DE19960331A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung und Herstellung länglicher, strukturierter Bauteile und damit hergestellte biegsame Welle - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung und Herstellung länglicher, strukturierter Bauteile, sowie eine damit hergestellte biegsame Welle. Durch ein Verfahren, das die Schritte aufweist: Einspannen eines der Enden des länglichen Werkstückes, Bewegen des Werkstückes in seiner Längsrichtung in eine vorgegebene erste Längsposition, Drehen des Werkstückes um seine Längsachse in eine gewünschte Bearbeitungsposition, Zustellen eines Bearbeitungswerkzeuges im wesentlichen in radialer Richtung auf das Werkstück zu, Abstützen des Werkstückes auf der dem Bearbeitungswerkzeug gegenüberliegenden Seite des Werkstückes, Zurückziehen des Bearbeitungswerkzeuges in eine Ausgangsposition, wird die Herstellung und Bearbeitung länglicher, strukturierter Werkstücke in einem deutlich vereinfachten Herstellungsvorgang ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung und Her­ stellung länglicher, strukturierter Bauteile, sowie eine damit hergestellte biegsame Welle.

Im Stand der Technik gibt es eine Vielzahl länglicher, strukturierter Gegenstände, wie zum Bei­ spiel Spindeln, Zahnstangen oder auch biegsame Wellen. Das Verfahren und die entsprechende Vorrichtung, von welchen die vorliegende Erfindung ausgeht, betrifft insbesondere die Herstel­ lung biegsamer Wellen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung können jedoch ohne weiteres auch zur Herstellung anderer länglicher und strukturierter Gegen­ stände verwendet werden. Lediglich beispielhaft und zur Veranschaulichung wird daher im Rah­ men der vorliegenden Erfindung im wesentlichen auf einen bestimmten Typ einer biegsamen Welle Bezug genommen, die mit entsprechenden Verfahren und Vorrichtungen hergestellt wird.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch eine entsprechende biegsame Welle selbst, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung hergestellt ist.

Eine solche biegsame Welle wird vor allem im medizinischen Bereich eingesetzt und sie ist vor­ gesehen, um ein Bearbeitungswerkzeug auf nicht gerade verlaufenden Wegen durch den menschlichen Körper, insbesondere in Längsrichtung durch die großen Extremitätenknochen, wie zum Beispiel Ober- und Unterschenkelknochen oder auch Oberarmknochen, hindurchzufüh­ ren. Entsprechende chirurgische Maßnahmen sind häufig notwendig, um gebrochene Knochen zu heilen oder um künstliche Bauteile, wie zum Beispiel Klammern oder Schrauben und insbe­ sondere künstliche Gelenke in Knochen zu verankern. Zu diesem Zweck wird im allgemeinen ein Führungsdraht bzw. Katheter auf dem gewünschten Weg in das Knocheninnere eingeführt und das an seiner Spitze eine entsprechende zentrale Bohrung für den Führungsdraht aufweisende Bearbeitungswerkzeug, welches sich am vorderen Ende einer drehbaren und biegsamen Welle befindet, wird auf den Führungsdraht aufgeschoben und durch diesen auf einer entsprechenden Bahn bewegt.

Bei derartigen Wellen ist insbesondere die Einhaltung hygienischer Bedingungen außerordent­ lich wichtig, gleichzeitig aber auch außerordentlich schwierig. Es versteht sich, daß ein solches Werkzeug, nachdem es bei einem Patienten benutzt worden ist, gründlichst gereinigt und desin­ fiziert werden muß, bevor es erneut für einen anderen Patienten verwendet werden kann. Her­ kömmliche biegsame Weilen, die im wesentlichen aus einer Reihe überlappender und wechsel­ seitig aneinander verankerter aber nicht trennbarer Ringe oder auch aus gewickelten Spiralen bestehen, sind hierfür weitgehend ungeeignet. In den schmalen Spalten, die sich zwischen den Ringen oder aufeinanderfolgenden Wicklungen von Spiralen befinden, können sich Reste von Knochen, Knochenmark, Blut oder anderen Gewebebestandteilen ansammeln, die nur schwer zu entfernen sind und nur schwer desinfiziert werden können. Wenn solche Bestandteile von fremdem Körpergewebe in den Knochen oder das Knochenmark eines anderen Patienten unbe­ absichtigt eingetragen werden, so drohen schwerste Infektionen und Immunreaktionen, die in Extremfällen zum Verlust der betroffenen Gliedmaßen oder gar zum Tod führen können.

