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Patent Searching and Data


Title:
DEVICES FOR DRILLING CURVED HOLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/150509
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device, to a method, and to a computer program for drilling curved holes. The device for the machining of material comprises a rotationally drivable material-machining segment, a connection segment used to connect to a rotational drive, and a drive train extending between the connection segment and the material-machining segment, by means of which drive train a driving torque can be transmitted from the connection segment to the material-machining segment, wherein the drive train is arranged in a rigid shaft segment that extends in a curved manner between the connection segment and the material-machining segment.

Inventors:
SCHWEIGER JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/057284
Publication Date:
October 08, 2015
Filing Date:
April 02, 2015
Export Citation:
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Assignee:
IVOCLAR VIVADENT AG (LI)
International Classes:
B23B41/00; B23B45/00; B23Q5/04; B23Q5/06
Domestic Patent References:
WO2011113078A12011-09-22
Foreign References:
US2414637A1947-01-21
US20110168419A12011-07-14
JPS6248437A1987-03-03
AT508891A42011-05-15
US4541423A1985-09-17
US4265231A1981-05-05
US5017057A1991-05-21
Other References:
A. ERICH, ZEITSCHRIFT FÜR DRECHSLER, pages 110
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE SPLANEMANN (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriebsstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starren Schaftabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang eine sich innerhalb des Schaftabschnittes (3) erstreckende kinematische Kette mit mindestens zwei starren linearen Gliedern (4, 6) gebildet ist, die an ihren Enden durch Wälzgelenke (7) miteinander in Drehverbindung stehen. 2. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearb eitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriebsstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starren Schaftabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang eine sich innerhalb des Schaftabschnittes erstreckende biegsame Welle (13) aufweist. 3. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriebsstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starren Schaftabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang einen Fluidantrieb (16 bis 20) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (10) zum Anschließen an eine Antriebsspindel (12) einer computergesteuerten Werkzeugmaschine ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine durch ein ihre Achsen gemäß der Krümmung des Schaftabschnittes (3) steuerndes Programm gesteuert ist.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 3 August 2015 (03.08.2015)

Neue Ansprüche 1 bis 8 (Reinschrift)

1. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, insbesondere einem Bohrerkopf, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriesstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starren Schaftabschnitt angeordnet ist, wobei der Antriebsstrang eine sich innerhalb des Schaftäb- schnittes (3) erstreckende kinematische Kette mit mindestens zwei starren linearen Gliedern (4, 6), die an ihren Enden durch Wälzgelenke (7) miteinander in Drehverbindung stehen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des starren Schaftabschnittes (3) einem Segment eines Kreisbogens entspricht und wobei Kanäle für die Zufuhr von Kühlschmiermittel und/oder die Abfuhr von Spänen bzw. Schleifstaub vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle für die Zufuhr des Kühlschmiermittels geschlossen innerhalb des Schaftabschnittes (3) liegen oder als halboffene Kanäle an der Außenfläche des Schaftabschnittes (3) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, insbesondere einem Bohrerkopf, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriebsstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starren Schaftabschnitt angeordnet ist, wobei der Antriebsstrang eine sich innerhalb des Schaftabschnittes erstreckende biegsame Welle (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Schaftabschnitt (3) Kanäle für die Zufuhr von Kühlschmiermittel und/oder die Abfuhr von Spänen bzw. Schleifstaub aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle für die Zufuhr des Kühlschmiermittels geschlossen innerhalb des Schaftabschnittes (3) liegen, oder als halboffene Kanäle an der Außenfläche des Schaftabschnittes (3) ausgebildet sind.

5. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit einem rotierend antreibbaren Materialbearbeitungsabschnitt, insbesondere einem Bohrerkopf, einem zur Verbindung mit einem Rotationsantrieb dienenden Anschlussabschnitt und einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialbearbeitungsabschnitt erstreckenden Antriebsstrang, durch den ein Antriebsmoment von dem Anschlussabschnitt auf den Materialbearbeitungsabschnitt übertragbar ist, wobei der Antriebsstrang in einem sich zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Materialberabeitungsabschnitt gekrümmt erstreckenden, starrerr Schaftabschnitt angeordnet ist, wobei der Antriebsstrang einen Fluidantrieb (16 bis 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Schaftabschnittes (3) an seinem distalen Ende ein Turbinenrad rotierend gelagert ist, um den anliegenden Druckluft oder Flüssigkeitsdruck in kinetische Energie umzuwandeln, wobei das Turbinenrad mit dem Materialbearbeitungsabschnitt, auf welchen die kinetische Antriebsenergie übertragbar ist, verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am anderen Ende des Schaftabschnittes (3) ein Pumpenrad (20) angeordnet ist, welches durch eine Antriebsachse (21) bewegbar ist und von einem außerhalb des Bohrerschaftes liegenden System/Motor antreibbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Anschlussbereich (10) zum Anschließen an eine Antriebsspindel (12) einer computergesteuerten Werkzeugmaschine aufweist.

8. Computerprogramm zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die an die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 anschließbar ist, wobei die Werkzeugmaschine durch das ihre Achsen gemäß der Krümmung des Schaftabschnittes (3) steuerndes Programm gesteuert ist.

Description:
VORRICHTUNG ZUM BOHREN GEKRÜMMTE

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spezialbohrer, mit dem es möglich ist, gekrümmte Bohrungen auszuführen. Stand der Technik

Gekrümmte Locher sind im Makroskopischen durchaus bekannt, wie z.B. bei der Erschließung fossiler Brennstoffe. Hier gibt es spezielle Bohrsysteme („Directional Drilling"), bei denen die Richtung des Bohrkopfes gelenkt werden kann 1 . Dies erlaubt es z.B. ein Ölreservoir in 10 km Tiefe von der Seite anzustechen und auszubeuten.

Auch in kleineren Dimensionen wie z.B. in der Chirurgie sind Methoden zum Einbringen gekrümmter Löcher in Knochen bereits auf dem Markt 2 , allerdings gibt es nur einen Anbieter ohne Konkurrenz, d.h. der Bedarf ist offensichtlich gering. Für das Bohren gekrümmter Löcher in Holz gibt es als Lösung den Kunstbohrer, allerdings für den Nischenmarkt der Heimwerker 3 .

Aus dem Stand der Technik ist der Bohrapparat von A. Erich bekannt, mit dem es möglich ist, gekrümmte Löcher zu bohren, z.B. das Rauchloch am unteren Ende eines Pfeifenkopfes. A. Erich hat in der Zeitschrift für Drechsler, 1885 S. 110, einen Apparat angegeben, bei welchem statt der Darmsaite die biegsame Transmissionswelle von Stow (1876 222 * 111) benutzt ist:

„Die biegsame Welle b wird in einem Stahlblechrohre a geführt, welches nach der zu bohrenden Kurve gebogen ist. Die Welle b ist mit einem Ende in das den Bohrer durch ein Muttergewinde fassende Futter c eingelötet, während das andere Ende durch eine Messinghülse leicht hindurch geschoben wird. Das Bohrfutter c läuft lose in einer kleinen Messingbüchse, welche das freie Ende des Rohres verstärkt. Das andere Ende des Rohres ist in einer Büchse befestigt, welche von einem Heft getragen wird. Die Messinghülse d dreht sich leicht in dem Rohrende, welches in der Büchse sitzt. Die Hülse d ist der Länge nach aufgeschnitten, so dass die aus dem Rohr a heraustretenden Enden etwas federn.

