die Gelenkstifte verstemmt sind. Wegen der sehr kleinen Abmessungen solcher Zangenvorrichtungen für ein Endoskop ist das Verstemmen nicht nur relativ aufwendig und mühselig, es bedarf auch einer erheblichen Nachbearbeitung der verstemmten Gelenk­ stiftenden, damit diese in einer Ebene liegen mit der Ober­ fläche der mit dem Gelenkstift verbundenen Bauteile. Dabei müssen die jeweiligen Bauteile genau justiert werden und es ergeben sich häufig Abweichungen in der Qualität der Zangenvorrichtungen in Abhängigkeit von der die Arbeiten ausführenden Person.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zangenvor­ richtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei gleichbleibender, hoher Qualität der einzelnene Zangen der Herstellungsaufwand wesentlich verringert wird, wobei zugleich die Zangenvorrichtung kleiner ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Durch Verschweißen der Gelenkstiftenden mittels eines Laserstrahls wird nicht nur der Zeitaufwand bei der Herstellung wesentlich verringert, es ergibt sich auch eine gleichbleibend hohe Qualität und Funktionsfähig­ keit der Zangen, wobei diese zudem kleiner ausgebildet werden können, weil die Gelenkstifte selbt dünner und kürzer ausgelegt werde können, da sie keiner mechanischen Bean­ spruchung, wie beim Verstemmen, ausgesetzt werden. Die kleinere Ausgestaltung der Zangenvorrichtung ist in Verbindung mit einem Endoskop wesentlich, weil durch Reduzierung der Baugröße dieses mechanischen Teils auch der Durchmesser des Endoskops selbst kleiner gehalten werden kann, wodurch die Behandlung mit einem Endoskop einen Patienten auch weniger beeinträchtigt.

Aus der US-PS 39 11 766 ist es zwar beim Einsetzen eines Gelenkstiftes in eine medizinische, von Hand zu betätigende Zange bekannt, einen mit einem Kopf versehenen Gelenkstift einzusetzen und danach die Enden mit dem umgebenden Bauteil zu verschmelzen, jedoch wird auch hierbei ein Gelenkstift mit größerer Länge als die Stärke der zu verbindenden Bauteile verwendet, so daß auch nach dem Verschmelzen eine Nachbearbeitung erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Beipielsweise Ausführungsform an der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Teilschnittansicht der Zangenvorrich­ tung,

Fig. 2 bis Fig. 4 in Teilschnittansichten den Aufbau der Zangenvorrichtung,

Fig. 5 bis Fig. 7 in entsprechenden Teilschnittansichten eine abgewandelte Ausführungsform des Aufbaus der Zangenvorrichtung,

Fig. 8 eine Detaildarstellung einer Gelenkstift­ verbindung,

Fig. 9 Darstellungen des Laserstrahlflecks an der Schweißstelle,

Fig. 10 und Fig. 11 Ausführungsformen der Gelenkstiftverbindung, und

Fig. 12 und Fig. 13 weitere Ausgestaltungen in einem Teilschnitt.

Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Zangenvorrichtung mit Zangenscheren 8, an die sich ein Verbindungsteil 8 a und eine Verlängerung 13 anschließt. Die Enden der Verlängerungen 13 sind über Gelenkstifte 20 mit einem Verbindungsglied 14 verbunden, das über einen Gelenk­ stift 21 mit einem Kopplungselement 16 verbunden ist, das bei 15 a an einem Betätigungsdraht 15 befestigt ist, der durch ein flexibles Rohr 10 verläuft und am anderen Ende des Endoskops mit einer Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Drahtes 15 in dem Rohr 10 versehen ist.

An dem Ende 10 b des Rohres 10 ist eine Abdeckung 18 auf­ gesetzt, die das Rohrende Übergreift und mit zwei in einem Abstand voneinander liegenden Abschnitten versehen ist, die über einen Gelenkstift 19 zusammen mit den Verbin­ dungsteilen 8 a der Zangenscheren 8 verbunden sind, wobei diese beiden Abschnitte die Zangenvorrichtung abdecken. Mit 12 ist in Fig. 1 allgemein der Zangenkopf des Endoskops bezeichnet.

Fig. 2 zeigt die Verbindung einer Verlängerung 13 mit einem Element des Verbindungsgliedes 14 durch einen Gelenkstift 23, der an dem mit 23 c bezeichneten Ende durch einen Laserstrahl bei 24 mit der Verlängerung 13 verschweißt ist. Der Gelenk­ stift 23 hat eine Länge l ₁, die höchstens gleich der Summe der Stärke der Verlängerung 13 und des daran anliegenden Verbindungsgliedes 14 ist. Der Gelenkstift 23 ist in Bohrungen 13 b und 14 a so eingesetzt, daß ein Kopfteil 23 a des Stiftkörpers 23 b in eine Paßöffnung 14 e des Verbindungs­ gliedes 14 eingepaßt ist, die einen Durchmesser hat, der größer ist als der der Bohrung 14 a. Das mit 23 c bezeichnete Ende des Stiftkörpers 23 b fluchtet mit der Oberfläche der Verlängerung 13 oder liegt etwas darunter. Mit 13 a ist ein Absatz an der Verlängerung 13 bezeichnet, der der Stärke des Verbindungsgliedes 14 entspricht.