Es sind daher bereits andere biegsame Wellen entwickelt worden, die wesentlich leichter zu reinigen sind. Diese biegsamen Wellen bestehen im wesentlichen aus einem Rohr, in welches in Umfangsrichtung eine Vielzahl paralleler Schlitze eingebracht sind, wobei unmittelbar aufeinan­ derfolgende Schlitze in Umfangsrichtung relativ zueinander versetzt sind und wobei sich jeder der Schlitze über einen Winkelbereich von mehr als 180° und bis in die Größenordnung von 270° erstreckt. In der Praxis sind die Schlitze gegenüber dem jeweils vorangehenden oder nachfol­ genden Schlitz zumeist um ca. 120° in Umfangsrichtung versetzt, so daß das Rohr im wesentli­ chen drei verschiedene Gruppen von Schlitzen aufweist, wobei die Schlitze jeweils einer Gruppe sich über den selben Winkelbereich erstrecken und die verschiedenen Gruppen jeweils um 120° gegeneinander versetzt sind und wobei in der Reihenfolge der Schlitze jeweils auf einen Schlitz einer ersten Gruppe ein anderer aus der zweiten Gruppe folgt und ein Schlitz aus der dritten Gruppe vorangeht.

Selbstverständlich ist es möglich, auch andere Abfolgen von Schlitzen zu wählen und auch das Versetzen in Umfangsrichtung muß nicht notwendigerweise um jeweils 120° vorgenommen wer­ den, jedoch hat sich diese Form entsprechender biegsamer Wellen für den angegebenen Zweck bewährt, da auf diese Weise zum einen eine hinreichende Biegsamkeit eines Rohres erzielt wird, anderseits aber auch die durchgehenden Schlitze wesentlich besser zu reinigen sind als wech­ selseitig überlappende Blechringe oder spiralförmig aufgewickelte Streifen.

Es versteht sich, daß die Biegsamkeit der Welle um so größer ist, je größer auch der Umfangs­ winkel ist, über welchen sich die Schlitze erstrecken und je breiter die Schlitze sind und je kleiner der Abstand zwischen den einzelnen Schlitzen ist.

Die Schlitze werden im allgemeinen durch Sägen oder Fräsen hergestellt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß sich insbesondere an den Rändern und an den Enden der Schlitze oftmals Grate befinden, die nicht immer bemerkt werden, und an denen sich beim bestimmungsgemäßen Ge­ brauch der Welle das Material ansammeln kann, durch welches die Welle hindurchgeführt wird, bei dem obigen Beispiel insbesondere also Knochenmark oder Knochenzellen.

Aus diesem Grunde ist häufig eine aufwendige Nachbearbeitung entsprechender Wellen durch Strahlen oder Schleifen der Oberflächen erforderlich, wobei insbesondere das Entgraten der inneren Oberfläche einer solchen Welle relativ aufwendig und schwierig ist. Dabei werden auch nicht immer die inneren Seiten- und Stirnflächen der einzelnen Schlitze hinreichend gut erfaßt.

Das Sägen oder Fräsen der einzelnen Schlitze in herkömmlichen Bearbeitungszentren ist au­ ßerdem ein relativ aufwendiger und langwieriger Vorgang.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung und Bearbeitung länglicher, strukturierter Werkstücke und einen damit hergestellten Gegenstand zu schaffen, die einen deutlich verein­ fachten Herstellungsvorgang ermöglichen.

Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfah­ ren, welches die folgenden Schritte aufweist:

• a) Einspannen eines der Enden des länglichen Werkstückes,
• b) Bewegen des Werkstückes in seiner Längsrichtung in eine vorgegebene erste Längspo­ sition,
• c) Drehen des Werkstückes um seine Längsachse in eine gewünschte Bearbeitungspositi­ on,
• d) Zustellen eines Bearbeitungswerkzeuges im wesentlichen in radialer Richtung auf das Werkstück zu,
• e) Abstützen des Werkstückes auf der dem Bearbeitungswerkzeug gegenüberliegenden Seite des Werkstückes mindestens während der Bearbeitung durch das Bearbeitungs­ werkzeug,
• f) Zurückziehen des Bearbeitungswerkzeuges in eine Ausgangsposition,
• g) Wiederholen der Schritte b bis f, bis eine Bearbeitung an allen gewünschten Positionen des länglichen Werkstückes stattgefunden haben und
• h) wobei die Schritte b und c auch vertauschbar oder gleichzeitig ausführbar sind.

Hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• a) eine Spannvorrichtung (2) für das Einspannen eines der Enden des länglichen Werk­ stückes,
• b) eine Vorschubeinrichtung (3) für eine Vorschubbewegung des eingespannten Werkstük­ kes in eine gewünschte axiale Position,
• c) eine Rotationseinrichtung (4) für das Drehen des länglichen Werkstückes um seine zur Vorschubrichtung im wesentlichen parallele Längsachse (5) und für das Halten des Werkstückes (1) in einer gewünschten Drehposition,
• d) eine Bearbeitungseinrichtung (6) mit einem Bearbeitungswerkzeug (7), welches bezüg­ lich der Achse des Werkstücks (1) im wesentlichen in radialer Richtung zustellbar ist und
• e) eine Abstützeinrichtung (8) für das Werkstück (1), welche im wesentlichen auf der der Bearbeitungseinrichtung (6) gegenüberliegenden Seite des Werkstückes (1) angeordnet ist.

Ein spezieller, mit einem solchen Verfahren und einer entsprechenden Vorrichtung hergestellter Gegenstand ist eine aus einem Rohr hergestellte biegsame Welle mit Schlitzen, wie sie oben bereits beschrieben wurde, wobei die Schlitze durch ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt wurden, insbesondere durch Schleifen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen erlauben es, daß ein länglicher Gegenstand an nur einem Ende eingespannt wird, wobei eine entsprechende Vor­ schubeinrichtung dafür sorgt, daß er in eine gewünschte erste axiale Position verfahren wird und mit Hilfe einer Drehvorrichtung außerdem noch in eine gewünschte Drehposition gedreht wird, woraufhin in der gegebenen Position ein Bearbeitungswerkzeug radial zugestellt wird. Dieses Bearbeitungswerkzeug greift dann von einer Seite her an dem Werkstück an und stellt die ge­ wünschte Struktur her, wobei wahlweise auch noch ein gewisser axialer Vorschub des Werk­ stückes in beiden Richtungen der Längsachse des Werkstückes stattfinden kann und wobei au­ ßerdem die Drehposition des Werkstückes auch während der Bearbeitung noch mehr oder we­ niger variiert werden kann, um die Bearbeitung auf einem entsprechenden Umfangsabschnitt vorzunehmen. Dabei sorgt die Abstützeinrichtung dafür, daß das Werkstück praktisch nicht aus­ weichen kann, wenn das Bearbeitungswerkzeug von der gegenüberliegenden Seite her an dem Werkstück angreift. Das Bearbeitungswerkzeug wird nach erfolgter Bearbeitung des Werkstüc­ kes in einem vorgegebenen Abschnitt wieder zurückgezogen, und es erfolgt eine Vorschubbe­ wegung des Werkstückes ohne Bearbeitung bis in eine gewünschte neue axiale Position, in wel­ cher, nach entsprechender Einstellung der gewünschten Drehposition, das Bearbeitungswerk­ zeug erneut in Eingriff gebracht werden kann. Vorzugsweise erfolgen alle Vorschub- und Dreh­ bewegungen mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, so daß die einzelnen Vorschub- und Drehbewegungen sehr schnell und sehr exakt erfolgen. Auf die Reihenfolge von Vorschub- und Drehbewegung kommt es dabei im allgemeinen nicht an.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als Werkstück ein Rohr, insbesondere ein Edelstahlrohr, verwendet wird. Aus einem solchen Rohr kann durch entspre­ chende Strukturierung, das heißt durch Einbringen von Schlitzen, eine biegsame Welle herge­ stellt werden. Besonders bevorzugt ist dabei ein Verfahren, bei welchem die Bearbeitung durch Schleifen erfolgt und dementsprechend ist auch eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher das Bearbeitungswerkzeug ein Schleifwerkzeug, insbesondere eine rotierende Schleifscheibe ist, die mit ihrer umlaufenden Kante in radialer Richtung auf das Werkstück zugestellt wird. Dabei kann auch noch das Bearbeitungswerkzeug in Form der Schleifscheibe um eine Achse verdreht wer­ den, die parallel zu der Zustell- und Rückholbewegung bzw. -richtung verläuft. Das Zustellen der Kante einer Schleifscheibe bewirkt das Einschleifen eines Schlitzes in der Dicke der Schleif­ scheibe in ein entsprechendes Rohr oder einen anderen länglichen Gegenstand. Das Ausmaß der Vorschubbewegung des Werkzeuges beim Zustellen auf das Werkstück bestimmt dabei die Tiefe des Schlitzes und somit auch den Umfangswinkel, über welchen der Schlitz sich erstreckt, wenn nicht das Werkstück zusätzlich gedreht wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung fährt die Schleifscheibe so weit in das Werkstück ein, daß sich ein Schlitz ergibt, der sich über ca. 180°, bezogen auf die Achse des Werkstückes, erstreckt. Anschließend kann das Werkstück noch in einer oder in beiden Richtungen um einen Winkel von zum Beispiel 30° bis 90° verdreht werden, wodurch sich eine entsprechend größere Umfangserstreckung des einge­ schliffenen Schlitzes ergibt.

Nach der Fertigstellung des Schlitzes wird die Schleifscheibe wieder in ihre Ausgangsposition zurückgezogen, so daß ein Vorschub des Werkstückes stattfinden kann, um einen weiteren Schlitz an einer neuen Axialposition des Rohres anbringen zu können bzw. um allgemein eine weitere Bearbeitung an einer anderen axialen Position des Werkstückes vornehmen zu können.

Darüber hinaus ist es aber auch möglich, eine begrenzte Vorschubbewegung des Werkstückes vorzunehmen, während noch die Schleifscheibe in Eingriff mit dem Werkstück steht, um bei­ spielsweise die Breite eines Schlitzes zu vergrößern.

Die Abstützeinrichtung auf der dem Bearbeitungswerkzeug gegenüberliegenden Seite, und zweckmäßigerweise in sehr engem axialen Abstand zu der Eingriffsposition des Werkzeuges, verhindert ein Ausweichen des Werkstückes in seitlicher Richtung und ermöglicht ein präzises Arbeiten und Herstellen entsprechender Strukturen bzw. Schlitze.

Die Abstützeinrichtung kann ortsfest, wahlweise aber auch verstellbar sein, um Anpassungen an verschiedene Werkstücke und auch an verschiedene Bearbeitungswerkzeuge vornehmen zu können, da die Bearbeitung durch die Abstützvorrichtung nach Möglichkeit nicht behindert oder gestört werden soll. Selbstverständlich ist es zweckmäßig, wenn die Abstützung möglichst nahe an dem Bereich erfolgt, an dem auch das Bearbeitungswerkzeug angreift, um die dabei auftre­ tenden Kräfte möglichst gut und möglichst ohne störende Werkstückbewegungen abfangen zu können. Die Abstützeinrichtung kann auch geteilt sein und an zwei verschiedenen axialen Posi­ tionen, dicht vor und dicht hinter der Eingriffsposition des Bearbeitungswerkzeuges angeordnet sein.