Die Befestigung der Welle b in der Hülse d geschieht durch Anbringen der zweiteiligen Antriebsrolle g, indem dieselbe die federnden. Enden der Hülse d auf der Welle b zusammenpresst. Beim Gebrauch des Werkzeuges wird die Schnur eines gewöhnlichen Drehbogens, wie solcher für kleine Bohrspindeln gebraucht wird, in die Spur der Rolle g eingelegt und die Bohrspitze stetig gegen das bohrende Material gedrückt, während mit dem Bogen hin und her gearbeitet wird. Das Rohr a führt den Bohrer beim Fortschreiten des Loches und kann man demnach auch Spirallöcher u. dgl. bohren, wenn das Rohr a die entsprechende Form erhalten hat."

Aus AT 508 891 A4 2011-05-15 ist ein Werkzeug zum Bohren gekrümmter Löcher bekannt, wobei eine flexible Welle in einem gebogenen Führungsrohr liegt, welches in seiner Krümmung der Krümmung des Bohrloches entspricht, die den Antrieb mit dem Bohrkopf verbindet. Der Einsatz dieses Werkzeuges liegt insbesondere im Bereich der Chirurgie.

Aus US 4, 541, 423 A ist ein Werkzeug zum Bohren von gekrümmten Löchern bekannt, wobei das Führungsrohr aus einem Material besteht, welches händisch gebogen werden kann. Auch bei dieser Anmeldung erfolgt der Antrieb über eine flexible Welle.

Aus US 4, 265, 231 A geht ein Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines gekrümmten Bohrkanals bzw. -lochs hervor, umfassend einen Bohrkopf, einen gekrümmten, hohlzylindrischen Schaft mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende und eine im Schaft aufgenommene Welle mit einem proximalen Koppelelement zum Verbinden der Welle mit einem Antrieb und mit einem distalen Koppelelement zum Verbinden der Welle mit dem Bohrkopf.

Ein gattungsgemäßes Werkzeug ist unter anderem auch in US 4, 265, 231 bzw. US 5, 017, 057 offengelegt.

Aus WO 2011 113078 ist ein Werkzeug zum Bohren gekrümmter Bohrlöcher bekannt, mit einem Bohrkopf, der mit einem Ende einer flexiblen Welle verbunden ist, und mit einem die flexible Welle umgebenden, der Krümmung des Bohrlochs entsprechend gebogenen Führungsrohr, mit einem Lager am distalen Ende zur Lagerung des Bohrkopfes, und mit einer am anderen Ende der flexiblen Welle angeordneten Einrichtung zur Verbindung mit einem Antrieb. Gemäß Anspruch 20 ist eine Spüleinrichtung vorgesehen, über welche Spülflüssigkeit durch das Führungsrohr zum Bohrkopf beförderbar ist. Auf diese Weise kann das abgetragene Material abgeführt und der Bohrkopf gekühlt und geschmiert werden. Biegsame Wellen haben den Nachteil, däss sie nur geringe Drehmomente übertragen können, welche insbesondere vom Durchmesser der Welle und von der Drehrichtung abhängig sind. Im Bereich von Durchmessern der biegsamen Welle unter 2 mm gibt es derzeit keine Anbieter. Zudem sind die maximalen Drehzahlen nach oben beschränkt, z.B. bei einem Durchmesser von 3 mm maximal 25000 RPM.

Nachteile, welche die Erfindung beheben soll

Folgende Nachteile werden durch die Erfindung behoben:

Übertragung von höheren Drehmomenten vom Antrieb auf den Bohrkopf

- Einsatz des Spezialbohrers zur Bohrung gekrümmter Löcher in Verbindung mit CNC- Maschinen und damit die Bereitstellung entsprechender Computerprogramme

- Einsatz des Spezialbohrers zur Bohrung gekrümmter Löcher in Bereichen, bei denen der Durchmesser des gekrümmten Bohrloches < 3mm ist.