Die Schweißstelle 24 in Fig. 2 ist im einzelnen in Fig. 9 wiedergegeben. Fig. 9a zeigt die um den Umfang des Gelenk­ stiftes verlaufende Schweißnaht bei 24, wobei nur ein ein­ zelner Laserfleck zum Verschweißen verwendet wird, dessen Durchmesser größer ist als das Ende 23 c des Gelenkstiftes. Fig. 9b zeigt die Verwendung zweier Laserflecken an dia­ metral gegenüberliegenden Stellen des Gelenkstiftes, wobei jeder Laserfleck den gleichen Durchmesser hat wie das Ende 23 c des Gelenkstiftes. Mit 24 ist wieder die Schweißstelle bezeichnet. Fig. 9c und 9d zeigt die Verwendung von drei oder mehreren Laserflecken zur Ausbildung der Schweiß­ stelle 24. Die Laserstrahlen können dabei parallel zur Gelenkachse auf den zu verschweißenden Bereich oder schräg dazu gerichtet werden. Zum Verschweißen kann beispielsweise ein YAG-Laser, ein Kohlendioxidgas-Laser oder ein Rubin-Laser verwendet werden.

Fig. 3 zeigt die Verbindung des Verbindungsgliedes 14 mit dem Betätigungsdraht 15 über das Kopplungselement 16. Der Gelenkstift 25 hat eine Länge l ₂ höchstens gleich der Summe der Stärke des Kopplungselementes 16 und der beiden daran anliegenden Teile des Verbindungsgliedes 14. Das Kopplungselement 16 ist mit einer Bohrung 16 a versehen, die einer Bohrung 14 b im Verbindungglied 14 entspricht. Auf der gegenüberliegenden Seite ist entsprechend 14e in Fig. 2 eine angesenkte Bohrung 14 f zur Aufnahme eines Kopfteils 25 a des Stiftkörpers 25 b ausgebildet. Die Schweiß­ stelle am Gelenkstiftende 25 c ist mit 26 bezeichnet, wobei die in Fig. 9 wiedergegebenen Ausgestaltungen vorgesehen sein können.

Fig. 4 zeigt die Verbindung der Abdeckung 18 mit dem Verbindungsteil 8 a durch einen Gelenkstift 27, dessen Stiftkörper 27 b durch Bohrungen 18 a und 8 b in der Ab­ deckung 18 und in den Verbindungsteilen 8 a verläuft.

Entsprechend den Darstellungen in Fig. 2 und 3 ist mit 27 a ein Kopfteil in einer Ansenkung 18 b bezeichnet. Die Schweißstelle 28 am Gelenkstiftende 27 c kann die in Fig. 9 wiedergegebene Ausgestaltung haben. Der Gelenkstift 27 hat eine Länge l ₃, die höchstens gleich der Summe der Stärke der Teile ist, durch die der Gelenkstift verläuft, wobei in diesem Falle die maximale Länge durch den Durchmesser der Abdeckung 18 vorgegeben ist.

Fig. 10 zeigt in vergrößerter Darstellung den Bereich A in Fig. 2. Bei 30 sind Laserstrahlen angedeutet, die parallel zur Gelenkachse verlaufen und in den Ringspalt P zwischen Wand der Bohrung 13 b und Außenumfang des Gelenk­ stiftes 23 eindrignen. Hierdurch würden die mit Q bezeich­ neten Stellen an der Ansenkung 14 a bzw. am konisch verbreiterten Kopfteil 23 a ebenfalls verschweißt, wie dies Fig. 11 zeigt, was jedoch unerwünscht ist, da hierdurch das Verbindungsglied 14 fest mit der Verlängerung 13 verbunden und eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen nicht mehr möglich wäre. Um eine derartige Schweiß­ stelle bei Q zu vermeiden, muß der Gelenkstift 23 möglichst knapp in die Bohrung 13 b eingesetzt werden. Der Grenztoleranz­ wert liegt in der Größenordnung von - 0,01 mm, so daß der Ringspalt P eine Breite von 0,02 mm haben kann. Wenn die Laserenergie gering ist, wird der in den Ringspalt ein­ tretende Laserstrahl an der Stelle Q keine Verschweißung ergeben, jedoch wird auch die Festigkeit der Verschweißung an der in Fig. 2 mit B bezeichneten Stelle gering.

Da aber eine gewisse Festigkeit der Verschweißung erforder­ lich ist, muß ein Laserstrahl 30 mit höherer Energie ver­ wendet werden. Um dabei die in Fig. 11 wiedergegebene Verschweißung zu vermeiden, wird die in den Fig. 5 bis 8 wiedergegebene Ausgestaltung vorgesehen.