Die Strukturierung der Gegenstände mit Hilfe eines Schleifvorganges bzw. eines Schleifwerk­ zeuges oder einer Schleifscheibe hat dabei den besonderen Vorteil, daß im allgemeinen keiner­ lei Nachbearbeitungen des Werkstückes mehr erforderlich sind und daß die Strukturen an dem Werkstück im wesentlichen gratfrei hergestellt werden, so daß Nachbearbeitungen im allgemei­ nen nicht mehr erforderlich sind oder aber einen wesentlich geringeren Umfang haben können, als bei der Herstellung der Strukturen durch Fräsen oder Sägen. Die Schleifscheibe hat vor­ zugsweise eine Dicke zwischen 0,3 und 2 mm, so daß sich dementsprechend auch Schlitze in einer Breite zwischen 0,3 und 2 mm ergeben. Vorzugsweise werden die Schlitze in einer Breite von ca. 1 mm hergestellt und sie sollten im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und sich in Umfangsrichtung des Rohres über einen Winkel von mehr als 180° erstrecken. Der Wieder­ holabstand aufeinanderfolgender (wenn auch in Umfangsrichtung versetzter) Schlitze sollte in der Größenordnung von 1 bis 5 mm liegen, kann aber auch größer sein, wenn die biegsame Welle eine größeren Durchmesser von zum Beispiel mehr als 8 oder 10 mm hat. Die Kombinati­ on aus Wiederholabstand der Schlitze und Schlitzbreite bestimmt letztlich den kleinstmöglichen Biegeradius einer solchen Welle. Je größer die Schlitzbreite und je kleiner der Wiederholabstand ist, desto kleiner kann der Biegeradius sein. Dabei nimmt allerdings auch die Stabilität der Welle um so mehr ab, je kleiner ihr minimaler Biegeradius ist. Durch eine möglichst große Umfangser­ streckung der Schlitze wird die Biegesteifigkeit verringert, ebenso aber auch die Stabilität der Welle, so daß insoweit sinnvolle Kompromisse notwendig sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bearbeitungswerkzeug um eine zu seiner Vorschubbewegung parallelen Achse drehbar gelagert, was zum Beispiel im Falle einer mit ihrer Kante zugestellten Schleifscheibe bedeutet, daß die Ebene der Schleifschei­ be gegenüber der Achse des Werkstückes um einen von 90° verschiedenen Winkel geneigt ist. Dieser Neigungswinkel sollte vorzugsweise im Bereich zwischen 60° und 85° liegen. Im Falle der bereits angesprochenen biegsamen Welle lassen sich damit Schlitze herstellen, die neben ihrer Erstreckung in Umfangsrichtung auch eine axiale Komponente haben, diese axiale Komponente läßt sich in Bezug auf die vorgesehene Rotationsrichtung der Welle so auswählen bzw. einstel­ len, daß die Schlitze bei einer Drehbewegung der Welle Material, welches sich eventuell in dem Rohr bzw. der Welle ansammelt, vorzugsweise in eine Richtung weg vom vorderen Ende der Welle befördern. Darüber hinaus ist es selbstverständlich auch möglich, die Schleifscheibe in ihrem Kantenbereich leicht konisch zu gestalten, so daß die Seitenflächen der Schlitze ebenfalls leicht konisch verlaufen bzw. die Breite der Schlitze nach außen zunimmt.

Die Wellen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vor­ richtung sehr schnell und rationell herstellen, sie erfordern keine oder nur eine äußerst geringe Nachbearbeitung und haben im Gebrauch äußerst günstige Eigenschaften. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich an Hand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figu­ ren. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung für Rohre zur Her­ stellung biegsamer Wellen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 schematisch verschiedene Bearbeitungsstufen bei der Herstellung einer biegsamen Welle aus einem Rohr mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.