Bisherige Lösungsversuche

Für das Bohren gekrümmter Löcher in harten Materialien wie Legierungen oder Silikaten wurden keine am Markt erhältlichen Lösungsahgebote gefunden

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Bohren gekrümmter Löcher anzugeben, insbesondere zur Übertragung hoher Drehmomente und hoher Drehzahlen bei kleinen Bohrlochdurchmessern. Idealerweise sollen die Bohrer auf CNC-Maschinen verwendet werden. Der Einsatz soll auch im Bereich von schwer bearbeitbaren Werkstoffen möglich sein, wie beispielsweise CoCr-Legierungen, Silikatkeramiken (Lithiumsilikat, Lithium-Disilikat etc.) oder Oxidkeramiken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

1. gemäß Anspruch 1 der Antrieb des Materialbearbeitungsbereiches, der insbesondere von einem Bohrkopf gebildet ist, durch getriebeartige Antriebsteile (z.B. Achsen mit Kegelradantrieb etc.) oder gemäß Anspruch 2 durch eine biegsame Welle oder gemäß Anspruch 3 mittels Fluidantrieb oder Druckluftantrieb erfolgt;

2. insbesondere der Durchmesser des starren gebogenen Schaftabschnittes der Vorrichtung, insbesondere des Bohrers, einen Druehmesser aufweist, der auch kleiner als 3mm sein kann;

3. insbesondere ein Computerprogramm bereit gestellt wird, sodass die Vorrichtung insbesondere der Bohrer, auf einer CNC - Maschine eingesetzt werden kann.

4. insbesondere Zu- und Abflusskanäle für Kohlschmiermittel und Bohrspäne vorhanden sind.

Bestandteile der Technologie:

1. Gekrümmter Bohrer als Materialbearbeitungsvorrichtung

Der gekrümmte Bohrer ist primär dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des Bohrers exakt einem Segment eines Kreisbogens entspricht. Der Bohrer besteht aus einer starren gebogenen Außenhülle (= Bohrerschaft), die hohl ist und deren inneres Lumen zur Aufnahme der getriebeartigen Strukturen oder der biegsamen Welle dient, welche die Kräfte vom Antriebsteil auf den Bohrer-/Schleiferkopf am antriebsfernen Ende übertragt. Der Bohrer-/Schleiferkopf kann dabei entweder mit definierten Schneidgeometrien oder mit einer nicht definierten Schleifergeometrie (z.B. Diamantbeschichtung) ausgestaltet sein. In einer bevorzugten Form ist die Geometrie des BohrerVSchleiferkopfes halbkugelförmig ausgestaltet. Idealerweise ist der Bohrer-/Schleiferkopf auswechselbar. Diese Auswechselbarkeit kann beispielsweise durch eine Gewindeverbindung mit dem distalen Antriebsteil bewerkstelligt werden.

Weiterhin können in den Bohrer Kanäle für die Zufuhr von Kühlschmiermittel und/oder die Abfuhr von Spänen bzw. Schleifstaub integriert sein. Die Kanäle für die Zufuhr des Kühlschmiermittels können entweder geschlossen innerhalb des Bohrerschaftes liegen, öder aber als halboffene Kanäle an der Außenfläche des Bohrerschaftes gestaltet sein. Weiterhin zeigt der Bohrer am antriebsnahen Ende eine geometrische Ausgestaltung im Sinne einer Antirotationsgeometrie, die am Antriebsteil ansetzt und ein Mit-Rotieren des gekrümmten Bohrers verhindert. Bei einem automatischen Werkzeugwechsel z.B. mittels pneumatischem Werkzeugwechselsystem soll die CNC-Maschine automatisch den gekrümmten Bohrer mit Antirotationsgeometrie aufnehmen und so positionieren, dass die Antirotationsgeometrie in den vorgesehenen Rasten an der Antriebseinheit (= Frässpindel) einrastet und so das Mit - Rotieren des gekrümmten Bohrerschaftes verhindert wird. 2. Verfahren und Computerprogramm zur Erzeugung gekrümmter Bohrungen mittels CAD/CAM - Technolgie

Erfindungsgemäß wird ein Schleif- oder Bohrprogramm bereitgestellt, welches es erlaubt, mittels CNC - Maschine die gekrümmte Bohrung vorzunehmen. Das Programm berechnet die Vorschub- sowie die Rotationswege und stellt ein NC-File zur Verfügung, welches während des Bohrprozesses die Vorschübe in den Linearachsen (X-,Y- und Z- Achse) und gleichzeitig simultan die Drehungen der Rotationsachsen (A- oder B-Achse) steuert. Am Ende des Bohrprozesses werden die Linear- und Rotationsachsen in der rückwärtsgewandten Reihenfolge angesteuert. Grundsätzlich ist eine Ansteuerung der Bohrerspitze sowohl im Links- als auch im Rechtslauf möglich.

Merkmale des gekrümmten Bohrers:

Der gekrümmte Bohrer weist folgende Merkmale auf:

- Die Krümmung des Bohrers bildet ein Kreissegment mit dem kleineren inneren Radius Rl und dem größeren äußeren Radius R2. Der Durchmesser D Bohrerschaft des Bohrerschaftes ergibt sich aus:

Die Kreissegmente für den kleineren inneren Radius Rl und den größeren Radius R2 gehen vom gleichen Kreismittelpunkt aus.

Der Durchmesser der Bohrerspitze (D Bohrerspitze ) muss größer sein als der Durchmesser des Bohrerschaftes (D Bohrerschaft ), damit es zu keinem Verklemmen des gekrümmten Bohrers beim Bohrprozess kommt.

Der gekrümmte kann mit Kühlkanälen versehen werden, sodass durch diese Kühlschmiermittel an die Bohrer-/Fräserspitze gelangt und damit eine Überhitzung des Bohrer-/Schleiferkopfes sowie des Werkstückes verhindert werden kann. Der gekrümmte Bohrer kann mit Abflusskanälen versehen werden, sodass durch diese die Bohrspäne/das Bohrmehl abtransportiert werden kann.

Antrieb des Materialbearbeitungsabschnittes, insbesondere des Bohrkopfes, mittels Druckluft oder Flüssigkeitsdruck

In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, die Vorrichtung nicht mittels biegsamer Welle oder getriebeartigem Antrieb zu betreiben, sondern mit Hilfe von Druckluft oder Flüssigkeitsdruck. Die Zufuhrung der Druckluft/Druckflüssigkeit kann durch den gebogenen Schaftabschnitt erfolgen. Am distalen Ende des Schaftabschnittes, insbesondere des Bohrerschaftes, befindet sich innerhalb des Schaftabschnittes ein Turbinenrad, welches rotierend gelagert ist und den anliegenden Druck (Luft/Flüssigkeit) in kinetische Energie umwandelt. Das Turbinenrad kann beispielsweise als Schaufelrad gestaltet sein. Weiterhin ist das Turbinenrad mit Materialbearbeitungsabschnitt, insbesondere dem Bohrer/- Schleiferkopf, verbunden, sodass die kinetische Antriebsenergie vom Turbinenrad auf den Bohrer/-SchIeiferkopf übertragen wird. Am günstigsten ist die Kraftübertragung direkt ohne Zwischengetriebe. Es ist aber auch eine Ober- oder Untersetzung durch ein Getriebe möglich. Die Lagerung des Turbinenrades kann beipielsweise Luftgelagert erfolgen. Es sind auch Gleitlager, Nadellager oder Kugellager mit Stahlkugeln möglich. Für sehr hohe Drehzahlen sind keramische Kugellager in idealer Weise geeignet.

Die Treibluft/Treibflüssigkeit kann entweder innerhalb des Bohrerschaftes zurückgeführt werden oder aber am Bohrer/-Schleiferkopf entweichen und zur Kühlung des Bohrer/- Schleiferkopfes und des Werkstückes dienen.