Nach Fig. 5 wird der verbreiterte Kopfteil 23 a des Gelenk­ stiftes 23 zum Verschweißen vorgesehen, so daß der Gelenk­ stift mit dem Verbindungsglied 14 fest verbunden wird, während er sich in der Bohrung 13 d der Verlängerung 13 verdrehen kann. Die Schweißstelle ist mit 31 an der Ansenkung 14 a bezeichnet.

Der verbreiterte Kopfteil 23 a verhindert ein Eindringen des Laserstrahls, wie in Fig. 6 wiedergegeben, so daß nur der in Fig. 6 mit R bezeichnete Bereich aufgeschmolzen bzw. verschweißt wird. Hierbei kann eine größere Toleranz der Passung zwischen Gelenkstift und Bohrung vorgesehen sein.

Fig. 8 zeigt einen Vergleich der Schweißstelle 31 in den Fig. 5 und 6 mit dem in Fig. 2 und 10. Bei gleicher Laser­ energie und gleichem Material und Aufbau der Bauteile wird die gleiche Schmelztiefe an den Schweißstellen 24 und 31 erreicht. Die Tiefe l der Schweißstelle am Gelenkstift­ ende 23 c (Fig. 8) ist jedoch kleiner als die Tiefe m bei R an der Schweißstelle 31, so daß die Festigkeit der Verschweißung erhöht wird.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Zangenvorrichtung mit der Verschweißung nach Fig. 5 und 6 an den drei Gelenk­ stiften 23, 25 und 27.

Bei dieser Ausgestaltung nach Fig. 7 liegen die Gelenkstift­ enden 27 c und 25 c frei in der zugeordneten Bohrung 18 a bzw. 14 b, während das gegenüberliegende Gelenkstiftende an dem verbreiterten Kopfteil verschweißt ist. Hierdurch kann sich während des Arbeitens mit der Zangenvorrichtung ein Spiel an den freien Enden der Gelenkstifte ergeben, wobei auch die Gelenkstiftenden ausgelenkt werden können. Hierbei kann es zu einer Verschiebung zwischen der Ab­ deckung 18 und dem Verbindungsglied 14 kommen, wodurch die Funktion der Zangenvorrichtung beeinträchtigt werden kann.

Um dies zu vermeiden, kann die in den Fig. 12 und 13 wiedergegebene Ausgestaltung vorgesehen werden. Nach Fig. 12 sind die beiden Enden des Gelenkstiftes 27 mit der Abdeckung 18 verschweißt, um ein Spiel des Gelenkstiftes 27 zu vermeiden. Die Schweißstellen sind mit 28 und 33 bezeich­ net.

Nach Fig. 13 sind Gelenkstifte 35, 36 und 37 mit durchgehend gleichem Durchmesser über ihre Länge vorgesehen. Der Gelenk­ stift 37 ist an beiden Enden mit der Abdeckung 18 verschweißt (Schweißstellen 41 und 42), ebenso der Gelenkstift 36 mit den Schweißstellen 39, 40 am Verbindungsglied 14. Der Gelenkstift 35 ist bei 38 mit dem Verbindungsglied 14 verschweißt.

Claims (6)

1. Zangenvorrichtung für ein Endoskop mit zwei Zangen­ scheren, von denen jede einen Verbindungsteil und eine Verlängerung aufweist, mit einem Verbindungsglied, das mit der Verlängerung über einen ersten Gelenkstift verbunden ist, mit einen Betätigungsdraht an einem Kopplungselement, das mit dem Verbindungsglied über einen zweiten Gelenkstift verbunden ist, und mit einem flexiblen Rohr mit einer Abdeckung, die mit den Verbindungsteilen der Scheren über einen dritten Gelenk­ stift verbunden ist, der auch die Verbindungsteile der Scheren miteinander verbindet, wobei der Betätigungs­ draht durch das flexible Rohr hindurch verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstifte (23, 25, 27) jeweils eine Länge (l ₁, l ₂, l ₃)haben, die höchstens gleich der Summe der Stärke der Teile ist, durch die sie geführt sind, und daß die Enden der Gelenkstifte durch einen Laserstrahl mit dem umge­ benden Material verschweißt sind.

2. Zangenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstifte an einem Ende einen verbreiterten Kopfteil (23 a, 25 a, 27 a) aufweisen.

3. Zangenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (23 a, 25 a, 27 a) mit dem umgebenden Material durch einen Laserstrahl verschweißt ist.

4. Zangenvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung durch einen Laserstrahl ausgebildet ist, der einen Laserfleck mit einem Durchmesser ergibt, der größer ist als der Gelenkstiftdurchmesser, und/oder durch mehrere Laserflecken um den zu verschweißenden Bereich, wobei jeder Laserfleck einen Durchmesser hat, der gleich oder kleiner ist als der Gelenkstiftdurch­ messer.

5. Zangenvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des dritten Gelenkstiftes (27) mit der Abdeckung (18) verschweißt sind.

6. Zangenvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Ende des zweiten Gelenkstiftes (25) mit dem umgebenden Material des Verbindungsgliedes (14) verschweißt ist.