Man erkennt in Fig. 1 ein Werkstück in Form eines Rohres 1, welches mit einem seiner Enden in einer Spannvorrichtung 2 gehalten wird, während das andere Ende des Rohres frei aus der Spannvorrichtung hervorsteht.

Die Spannvorrichtung ist ihrerseits auf einem Vorschubeinrichtung 3 gelagert, der in Richtung einer die Vorschubrichtung für das Werkzeug angebenden Z-Achse auf Schienen 13 gelagert ist. Außerdem ist die Spannvorrichtung 2 noch mit Hilfe einer Rotationsvorrichtung 4 drehbar, wobei die Rotationsvorrichtung 4 beliebige feste Drehpositionen einstellen kann.

Die Rotationsvorrichtung 4 umfaßt eine in Richtung der Z-Achse, also in der Richtung der Rotati­ onsachse verschiebbare Welle 14, die wiederum mit der drehbar gelagerten Spannvorrichtung 2 verbunden ist. Die Achse der Kugelumlaufspindel der Z-Achse fällt mit der Achse des in der Spannvorrichtung 2 aufgenommenen Rohres 1 zusammen, so daß das Rohr 1 um seine hier als C-Achse bezeichnete Längsachse drehbar ist.

Weiterhin erkennt man in Fig. 1 noch ein Bearbeitungswerkzeug in Form einer Schleifscheibe 7, die um ihre Symmetrieachse drehbar an einer entsprechenden Schleifmaschine befestigt ist, wobei die Schleifmaschine als ganzes in Richtung einer X-Achse bewegbar ist, die im rechten Winkel zu der C-Achse des Rohres 1 verläuft.

Der Umfangskante der Schleifscheibe 7 gegenüberliegend bzw. in axialer Richtung geringfügig zurückversetzt ist eine Abstützeinrichtung 8 in Form eines Gleitbockes angeordnet, der entweder eine Bohrung oder eine teilzylindrische konkave Stützfläche für das Rohr 1 aufweist. In der Sei­ tenansicht gemäß Fig. 2 ist darüber hinaus noch schematisch angedeutet, daß die Schleifspin­ del 6 um eine durch das Zentrum der Schleifscheibe 7 und parallel zur X-Achse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist, und zwar im wesentlichen um einen Winkel zwischen ± 30°.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird am besten an Hand verschiedener Bearbeitungsstufen deutlich, die in Fig. 3 in den Stufen a, b und c dargestellt sind. In der Bear­ beitungsstufe a erkennt man die Spannvorrichtung 2, die ein Ende eines geschliffenen Rohres 1 festhält. Die Vorschubeinrichtung 3 hat das Rohr 1 so weit vorgeschoben, daß sein freies Ende etwas über die Abstützvorrichtung 8 hinausragt und mit seiner einer Schleifscheibe 7 gegen­ überliegenden Seite in einer entsprechenden Führungsfläche der Abstützvorrichtung 8 anliegt. Nunmehr wird die Schleifscheibe 7 in Richtung der Z-Achse und radial zur C-Achse des Rohres 1 zugestellt, wodurch ein sich in Umfangsrichtung des Rohres erstreckender Schlitz in die Rohr­ wand eingeschliffen wird. Dabei wird die Schleifscheibe mit ihrer Kante so weit in das Rohr hin­ einbewegt, daß sich der Schlitz mindestens über 180°, gegebenenfalls auch über etwa 270° oder gar mehr Grad bezüglich der Rohrachse C erstreckt. Bei Bedarf kann auch nach einem teilweise einfachen der Kante der Schleifscheibe 7 in das Rohr 1 das Rohr um die Achse C mit Hilfe der Rotationseinrichtung 4 um einen kleinen Winkel von zum Beispiel ± 60° gedreht wer­ den, um den Schlitz in Umfangsrichtung des Rohres bis auf ein gewünschtes Maß auszudehnen.