In einer weiteren Ausgestaltung kann das Antriebssystem einen in sich geschlossenen Kreislauf bilden, beipsielsweise im Sinne eines Öldruckantriebes. Dabei befindet sich am distalen Ende des Bohrerschaftes innerhalb des Bohrerschaftes ein Turbinenrad, welches rotierend gelagert ist und den anliegenden Öldruck (Luft/Flüssigkeit) in kinetische Energie umwandelt. Der Druck wird innerhalb des Bohrerschaftes durch ein Pumpenrad erzeugt, welches durch eine Antriebsachse bewegt wird und von einem außerhalb des Bohrerschaftes liegenden System/Motor angetrieben wird.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 zeigt die den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit Getriebeantrieb Fig. 2 zeigt den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit Antrieb mittels biegsamer Welle

Fig. 3 zeigt den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit

Druckluft/Druckflüssigkeit-Antrieb

Fig.4 zeigt den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit in sich

geschlossenem Druckflüssigkeits-Antrieb

Zeichnungen:

Zeichnung Nr. 1:

Zeichnung Nr. 1 zeigt das den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit Getriebeantrieb. Die innere Biegung (1) des gekrümmten Bohrerschaftes wird durch den Radius des kleineren Kreises (= R1) bestimmt, der vom Kreismittelpunkt (M) aus definiert wird, die äußere Biegung (2) des gekrümmten Bohrerschaftes (3) wird durch den Radius des größeren Kreises (= R 2 ) bestimmt, der ebenfalls vom selben Kreismittelpunkt (M) aus definiert wird. Ferner ist das interne Getriebe dargestellt , das aus folgenden Teilen aufgebaut ist: Welle (4) mit Kegelrad an einem Ende und Anschlussgeometrie (5) zur Verbindung mit einem Spannsystem (hier HSK-Polygonspannsy stem) und der Antriebsspindel (12), Welle mit beidseitigem Kegelrad (6), Getriebezwischenstück (7) mit beidseitiger nach innen liegender negativer Kegelradverzahnung, einem Getriebeendstück

(8) mit nach innen liegender, negativer Kegelradverzahnung am zum Bohrer-/Schleiferkopf

(9) gewandten Ende. Der Bohrer-/Schleiferkopf (9) ist in der Zeichnung Nr. 1 beispielhaft als Diamantschleifkörper mit Halbkugelgeometrie dargestellt Der Bohrer-/Schleiferkopf (9) ist in der Zeichnung auswechselbar dargestellt, wobei dieser auf das Getriebeendstück aufgeschraubt ist. Weiterhin ist die Werkzeugspannvorrichtung (11) (hier beispielhaft Polygonspannsystem mit HSK-Aufnahme) und die Antriebseinheit (= Frässpindel) (12) dargestellt. Damit der gekrümmte Bohrerschaft beim Bohrprozess keine Rotationsbewegung erfährt, muss dieser mit einer Antirotationsgeometrie (10) ausgestattet sein, welche sich beispielsweise am Gehäuse der Antriebsspindel (12) derart abstützt, dass keine Rotationsbewegung möglich ist. Zeichnung Nr. 2:

Zeichnung Nr. 2 zeigt den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit Antrieb mittels biegsamer Welle (13). Die innere Biegung (1) des gekrümmten Bohrerschaftes durch den Radius des kleineren Kreises (= R 1 ) bestimmt, der vom Kreismittelpunkt (M) aus definiert wird, die äußere Biegung (2) des gekrümmten Bohrerschaftes (3) wird durch den Radius des größeren Kreises (= R 2 ) bestimmt, der ebenfalls vom selben Kreismittelpunkt (M) aus definiert wird. Ferner ist Antrieb mit biegsamer Welle dargestellt, der aus folgenden Teilen aufgebaut ist: biegsame Welle (13) mit Lager am antriebsnahen Ende (14) und Anschlussgeometrie (5) zur Verbindung mit einem Spannsystem (hier HSK- Polygonspannsystem) und der Antriebsspindel (12), distales Lager der biegsamen Welle (15) am zum Bohrer-/Schleiferkopf (9) gewandten Ende. Der Bohrer-/Schleiferkopf (9) ist in der Zeichnung Nr. 1 beispielhaft als Diamantschleifkörper mit Halbkugelgeometrie dargestellt. Der Bohrer-/SchIeiferkopf (9) ist in der Zeichnung auswechselbar dargestellt, wobei dieser auf das Getriebeendstück (8) aufgeschraubt ist. Weiterhin ist die Werkzeugspannvorrichtung (11) (hier beispielhaft Polygonspannsystem mit HSK- Aufnahme) und die Antriebseinheit (= Frässpindel) (12) dargestellt Damit der gekrümmte Bohrerschaft beim Bohrprozess keine Rotationsbewegung erfährt, muss dieser mit einer Antirotationsgeometrie (10) ausgestattet sein, welche sich beispielsweise am Gehäuse der Antriebsspindel (12) derart abstützt, dass keine Rotationsbewegung möglich ist.

Zeichnung Nr.3:

Zeichnung Nr. 3 zeigt den seitlichen Schnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit Druckluft/Druckflüssigkeit-Antrieb. Der Bohrer-/Schleiferkopf (9) ist in der Zeichnung Nr. 3 beispielhaft als Diamantschleifkörper mit Halbkugelgeometrie dargestellt. Der Bohrer- /Schleiferkopf (9) ist in der Zeichnung auswechselbar dargestellt, wobei dieser auf das Verbindungsstück (19) zum Turbinenrad (16) aufgeschraubt ist. Weiterhin ist die Zuführung der Druckluft/Drückflüssigkeit (17) und die Rückführung der Druckluft/Druckflüssigkeit (18) dargestellt. Zeichnung Nr.4:

Zeichnung Nr. 4 zeigt den seitlichen S chnitt durch einen gekrümmten Bohrer mit in sich geschlossenem Druckflüssigkeits- Antrieb. Der Bohrer-ZSchleiferkopf (9) ist in der Zeichnung Nr. 4 beispielhaft als Diamantschleifkörper mit Halbkugelgeometrie dargestellt. Der Bohrer-ZSchleiferkopf (9) ist in der Zeichnung auswechselbar dargestellt, wobei dieser auf das Verbindungsstück ( 19) zum Turbinenrad ( 16) aufgeschraubt ist. Weiterhin ist die Zuführung der Druckflüssigkeit (17) und die Rückführung der Druckflüssigkeit (18) dargestellt. Das Pumpenrad (20) wird durch die Antriebsachse (21 ) angetrieben.

In Betracht gezogene Patentschriften:

1. AT 508 891 A42011-05-15

2. US 4, 541, 423 A

3. US 4, 265, 231 A

4. US 5, 017, 057

5. WO 2011 113078

Literatur und weitere Quellen:

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E 1 Innere Biegung des gekrümmten Bohrers

2 Äußere Biegung des gekrümmten Bohrerschaftes

3 Gekrümmter Bohrerschaft

4 Welle mit Kegelrand an einem Ende und Anschlussgeometrie am anderen Ende 5 Anschlussgeometrie zur Verbindung mit einem Spannsysteme

6 Welle mit beidseitigem Kegelrad

7 Getriebezwischenstück mit beidseitiger nach innen liegender negativer

Kegelradverzahnung

8 Getriebeendstück

9 Bohrer-/Schleiferkopf

10 Antirotationsgeometrie

11 Werkzeugspannvorrichtung

12 Antriebseinheit (= Frässpindel)

13 Biegsame Welle

14 Lager der biegsamen Welle am antriebsnahen Ende

15 Distales Lager der biegsamen Welle

16 Turbinenrad

17 Zuführung der Druckluft/Druckflüssigkeit

18 Rückführung der Druckluft/Druckflüssigkeit

19 Verbindungsstück zum Turbinenrad

20 Pumpenrad

21 Antriebsachse