用于从内窥镜照明设备引出热量的装置制造方法及图纸

用于内窥镜照明设备(100)的装置(10)，所述装置具有：热管(32)、第一热源(28)、用于导出第一热源(28)的热能的导热元件(30)、与第一热源(28)间隔开的散热器(34)、和夹紧元件(38)，其中夹紧元件(38)以能可逆地拆卸的方式被安装在导热元件(30)上，使得热管(32)的第一端部区域(40)被保持在导热元件(30)和夹紧元件(38)之间，其中热管(32)被构造用于，将热源(28)的热能引至散热器(34)，以及其中热管(32)的与第一端部区域(40)间隔开的第二端部区域(42)通入散热器(34)中。

【技术实现步骤摘要】
用于从内窥镜照明设备引出热量的装置
本专利技术涉及一种用于内窥镜照明设备的装置以及具有该装置的内窥镜照明设备。
技术介绍
内窥镜不仅应用于
，而且应用于医学领域，并且主要适用于检查难以接近的且因此用肉眼无法观察的区域。内窥镜例如在
中用于在机器、发动机、涡轮机和反应空间等中的空腔内的不能用肉眼看到的工作。在医用内窥镜中，内窥镜在微创手术中在必要时可以与手术器械组合使用，以实现检查目的或用于目视监控下的手术或也可以施加诊断和治疗的光。在此，内窥镜一方面具有成像系统，该成像系统用于从观察腔或手术腔接收观察光并用于从远端向近端传输图像信息。成像系统可以是光学图像传输系统，其具有位于杆的远端中的物镜和与其相连接的透镜系统。透镜系统例如可以是中继系统或具有有序排列的纤维束和近端目镜。此外也可以连接有摄像机。内窥镜的另外的组成部分是照明系统，该照明系统用于将光从近端传输至远端，以便用光照亮观察腔或检查腔。通常使用大功率发光二极管(LED)实现照明目的。该技术尤其具有下述优点，即其与氙灯技术相比可以在长的使用寿命中实现几乎恒定的光功率，并且此外还可以保证光源的恒定的照明质量。LED技术的另外的优点是，通过组合不同光谱的LED可以实现扩展的诊断，例如：ICG(吲哚菁绿)和PDD(光动力学诊断)。为了在LED-技术中保证高性能和长的使用寿命，足够程度的冷却管理是必要的，因为投入使用的LED尽管具有高的效率，但由于其大的光功率仍然是热源。由LED或光源产生的余热例如可以被释放到内窥镜的壳体中(例如参见US8,696,554B2)。然而该热量释放的解决方案可能引起热量聚积，这可能会引起LED以及其外围的过热。因此，将产生的热量从产生地引导至散热器(例如采取冷却体的形式)是有利的。这一点在最简单的情况下通过下述方式实现，即在内窥镜的壳体内设置有流动通道，例如通过风扇引起的气流流过该流动通道(参见US5,099,399A)。然而该解决方案存在缺点，因为在壳体结构设计方面的自由度被该壳体内的流道所限制。为了提高在结构设计方面的自由度和散热性能，可以通过使用所谓的热管在热源和散热器之间进行空间分离。该热管、也称为热导管例如可以实现位于内窥镜照明设备中的散热器的流动技术方面的优化的定位，并且用于热源和散热器之间的热交换。例如可以通过钎焊或焊接将热管连接至热源。此外，热管也可以一体地与热源连接。也可以从JP2014045820A和EP1731862A1中获悉借助热管引出热量的示例。JP2014045820A和EP1731862A1分别示出了一种结构形式，在其中热管整体与热源连接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步改进用于从内窥镜照明设备引出热量的装置，使得能够保证在结构设计方面的高自由度和/或散热性能的提高。该目的通过一种用于内窥镜照明设备的装置得以实现，该装置具有热管、第一热源、用于导出第一热源的热能的导热元件、与第一热源间隔开的散热器，和夹紧元件。该夹紧元件以能可逆地拆卸的方式被安装在导热元件上，使得热管的第一端部区域被保持在导热元件和夹紧元件之间。热管被构造用于将热源的热能引至散热器。在此，热管的与第一端部区域间隔开的第二端部区域通入散热器中。由于热管的工作原理，在热源产生的热量的热量导出期间，在热管的布置在热源处的热端和热管的布置在散热器中的冷端之间出现温度梯度。该温度梯度沿着热管引起不同程度的、与材料有关的热膨胀。专利技术人已经认识到，基于热管的相应的端部与热源或散热器的刚性固定，所产生的固有应力可能传输至内窥镜照明设备的其他构件。因此，例如可能影响在图像采集时的精确性。此外还认识到，基于热管的制造公差必须对热源(尤其是LED)相对于热管的定位提出高的要求。该定位还导致高的校正或安装成本，因为热管的布置例如由于成像系统、尤其是透镜系统和物镜(例如玻璃棒)的预定的姿态和取向而被限制。在这方面专利技术者已经认识到，例如很难实现平行的热量导出(热管的笔直的走向)，并且为了安置在内窥镜照明设备的壳体中，热管通常具有弯折的曲线走向，这又加剧了固有应力导致的扭曲或变形。该设计方案的优点之一是，热管不像现有技术中那样普遍与热源或热源的导热元件固定地连接，而是以能可逆地拆卸的方式安装在其上。通过将热管布置在导热元件和夹紧元件之间，也就是说通过对热管的夹紧或箝固，热管未利用其一个端部与导热元件固定地连接，而是仅力配合地箝固。因此，尤其是此前提到的固有应力不再被传输到包围热管的构件上。通过将热管容纳在导热元件和夹紧元件之间，还增大了用于热量传输的表面，因为热管在第一端部区域中被导热元件和夹紧元件包围。也就是说，热管的第一端部区域的整个外表面被用于热量传输。此外，通过热管的这种安装决定性地提高了结构设计方面的自由度，因为导热元件和夹紧元件可以与热管的相应的走向相匹配。因此可以实现热管的模块化的布置。此外例如还可以在整个系统中补偿热管的前面提到的制造公差，这又体现在结构设计方面提高的自由度中。该设计方案尤其为改造、即各个构件的后续改变提供了适合的可能性，因为该夹紧机构被设计为能可逆地拆卸。这使得热管例如可以容易地被更换。在一些设计方案中，热管也可以与冷却体钎焊在一起，其中在这种情况下在改造时可以将冷却体连同热管一起替换。换句话说，导热元件被位置精确地安装在热源处，该热源例如是内窥镜照明设备的光学单元的组成部分。不同于现有技术，热管并不是通过钎焊或焊接而连接，即不是通过形状配合、不可逆的方法连接，而是使用夹紧元件进行连接。术语“导热元件”和“夹紧元件”在此理解为例如由金属或合金制成的、优选基本上呈板形或长方体形的主体。该主体优选地具有一个或多个凹部。该凹部优选地被构造用于，至少部分地容纳热管。在此，例如热管的棒形的端部区段部分地容纳在导热元件的凹部中，并且部分地容纳在夹紧元件的根据形状与导热元件的凹部相对应的凹部中，从而热管的端部区段被两个凹部优选完全地包围。术语“热管”在此理解为热导管。在此，热导管优选地包括长形的金属容器，其具有密封封闭的容积。用工作介质(例如水或氨气)填充该容积，该工作介质在液态状态下填充容积的一小部分，并且在气态状态下填充该容积的较大部分。在使用热导管期间，工作介质在热源的区域中被蒸发。在散热器的区域中，工作介质再次液化并且在毛细力的驱动下返回至热导管的热源侧区域。此外，术语“热管”也可以理解为由实心材料构成的金属棒，其例如具有圆形或矩形的横截面，在其中通过金属棒的相邻原子之间动能的无物质传递地传导、即转移而实现热量传递。根据优选的设计方案，该热源是光源。术语“光源”在此优选地可以理解为发光二极管(简称为：LED)。然而原则上也可以使用例如氙灯作为光源，其中发光二极管基于其相对于氙灯延长的使用寿命以及基于其更高的效率是优选的。根据另外的优选的设计方案，夹紧元件与导热元件以可拆卸的方式拧紧或用销固定在一起。该设计方案尤其具有下述优点，即该夹紧元件以简单的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于内窥镜照明设备(100)的装置(10)，所述装置具有：/n-热管(32)；/n-第一热源(28)；/n-用于导出所述第一热源(28)的热能的导热元件(30)；/n-散热器(34)，所述散热器与所述第一热源(28)间隔开；和/n-夹紧元件(38)，/n其中所述夹紧元件(38)以能可逆地拆卸的方式被安装在所述导热元件(30)上，使得所述热管(32)的第一端部区域(40)被保持在所述导热元件(30)和所述夹紧元件(38)之间，/n其中所述热管(32)被构造用于，将所述热源(28)的热能引至所述散热器(34)，以及/n其中所述热管(32)的与所述第一端部区域(40)间隔开的第二端部区域(42)通入所述散热器(34)中。/n