Anschließend wird die Schleifscheibe 7 wieder in die in dem Teilbild A erkennbare Position zu­ rückgefahren und die Vorschubeinrichtung 3 bewegt die Spannvorrichtung 2 und damit auch das Rohr 1 um einen Schritt nach vorn, der dem Wiederholabstand der Schlitze entspricht. Die Rota­ tionseinrichtung 4 dreht dabei oder auch vorher oder nachher das Rohr um einen Winkel, der dem Winkelversatz aufeinanderfolgender Schlitze entspricht. Dann wird erneut in der bereits beschriebenen Art und Weise ein Schlitz in das Rohr 1 eingeschliffen. Dieser Vorgang wiederholt sich, wobei das Rohr vor dem Einbringen des jeweils nächsten Schlitzes um einen vorgegebe­ nen Winkel verdreht wird. Im vorliegenden Fall wird das Rohr für die Herstellung des jeweils nächsten Schlitzes um 120° gedreht, so daß sich bezüglich der C-Achse des Rohres insgesamt 3 verschiedene Positionen der einzelnen Schlitze in Umfangsrichtung ergeben, mit den drei ver­ schiedene Schlitzgruppen entstehen, wie man in den Teilbildern b und c erkennen kann, die unterschiedliche Stadien des Herstellungsvorganges zeigen, wobei in dem Stadium c nahezu sämtliche Schlitze hergestellt sind, die für die betreffende biegsame Welle erforderlich sind.

Zur Erhöhung der Stabilität der Schleifscheibe 7 ist nur deren radial äußerster Bereich 7' auf die schmale Schlitzbreite eingestellt, während der radial weiter innen liegende Schleifscheibenbe­ reich deutlich dicker ist, wobei ein konischer Übergang 16 zwischen dem schmalen äußeren Bereich und dem dickeren inneren Bereich vorgesehen ist. Bei Bedarf kann dieser konische Be­ reich so plaziert werden bzw. die radiale Erstreckung des schmaleren Bereiches so begrenzt werden, daß die eine Seitenfläche der Schlitze während der Schlitzherstellung noch von dem konischen Bereich erfaßt wird, so daß sich eine leicht konisch nach außen abfallende Schlitzwand ergibt. Dies kann den Transport von Material durch die Welle während ihrer Dre­ hung und auch die Reinigungsfähigkeit der Welle noch weiter verbessern. Es versteht sich, daß entsprechende konische Flanken auf beiden Seiten der Schleifscheibe vorgesehen werden kön­ nen. Darüber hinaus ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, die Ebene der Schleifscheibe aus ihrer zur C-Achse des Rohres 1 senkrechten Position heraus um eine Schwenkachse 11 zu verkippen, so daß die damit hergestellten Schlitze eine entsprechende Neigung relativ zur Achse des Rohres haben könnten. Je nach Eingriffsposition der Schleifscheibe, das heißt je nach dem, ob der in Fig. 2 mittlere Bereich, der untere oder obere Bereich der Schleifscheibe mit dem Rohr in Ein­ griff tritt, können bei Bedarf auch Schlitzverläufe erzeugt werden, die entweder eine konstante, oder aber eine variierende Neigung relativ zur Rohrachse C haben.

Der besondere Vorteil der Herstellung der Schlitze mit Hilfe einer Schleifscheibe und der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit entsprechender Einstell- und Abstützmöglichkeit des Rohres 1 liegt in einer praktisch gratfreien Herstellung der Schlitze, die keine oder nur eine geringe Nach­ bearbeitung der biegsamen Welle erfordert.

Bezugszeichenliste

1

Rohr/ Werkstück

2

Spannvorrichtung

3

Vorschubeinrichtung

4

Rotationsachsel Drehvorrichtung

5

Rohrachsel

6

Bearbeitungseinrichtung/Schleifspindel

7

Bearbeitungswerkzeug/Schleifscheibe

8

Abstützeinrichtung

9

Schlitze

11

Schwenkachse

13

Schienen

14

Kugelumlaufspindel der Z-Achse

16

konischer Übergang

Claims (10)

1. Verfahren zum Bearbeiten und/ oder Herstellen länglicher, strukturierter Werkstücke mit den Schritten:

• a) Einspannen eines der Enden des länglichen Werkstückes,
• b) Bewegen des Werkstückes in seiner Längsrichtung in eine vorgegebene erste Längspo­ sition,
• c) Drehen des Werkstückes um seine Längsachse in eine gewünschte Bearbeitungspositi­ on,
• d) Zustellen eines Bearbeitungswerkzeuges im wesentlichen in radialer Richtung auf das Werkstück zu,
• e) Abstützen des Werkstückes auf der dem Bearbeitungswerkzeug gegenüberliegenden Seite des Werkstückes mindestens während der Bearbeitung durch das Bearbeitungs­ werkzeug,
• f) Zurückziehen des Bearbeitungswerkzeuges in eine Ausgangsposition und
• g) Wiederholen der Schritte b bis f, bis eine Bearbeitung an allen gewünschten Positionen des länglichen Werkstückes stattgefunden hat,
• h) wobei die Schritte b und c auch vertauschbar oder gleichzeitig ausführbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück ein Rohr, insbe­ sondere ein Edelstahlrohr verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück durch Schleifen bearbeitet wird, insbesondere durch eine rotierende, mit einer Umfangskante im rechten Winkel zur Längsachse des Werkstückes zugeführten Schleifscheibe.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbei­ tungswerkzeug in eine bezüglich einer zur Zustellachse (X) parallelen Drehachse veränder­ bare Drehposition eingestellt wird.

5. Vorrichtung zur Herstellung und/ oder Bearbeitung länglicher, strukturierter Werkstücke, mit:

• a) einer Spannvorrichtung (2) für das Einspannen eines der Enden des länglichen Werk­ stückes,
• b) einer Vorschubeinrichtung (3) für eine Vorschubbewegung des eingespannten Werk­ stückes in eine gewünschte axiale Position,
• c) einer Rotationseinrichtung (4) für das Drehen des länglichen Werkstückes um seine zur Vorschubrichtung im wesentlichen parallele Längsachse (Z) und für das Halten des Werkstückes (1) in einer gewünschten Drehposition,
• d) einer Bearbeitungseinrichtung (6) mit einem Bearbeitungswerkzeug (7), welches bezüg­ lich der Achse des Werkstücks (1) im wesentlichen in radialer Richtung zustellbar ist und
• e) einer Abstützeinrichtung (8) für das Werkstück (1), welche im wesentlichen auf der der Bearbeitungseinrichtung (6) gegenüberliegenden Seite des Werkstückes (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (8) der Bearbeitungseinrichtung (6) unmittelbar gegenüberliegend auf im wesentlichen der selben axialen Länge des Werkstückes angeordnet ist, auf welcher das Bearbeitungswerkzeug (7) angreift.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung als ein bezüglich des Bearbeitungswerkzeugs (7) feststehender oder in Längsrichtung be­ weglicher Gleitbock mit einer teilzylindrischen, konkaven Stützfläche ausgebildet ist.

8. Biegsame Welle (1) bestehend aus einem Rohr, welches eine Reihe von Schlitzen aufweist, um dadurch die Biegsamkeit des Rohres zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) durch Schleifen hergestellt sind.

9. Biegsame Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze zwi­ schen 0,3 und 2 mm, vorzugsweise etwa ein 1 mm beträgt, daß die Schlitze (9) im wesentli­ chen parallel um das Rohr über einen Umfangswinkel von mehr als 180° verlaufen, und daß der Wiederholabstand der Schlitze im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm liegt.

10. Biegsame Welle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) ge­ genüber der Rohrachse (5) geneigt verlaufen, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel zwi­ schen 60° und 85° relativ zur Rohrachse (5).