【技术特征摘要】
20190603 DE 102019114885.51.用于内窥镜照明设备(100)的装置(10)，所述装置具有：
-热管(32)；
-第一热源(28)；
-用于导出所述第一热源(28)的热能的导热元件(30)；
-散热器(34)，所述散热器与所述第一热源(28)间隔开；和
-夹紧元件(38)，
其中所述夹紧元件(38)以能可逆地拆卸的方式被安装在所述导热元件(30)上，使得所述热管(32)的第一端部区域(40)被保持在所述导热元件(30)和所述夹紧元件(38)之间，
其中所述热管(32)被构造用于，将所述热源(28)的热能引至所述散热器(34)，以及
其中所述热管(32)的与所述第一端部区域(40)间隔开的第二端部区域(42)通入所述散热器(34)中。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述热源(28)是光源(18)。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述夹紧元件(38)与所述导热元件(30)以可拆卸的方式拧紧、用销固定或用栓固定在一起。


4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热管(32)、所述导热元件(30)和所述夹紧元件(38)分别由能导热的材料制造。


5.根据权利要求4所述的装置，其中所述能导热的材料具有铝或铜或是铝或铜。


6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中在所述导热元件(30)的表面、所述热管(32)的所述第一端部区域(40)的表面和所述夹紧元件(38)的表面之间涂布用于热耦合的导热胶。


7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置(10)还具有第二热管(32')、第二导热元件(30')和第二夹紧元件(38')，
其中所述第二导热元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：科斯坦蒂诺·帕斯卡尔，
申请(专利权)人：卡尔史托斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE